Ограничение перевозчика

Ограничением Кэрриера является наблюдение, что дышащим воздухом позвоночным животным с двумя легкими , которые сгибают свое тело в стороны во время передвижения, трудно одновременно двигаться и дышать, потому что боковое сгибание расширяет одно легкое и сжимает другое, перенаправляя застоявшийся воздух из легких в легкие. легкое, вместо того, чтобы полностью удалить его, чтобы освободить место для свежего воздуха. ^{[ 1 ]}

Он был назван английским палеонтологом Ричардом Оуэном в честь Дэвида Р. Кэрриера, который написал свои наблюдения по этой проблеме в 1987 году. ^{[ 2 ]}^{[ 3 ]}^{[ 4 ]}

Последствия

Большинство ящериц передвигаются короткими очередями с длительными паузами для дыхания. ^{[ нужна ссылка ]}

Примерно в период позднего триаса на животных с ограничением Кэрриера охотились двуногие виды, которые развили более эффективный шаг. ^{[ нужна ссылка ]}

Решения

Обходные пути

У большинства змей только одно легкое, поэтому ограничение Кэрриера не применимо.

Вараны увеличивают свою выносливость, используя кости и мышцы горла и дна рта, чтобы «глотать» воздух посредством горлового перекачивания . ^{[ 5 ]}

Некоторые другие ящерицы, в основном агамиды , для бега используют двуногое передвижение и избегают сгибаний в стороны. Двуногость у современных ящериц встречается редко, но это эффективный способ бегать, не останавливаясь для дыхания, и он полезен для ловли активной добычи или уклонения от хищников.

Крокодилы используют «высокую походку» с более прямым положением конечностей, что сводит к минимуму боковое сгибание при преодолении больших расстояний. Однако, поскольку они произошли от прямоходящих людей с ограниченным прямохождением, это может быть просто пережитком прошлого поведения, а не конкретной адаптацией, позволяющей преодолеть эту трудность. Тодд Дж. Уриона из Университета Юты предположил, что реберная вентиляция могла помочь вертикальному положению преодолеть ограничение. ^{[ 6 ]}

Как избежать ограничений

У птиц прямые конечности и жесткое тело, поэтому они не сгибаются в стороны при движении. Кроме того, у многих из них есть механизм, который качает оба легких одновременно, когда птицы покачивают бедрами. ^{[ нужна ссылка ]}

У большинства млекопитающих прямые конечности и гибкое тело, что заставляет их тела сгибаться вертикально при быстром движении. Это облегчает дыхание, поскольку одновременно расширяет или сжимает оба легких. ^{[ нужна ссылка ]}

Противоречивые доказательства

В отличие от приведенной выше модели, у ящериц во время движения дыхание сохраняется даже за пределами их аэробных возможностей, а артериальная кровь остается хорошо насыщенной кислородом. ^{[ 7 ]}

В популярной культуре

Палеонтолог Ричард Коуэн написал лимерик , чтобы объяснить и прославить правило Кэрриера: ^{[ 3 ]}

Рептилианское представление о веселье
Стоит целый день греться на солнышке.
Физиологический барьер,
Обнаружено Перевозчиком,
Говорит, что они не смогут дышать, если побегут.

