Во время девонского периода примерно 370 миллионов лет назад на сушу вышли первые позвоночные. Помимо прочного скелета, развитых конечностей и подходящей кожи первым наземным обитателям требовалась эффективная дыхательная система.
Американские учёные из университета Брауна (Brown University) полагают, что в условиях недостаточной приспособленности лёгких первых земноводных их пластинчатые кости помогали существам избавляться от углекислого газа (CO2), который накапливается в крови в процессе обмена веществ.
Как известно, существует три основных способа избавиться от диоксида углерода: через кожу, жабры или лёгкие. Древние земноводные пользовались всеми способами. Они свободно дышали под водой, благодаря коже и жабрам, однако не могли в достаточной степени удалять из организма CO2 на суше.
Учёные полагают, что первые обитатели суши не располагали развитыми лёгкими, а рёбра не были приспособлены к пластичным движениям, которые сопровождают процесс дыхания. Значит, им нужен был другой механизм.
Биологи из США предполагают, что дышать первым покорителям суши помогали кости. В статье, опубликованной в журнале Proceedings of the Royal Society B, они напоминают о способности костной ткани регулировать кислотный баланс крови при таких болезненных состояниях как гиперкапния и лактатацидоз.
Роль костной ткани в выведении CO2 может быть ярко проиллюстрирована на примере черепахи. Когда животное проводит долгое время под водой, оно лишено кислорода, который бы мог нейтрализовать углекислый газ, образующийся в крови. На помощь приходят кости, которые отдают ионы кальция и магния в кровь, замещая тем самым ионы водорода, которые повышают кислотность крови.
"Скелетная "броня" этих существ всегда была загадкой для нас — рассказывает профессор Кристин Янис (Christine M. Janis). — В чём её предназначение? Даже небольшое количество таких костей способно увеличить время нахождения животного на поверхности".
В подтверждение своей позиции учёные приводят множество примеров. Например, особи рода Whatcheeria, которые проводили большую часть жизни в воде, являются менее "окостеневшими", чем педерпесы, наоборот, обитавшие преимущественно на суше.
Кроме того, животные, имеющие более развитые и гибкие рёбра, обладают значительно меньшим количеством подкожных костяных пластин. Видимо, дело в том, что последние лишь затрудняют движение и становятся ненужными при достаточном развитии лёгких.
По всему выходит, что костная "броня" древних земноводных позволила им избавляться от углекислого газа, обеспечив им более длительное пребывание на суше.
