«Дыхательные органы позвоночных демонстрируют огромное разнообразие, но система легких и воздушных мешков птиц поистине уникальна среди существующих видов», - говорит доктор Маркус Ламбертц из Института зоологии Боннского университета. в Германии. Воздушные мешки представляют собой сильфонообразные выпячивания легкого, и изменение их объема вызывает движение воздуха в отдельном газообменнике. Это функциональное разделение имеет решающее значение для исключительной эффективности этой дыхательной системы, но воздушные мешки могут делать больше: они могут внедряться в кости, процесс, называемый «пневматизацией»."
Пневматизированные кости очень легкие, потому что наполнены воздухом вместо более тяжелого костного мозга, что было важно не только для активного полета, но и для эволюции гигантизма у динозавров-зауроподов. Благодаря наличию образовавшихся пневматических полостей давно известно, что структуры, подобные воздушным мешкам, появились раньше птиц, поскольку они были обнаружены как у гигантских зауроподов, так и у плотоядных динозавров. Однако до сих пор было неизвестно, когда и сколько раз воздушные мешки развивались.
Пневмост: неизвестный до сих пор тип костной ткани как диагностический инструмент
Филиппо Бертоццо был немало удивлен, когда проанализировал структуру костей в ходе своей магистерской диссертации в Институте геологии, минералогии и палеонтологии Штейнмана Боннского университета: «Кости, соприкасающиеся с воздушными мешками, обнаруживают уникальная структура, состоящая из очень тонких и плотно упакованных волокон. После того, как выяснилось, что это верно как для современных птиц, так и для вымерших динозавров, мы предложили назвать этот особый вид костной ткани «пневмостимом»."
Особенно удивительным был тот факт, что пневмостеум был не только ограничен пневматизированными костями, но также был обнаружен на поверхности заметных полостей, имевшихся в шейных позвонках динозавров-зауроподов. Доктор Ламбертц добавляет: «Ранее уже предполагалось, что такие полости являются потенциальными местами расположения воздушных мешков, но теперь только наш микроскопический анализ дает убедительные аргументы в пользу этого».
Другие мягкие ткани, такие как мышцы, также могут оставлять следы в костях. «В костной ткани есть несколько типов волокон, но пневмостум заметно отличается от них», - объясняет профессор, доктор Мартин Сандер из Steinmann-Institute в Бонне. Таким образом, эта характерная индивидуальность пневмостеума делает его прекрасным диагностическим инструментом для распознавания костей, которые находились в контакте с воздушными мешками.
Доступ к прошлому и потенциал для будущих исследований
Учитывая, что пневмостеум был обнаружен только у динозавров, теперь это дает возможность проследить эволюционное происхождение воздушных мешков. Особенно тот факт, что пневмостеум не ограничивается пневматизированными костями, но также был обнаружен на поверхности костей, открывает доступ к изучению видов, которые могли иметь воздушные мешки как часть своей дыхательной системы, но не имели явно пневматизированных костей.
Окаменение воздушных мешков почти невозможно, потому что их тонкая структура состоит всего из нескольких слоев клеток. Таким образом, профессор Сандер убежден, что открытие пневмостеума приведет к значительному улучшению понимания эволюции дыхательной системы динозавров. Доктор Ламбертц заключает: «Этот проект еще раз подчеркивает важность междисциплинарного сотрудничества между зоологами и палеонтологами для выяснения истории эволюции."