Ученые Университета Аляски пришли к выводу: чтобы дышать атмосферным воздухом одних только легких не достаточно. Проведя исследования и проанализировав результаты, неврологи заявили, что переход к легочному дыханию у позвоночных – это наследственная черта, а не результат эволюции системы дыхания. «Больше, чем легкие, нужны нейронные схемы, которые чувствительны к двуокиси углерода», - говорит Майкл Харрис, невролог UAF и ведущий исследователь проекта по изучению механизмов, которые генерируют и контролируют дыхание.

"Это нейронные схемы, которые позволяют воздушно-реактивным организмам получать кислород, а клеткам преобразовывать его в энергию и удалять отходы диоксида углерода в результате этого процесса, - сказал он. – Я уверен в том, что чувствительные к диоксиду углерода нейронные цепи сформировали так называемый генератор ритмов дыхания".

Харрис и его коллеги считают, что наследственные генетические изменения в организмах позвоночных привели к тому, что воздух для дыхания, вероятно, изначально потребовался тем животным, которые не имеют легких, но «приобрели» генератор дыхательного ритма.

"Мы попытались найти живые примеры у примитивных, не дышащих воздухом предков, таких как минога, например, а затем отыскать доказательства наличия у них генератора дыхательного ритма", - сказал Харрис.

Миноги – древние рыбы, которые имеют характеристики, сходные с первыми позвоночными. Они не имеют легких и не дышат воздухом. Как личинки, они живут в вырытых в мягкой грязи каналах и дышат и питаются путем прокачки воды через свои тела. Когда грязь или мусор забивает каналы миног, они используют кашель-подобное поведение, чтобы изгнать воду и очистить канал. Выяснилось, что генератор дыхательного ритма в их мозгу контролирует это поведение.

Подобные генераторы дыхательных ритмов появились в свое время у рыб, что в свою очередь позволило позвоночным выходить на землю и эволюционировать в рептилий, птиц и млекопитающих. Без чувствительного к диоксиду углерода генератора ритма легочные структуры, возможно, не стали бы работать в качестве полноценного легкого.

Харрис и его сотрудники также изучают синдром внезапной детской смерти в результате остановки дыхания и надеются, что понимание эволюционного происхождения самой системы дыхания легкими помогут прояснить многие вопросы.

Источник: www.uaf.edu