SAC AERI: EVOLUCIÓ, EN QUINS ANIMALS ES TROBA, FUNCIONS - BIOLOGIA - 2025

Els sacs aeris són cavitats d'aire permanents dins dels organismes. La presència d'aquests sacs en els ossos rep el nom de neumaticidad, i al seu procés de formació durant el desenvolupament de l'os se li crida neumatización.

La distribució d'aquests sacs al cos dels organismes és relativament variada. Poden estar presents en ossos (neumaticidad esquelètica) com el crani, vertebres, costelles, estern i altres. També hi són presents com a part de l'aparell respiratori de molts animals.

Crani d'un Tiranosaure rex. Aquests animals tenien ossos cranials massius i fusionats, però, tenien nombrosos i petits espais d'aire, que els feien més lleugers. Pres i editat d'AE Anderson, via Wikimedia Commons.

Els científics consideren que el desenvolupament dels sacs aeris els permet als animals que els presenten, tenir o millorar l'equilibri, refredar eficientment els seus cossos i augmentar l'intercanvi gasós.

La diversitat d'organismes que posseeixen aquests sacs va des aus i mamífers, fins insectes. Fins i tot avui en dia es coneix que els dinosaures tenien ossos pneumàtics, és a dir ossos amb sacs aeris.

evolució

Dels animals actuals, les aus presenten el major nombre d'estructures amb sacs aeris en els seus cossos. Des del punt de vista evolutiu, les aus són els descendents actuals dels dinosaures.

Se sap que les aus van evolucionar a partir de petits dinosaures carnívors. Aquests dinosaures van viure al juràssic tardà o superior (fa uns 152 a 163 milions d'anys), segons registres fòssils descoberts a la Xina i Amèrica de Sud.

No obstant això, es creu que l'avantpassat de totes les aus actuals va viure al Cretaci tardà o superior (fa unes 72 100 milions de anys enrere). Aquest avantpassat va sobreviure en els posteriors 65 milions d'anys que van transcórrer després de l'extinció massiva dels dinosaures.

L'investigador Peter Ward, l'any 2006, va suggerir que els primers sacs aeris en els dinosaures van aparèixer en organismes que van viure al període Triàsic (fa uns 252 milions anys aproximadament).

Aquesta estructura va ser un caràcter evolutiu que li va permetre als organismes que el posseïen adaptar-se a les baixos nivells d'oxigen que van existir durant aquest període.

Aquesta característica es manté actualment en els descendents dels dinosaures, els ocells. La presència d'aquests sacs en altres grups zoològics pot ser degut a un mecanisme d'evolució paral·lela o parafilética.

en humans

D'altra banda, els éssers humans presentem sins paranasals. Aquests són un sistema de cavitats aèries situades al cap; en els ossos frontals, etmoides, esfenoide, i al maxil·lar superior.

Hi ha molta controvèrsia sobre els aspectes evolutius dels sins paranasals en Neandertals i éssers humans actuals. No es coneix amb certesa quin és l'origen i funció evolutiva.

Una de les hipòtesis proposades sobre la presència d'aquests sacs aeris, és l'adaptació a l'fred extrem. Tema molt discutit i amb molts detractors.

La presència de sacs aeris en homínids i altres vertebrats, també ha estat tema controversial de l'evolució. Aquests sacs han aparegut i desaparegut en diferents grups, fins i tot en llinatges no relacionats.

Han estat propostes diverses hipòtesis sobre la presència de la neumatización o els espais aeris en el crani dels vertebrats. Entre aquestes hipòtesis destaquen: adaptacions per al fred, dispersió de la força mastegadora, alleugeriment cranial i emmagatzematge de substàncies.

En què animals es troben els sacs aeris?

Els primers organismes dels quals es té coneixement que van presentar sacs aeris, van ser els dinosaures. Estaven presents en el grup dels Ptrosaurios (Dinosaures voladors) i els saurisquios.

Aquests últims estaven representats pels pteròpodes (com el Tiranosaure rex) i els Saurópodos (com els grans coll llarg).

