על פני השטח יונה ותנין בקושי יכלו להיראות שונים יותר. בעוד היונה היא יצור מעופף ומכוסה נוצות, המנקר את מזונו במקור חסר שיניים, תנין הוא טורף אמפיבי ומשוריין, המוחץ את טרפו בלסתות משובצות שיניים חרוטי. למרות הצורות השונות, יחד עם זאת מוצא אבות קדומים משותפים. גם היונה וגם התנין הם ארכוזאורים, קבוצת "הזוחלים השולטים" הכוללת גם פטרוזאורים, דינוזאורים לא-עופות ושלל צורות קשורות שנפטרו לפני עשרות מיליוני שנים. הארכוסאורים שקיימים כיום הם רק חלק מהצורות השונות שהיו קיימות בעבר, אך מאמר חדש בכתב העת Science מדגיש כי הם חולקים כמה קווי דמיון עמוקים מתחת לעורם.
כשאני נושם פנימה והחוצה תוך כדי כתיבת הפוסט הזה אוויר נכנס לגופי דרך האף שלי, נוסע אל ה"מבוי סתום "של ריאותי, ואז הוא נשף אחרי שהחמצן נספג. לא כך אצל ציפורים. לציפורים מערכת נשימה יעילה יותר המותאמת לזרימת אוויר חד כיוונית, או במילים אחרות, אוויר נע בכיוון אחד דרך מערכת הציפורים במעין מעגל. וכפי שמתברר, אליגטורים יכולים לנשום באותה צורה.
מדענים יודעים מזה זמן כי ציפורים נושמות בצורה שונה מזו של יונקים. מה שקשה יותר לקבוע הוא כיצד תנינים נושמים. הייתה גם הצעה כלשהי לפיה תנינים עלולים לנשום באמצעות זרימת אוויר חד-כיוונית, אך איש לא הדגים במפורש כי זהו המצב. כדי לבחון את ההשערה, CG Farmer וקנט סנדרס הציבו חיישנים בשני חלקים של מעברי הנשימה של ארבעה תנינים הרוגים, אווררו באופן מלאכותי את הריאות וצפו לראות כיצד האוויר זז.
התוצאות הצביעו על כך שזרימת האוויר בתוך גופו של התנין הייתה מסוגלת לנוע בצורה חד כיוונית לאורך מעגל של שבילים, אך האם הם באמת ינשמו בצורה כזאת בעודם בחיים? כדי לגלות המדענים הציבו שישה מכשירים למדידת זרימת אוויר בשישה תנינים חיים. הם גילו כי זרימת האוויר במערכת הנשימה של התנין נמשכה במעבר בין השראה (אוויר חדש נכנס) לפקיעה (אוויר ישן יוצא). האוויר המשיך לעבור במערכת בשני השלבים, והצביע שוב כי התנינים נושמים דרך זרימת אוויר חד כיוונית.
לא ניתן להבין עדיין כיצד התנינים מסוגלים לעשות זאת, אך הגילוי שהם יכולים לנשום כמו ציפורים עשוי לספק רמזים לכמה אירועים מרכזיים בתולדות החיים על פני האדמה. אם תנינים חיים והדינוזאורים החיים החינוכיים שאנו מכנים ציפורים חולקים שניהם במנגנון פיזיולוגי זה, יתכן שגם האב הקדמון המשותף האחרון לדינוזאורים ותנינים היה גם נשימה חד כיוונית. אם זו נכונה נשימה חד כיוונית התפתחה בארכוזאורים הראשונים לפני למעלה מ -230 מיליון שנה בעקבות ההכחדה ההמונית הקשה ביותר בתולדות כוכב לכת זה.
סגירת תקופת פרמיאן לפני 251 מיליון שנה התאפיינה בהכחדה של עד 96 אחוז מבעלי החיים שידוע כי חיו בים ומעל 70 אחוז מאלה שחיו ביבשה. בין הניצולים היו הארכוסאורים הקדומים ביותר (או אבותיהם הקרובים), ואם הייתה להם נשימה חד כיוונית, הדבר עשוי היה להעניק להם יתרון. נשימה חד כיוונית היא דרך יעילה יותר להשיג חמצן מהאוויר מאשר האופן בו אנו נושמים, ואם הכחדת המסה הפרמית הייתה מופעלת על ידי שינויים גדולים באטמוספירה כפי שמדענים המדענים, כמו הידלדלות החמצן, ייתכן שהארכוזאורים היו טובים יותר מסוגלים לשרוד מאשר קרוביהם המוקדמים של יונקים שהם חיו לצדם. השערה זו מצריכה הוכחות נוספות, אך אם נכונה ראשיתו של הארכוזאור עליית הדומיננטיות היו יכולים לעלות על הבדל בנשימה.
Farmer, C., and Sanders, K. (2010). זרימת אוויר חד כיוונית בריאות מדע התנינים, 327 (5963), 338-340 DOI: 10.1126 / science.1180219
