Amphibian Respiration

Amphibian has evolved multiple ways of breathing.Breath for Biode II. オタマジャクシのような若い両生類は、エラを使って呼吸し、水から出ることはありません。 両生類の中には、生涯エラを維持するものもいる。 オタマジャクシが成長するにつれてエラはなくなり、肺が成長します。 この肺は原始的なもので、哺乳類の肺のように進化していない。 成体の両生類は横隔膜がないか減少しているため、肺を介した呼吸を余儀なくされます。 両生類が呼吸するもうひとつの手段は、皮膚を介した拡散です。 8121>

鳥の呼吸

鳥は呼吸に関してユニークな課題に直面しています：鳥は飛ぶのです。 飛ぶことは大量のエネルギーを消費するため、鳥は代謝を助けるために多くの酸素を必要とする。 鳥類は呼吸器系を進化させ、飛行に必要な酸素を供給している。 哺乳類と同じように、鳥類にもガス交換に特化した肺という器官がある。 吸気によって取り込まれた酸素は、肺の表面から血液中に拡散し、二酸化炭素は血液から肺に拡散し、呼気によって排出される。 鳥類と哺乳類の呼吸の詳細は大きく異なる。

鳥類は肺のほかに体内に気嚢を持っている。 空気は後部の気嚢から肺へ、前部の気嚢から外へ、一方向に流れる。 この空気の流れは血流と逆方向であるため、ガス交換が非常に効率よく行われる。 このような呼吸によって、鳥は酸素濃度の低い高地でも必要な酸素を得ることができるのである。 このように空気の流れに方向性があるため、肺から完全に空気を出すには、吸気と呼気を2回繰り返す必要がある

鳥。 呼吸と飛行

鳥は飛ぶために呼吸器系を進化させた。 飛ぶことは高エネルギーで、多くの酸素を必要とします。 しかも、多くの鳥は酸素濃度の低い高地を飛ぶ。 鳥類はどのようにして、このようなユニークな呼吸器系を進化させたのでしょうか。

古生物学者の数十年にわたる研究により、鳥類はセポドス（肉食恐竜）から進化したことが明らかになっています（図1）。 実際、1億年以上前に生きていた肉食恐竜は、肺と気嚢を持つフロースルー型の同様の呼吸器系を持っていたことが、化石の証拠からわかっている。 私たちの多くは、恐竜は絶滅したと考えています。 しかし、現代の鳥類は、鳥類の恐竜の子孫である。

図1. 鳥類の祖先である恐竜も同じような骨の空洞があり、同じような呼吸器系を持っていたと考えられている。 (credit b: Zina Deretsky, National Science Foundationによる研究の改変)

哺乳類の呼吸

すべての哺乳類には、呼吸のための主要器官である肺があります。 肺活量は動物の活動を支えるために進化してきた。 吸気時には、肺は空気で膨張し、酸素は肺の表面を拡散して血液中に入る。 呼気時には、肺から空気が排出され、肺の容積は減少する。

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