Dels animals actuals, les aus són les que presenten la major quantitat de sacs aeris dins de el cos. Estan presents en totes o en la majoria de les espècies d'aus.

Aquestes estructures es troben també en altres vertebrats, com els mamífers, tant en els ossos com en part de sistema respiratori.

Altres animals que presenten sacs aeris o estructures denominades com a tal, són els insectes. Aquests artròpodes presenten sacs aeris, com a part del seu sistema respiratori. Hi són presents com dilatacions o expansions de les tràquees.

funcions

En els dinosaures

Han estat plantejades diferents hipòtesis sobre la funcionalitat dels sacs aeris esquelètics i no esquelètics en els dinosaures.

La presència d'aquests espais podria indicar que en aquests organismes els ajudava a tenir una alta activitat metabòlica, ja que els sacs augmentaven la capacitat respiratòria.

Alguns autors també proposen que els sacs aeris servien per a la millora de l'equilibri i per reduir la inèrcia rotacional. Aquesta última hipòtesi, però, és molt discutida, ja que no s'aplica en grups com els Saurópodos.

Una altra funció hipotètica de les cavitats d'aire, és la de regular la temperatura corporal. La presència de plomes cobrint el cos, o l'activitat de l'vol, podien escalfar el cos.

Llavors, els sacs funcionarien com a mitjans per dissipar l'excés de calor. La presència d'ossos pneumàtics en els dinosaures, els va permetre tenir ossos més lleugers i facilitar l'evolució de formes vivents gegants.

En les aus

En les aus, els sacs aeris no ossis, poden ser observats com petites càmeres que s'inflen i desinflen. Això provoca un flux de gas en una càmera separada, en forma anàloga al que passa en els pulmons.

També presenten cavitats aèries òssies. La presència d'aquests espais li va permetre a les aus tenir ossos més lleugers. Això, al seu torn, li va permetre volar a la majoria d'aquests organismes.

A més, els va ajudar a tenir sistemes respiratoris altament eficients, a distribuir la massa esquelètica i fins i tot es creu que els permet a algunes aus volar a gran alçada.

Sacs aeris no esquelètics en Aus i Dinosaures. Pres i editat de CNX OpenStax, via Wikimedia Commons.

En els mamífers

En mamífers existeixen sacs aeris en els anomenats sins paranasals. Aquests són diverticles pertanyents a la cavitat nasal. Contenen aire i formen part dels ossos de l'crani.

Existeixen diverses hipòtesis sobre les funcions d'aquestes estructures neumatizadas. Entre aquestes hipòtesis estan l'alleugeriment de l'crani, l'intercanvi i dissipació de la calor, i l'ús per a la secreció de mucus.

L'estudi d'aquestes funcions ha estat realitzat emprant animals com cavalls, remugants, carnívors, petites mascotes (gossos i gats), fins i tot en éssers humans.

en insectes

Els sacs aeris dels insectes són càmeres amb gran capacitat de dilatació. Estan associades a les tràquees i la seva funció és emmagatzemar aire i facilitar el vol.

referències

1. Air sac. Anatomy. Recuperat de britannica.com.
2. Skeletal pneumaticity. Recuperat de en.wikipedia.org.
3. The origin of birds. Recuperat de evolution.berkeley.edu.
4. P. Ward (2006). Out of thin air: Dinosaurs, birds, and earth 's ancient atmosphere. National Academies Press.
5. V. Dressino & SG Lamas (2014). Controversies over the evolutionary rol dels paranasal sinus Pneumatization in humans and Neanderthals es an Adaptation to extreme cold. Ludus Vitalis.
6. Matt Wedel: Hunting the Inflatable dinosaur. Recuperat de ucmp.berkeley.edu
7. H. Brooks. (2018). Pneumatized bones help scientists study the evolution of breathing in birds and dinsoaurs. Recuperat de upi.com.
8. R. Zárate, M. Navarrete, A. Sato, D. Díaz, W. Huanca (2015). Descripció Anatòmica dels sins paranasals de la Alpaca (Vicugna pacos). Revista d'Investigacions Veterinàries de el Perú.