См. также

Ссылки

^ Кэрриер, ДР (1987). «Эволюция двигательной выносливости четвероногих: обход механических ограничений». Палеобиология . 13 (3): 326–341. дои : 10.1017/s0094837300008903 . S2CID 83722453 .
^ Коуэн, Ричард (1996). «Передвижение и дыхание водных позвоночных, дышащих воздухом». В Яблонски, Дэвид; и др. (ред.). Эволюционная палеобиология . Чикаго: Издательство Чикагского университета. п. 337+. ISBN 0-226-38911-1 .
^ Jump up to: ^а ^б Коуэн, Ричард (2003). «Дыхание, обмен веществ и передвижение» . Ричард Коуэн, Калифорнийский университет, Дэвис . Архивировано из оригинала 21 октября 2014 года . Проверено 21 октября 2014 г. Если животное идет, оно может дышать между шагами, но растянувшиеся позвоночные не могут одновременно бегать и дышать . Я назову эту проблему ограничением носителя.
^ Шипман, Пэт (январь 2008 г.). «Снова свободен летать» . Американский учёный . 96 (1). Парк исследовательского треугольника: Сигма Xi: 20. doi : 10.1511/2008.69.20 . Архивировано из оригинала 4 марта 2016 года . Проверено 21 октября 2014 г. Ограничение Кэрриера названо в честь Дэвида Р. Кэрриера из Университета Юты в Солт-Лейк-Сити, который заметил, что типичная растянутая походка ящерицы ограничивает способность животного дышать во время бега или ходьбы.
^ Саммерс, Адам (2003). «Мониторные марафоны» . Естественная история . 112 (5): 32 . Проверено 21 октября 2014 г. ^{[ постоянная мертвая ссылка ]}
^ Уриона, Тодд Дж. (2008). Функция крокодиловой диафрагмы . ISBN 9780549977285 . Проверено 21 октября 2014 г.
^ Беннетт, Альберт Ф. (1994). «Выполнение упражнений рептилий» (PDF) . В Джонсе, Джеймс Х.; Корнелиус, Чарльз Э.; Маршак Р.Р. (ред.). Сравнительная физиология упражнений позвоночных: филетические адаптации . Достижения ветеринарной науки и сравнительной медицины. Том. 38Б. Нью-Йорк: Академическая пресса. стр. 113–138. ISBN 0120392399 . Архивировано из оригинала (PDF) 10 июня 2010 г. Проверено 3 декабря 2009 г.

[1] Кэрриер, ДР (1987). «Эволюция двигательной выносливости четвероногих: обход механических ограничений». Палеобиология . 13 (3): 326–341. дои : 10.1017/s0094837300008903 . S2CID 83722453 .

[2] Коуэн, Ричард (1996). «Передвижение и дыхание водных позвоночных, дышащих воздухом». В Яблонски, Дэвид; и др. (ред.). Эволюционная палеобиология . Чикаго: Издательство Чикагского университета. п. 337+. ISBN 0-226-38911-1 .

[Cowen-3] Jump up to: ^а ^б Коуэн, Ричард (2003). «Дыхание, обмен веществ и передвижение» . Ричард Коуэн, Калифорнийский университет, Дэвис . Архивировано из оригинала 21 октября 2014 года . Проверено 21 октября 2014 г. Если животное идет, оно может дышать между шагами, но растянувшиеся позвоночные не могут одновременно бегать и дышать . Я назову эту проблему ограничением носителя.

[4] Шипман, Пэт (январь 2008 г.). «Снова свободен летать» . Американский учёный . 96 (1). Парк исследовательского треугольника: Сигма Xi: 20. doi : 10.1511/2008.69.20 . Архивировано из оригинала 4 марта 2016 года . Проверено 21 октября 2014 г. Ограничение Кэрриера названо в честь Дэвида Р. Кэрриера из Университета Юты в Солт-Лейк-Сити, который заметил, что типичная растянутая походка ящерицы ограничивает способность животного дышать во время бега или ходьбы.

[5] Саммерс, Адам (2003). «Мониторные марафоны» . Естественная история . 112 (5): 32 . Проверено 21 октября 2014 г. ^{[ постоянная мертвая ссылка ]}

[6] Уриона, Тодд Дж. (2008). Функция крокодиловой диафрагмы . ISBN 9780549977285 . Проверено 21 октября 2014 г.

[7] Беннетт, Альберт Ф. (1994). «Выполнение упражнений рептилий» (PDF) . В Джонсе, Джеймс Х.; Корнелиус, Чарльз Э.; Маршак Р.Р. (ред.). Сравнительная физиология упражнений позвоночных: филетические адаптации . Достижения ветеринарной науки и сравнительной медицины. Том. 38Б. Нью-Йорк: Академическая пресса. стр. 113–138. ISBN 0120392399 . Архивировано из оригинала (PDF) 10 июня 2010 г. Проверено 3 декабря 2009 г.

[ 1 ]

[ 2 ]

[ 3 ]

[ 4 ]

[ 5 ]

[ 6 ]

[ 7 ]