A fines del Cretácico, un extraño dinosaurio deambulaba por las costas del Río Colorado argentino. El depredador de 10 metros tenía huesos "neumáticos" y los sacos de aire, que ahora solo tienen las aves, ayudaban a respirar. Al parecer, la naturaleza continuó experimentando con la estructura de los huesos y el sistema respiratorio en las ramas de la evolución, paralelas al aviar
Sacos de luz y aire de Arosteon // Todd Marshall / Project Exploration
Los huesos de dinosaurios fosilizados en nuestro tiempo ya no sorprenden a nadie, y los almacenes y colecciones de la mayoría de los museos pueden permitirle realizar investigaciones paleontológicas sin salir de casa. Ahora los científicos se han centrado en el análisis solo de las muestras más singulares, y de particular interés son los depredadores gigantes, que siempre causan miedo y atracción genuinos al público, o formas transicionales e intermedias, cuyo análisis detallado de los restos es la mejor manera de ganarse el respeto de los especialistas.
Paul Sereno y sus colegas de América del Sur y del Norte decidieron matar dos pájaros de un tiro, y el dinosaurio, que se convirtió en el objeto de su estudio, murió por completo en el Cretácico Superior.
El Aerosteon riocoloradensis descrito por ellos, es decir, el Arosteon de Río-Colorado, tenía sacos de aire, una característica única que es característica solo de las aves en nuestro tiempo.
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Gracias a los peces con aletas cruzadas, todos los vertebrados terrestres tienen pulmones, un tejido esponjoso saturado de vasos sanguíneos, cuya función principal es un intercambio intensivo de gases, principalmente oxígeno y dióxido de carbono.
Naturalmente, las necesidades del cuerpo y la intensidad del intercambio de gases dependen directamente de la tasa de metabolismo, de ahí la estructura de este pulmón. Por ejemplo, los sapos y las ranas, que solo ocasionalmente deciden nadar cortos, se contentan con una bolsa simple con particiones escasas, y la superficie del pulmón en un adulto debido a los alvéolos es 35 veces mayor que la superficie de todo el cuerpo. En gran parte gracias a estos 70 metros cuadrados, podemos permitirnos distancias de maratón y una intensa actividad cerebral.
Bolsas de aire
Son cavidades conectadas al tracto respiratorio o al esófago, capaces de llenarse de aire, pero que no cumplen la función de intercambio de gases en la mayoría de los vertebrados. En los anfibios sin cola, estos son crecimientos emparejados o no emparejados en la parte posterior de la cavidad oral, llamados sacos vocales. Los reptiles (algunas tortugas, lagartos) tienen excrecencias ciegas de los pulmones.
Las aves tienen 5 pares de bolsas: abdominal, que se extiende desde los bronquios principales y se ubica entre los órganos de la cavidad abdominal; los 4 pares restantes son extensiones extrapulmonares de los bronquios secundarios: cervical, a lo largo del esófago; clavicular, a menudo fusionándose en un interclavicular; pecho delantero - en el lado abdominal del pecho; pectorales posteriores - en su lado dorsal.
La función principal de estas bolsas en las aves es succionar aire a través de los pulmones, especialmente durante el vuelo, así como la termorregulación del cuerpo y cambiar la gravedad específica de las aves durante la natación y el buceo. Muchos huesos del esqueleto de las aves (muslo, hombro, esternón, etc.) tienen cavidades llenas de excrecencias de sacos. Las aves también tienen sacos que no están asociados con los bronquios; las excrecencias de estos sacos faríngeo-nasales en algunas aves penetran en los huesos del cráneo, debajo de la piel y en las extremidades anteriores.
Los mamíferos también tienen varios tipos de sacos de aire: 1) que surgen como excrecencias pareadas de la membrana mucosa de las trompas de Eustaquio (en caballos, burros, cebras) y se localizan en el cuello, en la región atlante; 2) formaciones pareadas y no pareadas que surgen en la laringe y sirven para amplificar el sonido (sacos vocales); 3) que se extiende desde el extremo posterior ensanchado de la tráquea (en los machos de foca rayada) o desde el esófago (en los machos de las morsas), sirve para cambiar el peso específico del cuerpo; 4) en el cachalote, una bolsa ciega con un volumen de hasta 1 m 3 que se abre hacia el orificio de ventilación, donde aspira aire antes de bucear.
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Pero los pulmones de las aves no eran suficientes, por lo que obtuvieron bolsas de aire, recipientes especiales ubicados detrás de los pulmones que les permitían respirar no solo al inhalar, sino también al exhalar.
Y a diferencia de todos los demás animales terrestres, el tejido pulmonar de las aves en sí no "respira", en el sentido de que no se expande ni se contrae: la diferencia de presión necesaria para llenar y liberar el aire es absorbida por los sacos de aire. Se llenan de pulmones durante la inhalación, y cuando el ave exhala, el aire "de desecho" sale de los pulmones y es reemplazado por aire "limpio" de las bolsas. Además, estos últimos son muy útiles para el buceo, y las correspondientes cavidades junto a los órganos permiten a las aves especialmente celosas evitar el sobrecalentamiento.
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El depredador de diez metros, cuyos restos fueron descubiertos en 1996 a orillas del Río Colorado argentino, tenía un "atuendo" similar.
Quizás fue el equipo que permitió a la aislada población sudamericana sobrevivir hasta el Cretácico Superior, mientras que su pariente más cercano, el Allosaurus, en América del Norte, entonces separado por el océano, sufrió el embate de un Tyrannosaurus rex.
El aosteon descrito en PLos ONE no sufrió por los científicos: para encontrar sacos de aire, ni siquiera tenían que cortar los huesos, el trabajo se realizó por ellos con un tomógrafo de computadora.
Como en las aves, el esqueleto del aerostheon, para coincidir con el nombre, resultó estar "neumatizado". Según Sereno, las cavidades contenidas en los huesos confirman la existencia de sacos aéreos. Y aunque el arosteon no poseía ninguna característica clave del esqueleto del ave, como una quilla o una caja torácica especial, tenía un "tenedor" que a quienes les gusta pedir un deseo les encanta romper, y sus pulmones funcionaban exactamente como los de las aves.
Es difícil imaginar que este depredador, más grande que un elefante, tuviera huesos muy ligeros y aireados.
Las aves, como clase, surgieron antes de que este espécimen muriera en las orillas del Río Colorado, pero los científicos están seguros de que su hallazgo confirma la larga preparación preliminar de la evolución para el vuelo.
Además, estas cavidades alargadas dentro del cuerpo, además de la respiración, fueron muy efectivas para redistribuir el peso corporal en corredores bípedos y para disipar el calor de los músculos poderosos. Y, aunque es difícil juzgar la fina estructura de la estructura a partir de los restos de 85 millones de años, Sereno encontró bolsas debajo de la piel de su pupilo, de modo que la víctima podría rendirse audazmente ante la mera visión de un formidable depredador hinchado e incluso ligeramente pulsante.
