Il complesso sistema respiratorio degli uccelli, che oltre ai polmoni comprende sacchi aerei anteriori e posteriori. L'aria viene inspirata ed espirata attraverso le narici, ma a livello dei polmoni, sostanzialmente a volume fisso, circola in un'unica direzione (immagine sopra: currumbinvetservices.com; immagine sotto: Wikimedia Commons)
Il respiro dell'iguana
Queste profonde differenze sono sempre state interpretate dai biologi come un adattamento degli uccelli per far fronte all’elevato dispendio energetico del volo. E nei rettili, di cui gli uccelli sono stretti parenti? Sono state fatte molte congetture sulla loro respirazione, ma fino a pochi anni fa nessuno si era preso la briga di monitorare il flusso d’aria nei loro polmoni.
Ricercatori dell’Università dello Utah hanno contribuito a colmare questa lacuna. In uno studio pubblicato sui Proceedings of the National Academy of Sciences, hanno svolto una serie di esperimenti con un endoscopio chirurgico per guardare dentro i polmoni di iguane verdi mentre inalavano fumo innocuo prodotto da una macchina per uso teatrale.
I ricercatori fanno respirare fumo innocuo a un'iguana verde per monitorare il flusso d'aria nelle sue vie aeree (immagine: Università dello Utah)
Sono state usate anche sonde che misurano la velocità dell’aria e il volume delle sezioni polmonari. Partendo dalle immagini in 3D a raggi X dei contorni dei polmoni, gli scienziati hanno realizzato un modello computerizzato molto fedele che simula il flusso dell’aria nelle vie aeree delle iguane.
A sorpresa si è scoperto che questi rettili hanno una respirazione molto simile a quella degli uccelli, pur non essendo volatori e nemmeno campioni di resistenza sulle lunghe distanze. Perché mai rettili più inclini al mimetismo che alla corsa dovrebbero possedere polmoni così efficienti?
Un carattere ancestrale
In realtà recenti studi hanno suggerito che anche alligatori e varani sfruttano un analogo modello di respirazione, lasciando aperta la possibilità di un’evoluzione convergente con gli uccelli. Ma la scoperta del flusso polmonare unidirezionale in un terzo gruppo di rettili rende più probabile l’ipotesi che si tratti di un carattere ancestrale, comparso in un antenato comune di lucertole, serpenti, coccodrilli e dinosauri (inclusi gli uccelli) che risale a circa 300 milioni di anni fa.
Nell'iguana verde e in altri rettili è stata scoperta una respirazione con flusso d'aria unidirezionale come negli uccelli, suggerendo che questo sia un carattere ancestrale comparso in un antenato comune (immagine: Eugenio Melotti)
