TÚI KHÍ: SỰ TIẾN HÓA, NÓ ĐƯỢC TÌM THẤY Ở NHỮNG LOÀI ĐỘNG VẬT NÀO, CHỨC NĂNG CỦA NÓ - SINH HỌC - 2025

Các túi khí là các khoang chứa không khí vĩnh viễn bên trong các sinh vật. Sự hiện diện của các túi này trong xương được gọi là khí nén, và quá trình hình thành của chúng trong quá trình phát triển xương được gọi là quá trình khí nén.

Sự phân bố của các túi này trong cơ thể sinh vật tương đối đa dạng. Chúng có thể hiện diện trong xương (khí nén của xương) như hộp sọ, đốt sống, xương sườn, xương ức và những nơi khác. Chúng cũng hiện diện như một phần của hệ hô hấp của nhiều loài động vật.

Hộp sọ của khủng long bạo chúa rex. Những con vật này có xương sọ lớn, hợp nhất, nhưng chúng có nhiều khoảng không khí nhỏ, khiến chúng nhẹ hơn. Lấy và chỉnh sửa từ AE Anderson, qua Wikimedia Commons.

Các nhà khoa học tin rằng sự phát triển của các túi khí cho phép các loài động vật có chúng có thể có hoặc cải thiện sự cân bằng, làm mát cơ thể một cách hiệu quả và tăng cường trao đổi khí.

Sự đa dạng của các sinh vật mà những túi này sở hữu bao gồm từ chim và động vật có vú, đến côn trùng. Thậm chí ngày nay người ta còn biết rằng khủng long có xương khí nén, tức là xương có túi khí.

Sự phát triển

Trong số các loài động vật hiện nay, chim có số lượng lớn nhất về cấu trúc với các túi khí trong cơ thể. Theo quan điểm tiến hóa, chim là hậu duệ của khủng long hiện nay.

Các loài chim được biết là tiến hóa từ loài khủng long ăn thịt nhỏ. Những con khủng long này sống vào cuối kỷ Jura hoặc muộn hơn (khoảng 152 đến 163 triệu năm trước), theo các hồ sơ hóa thạch được phát hiện ở Trung Quốc và Nam Mỹ.

Tuy nhiên, tổ tiên của tất cả các loài chim hiện nay được cho là đã sống vào cuối kỷ Phấn trắng hoặc muộn hơn (khoảng 72 đến 100 triệu năm trước). Tổ tiên này đã tồn tại trong 65 triệu năm tiếp theo sau khi khủng long tuyệt chủng hàng loạt.

Nhà nghiên cứu Peter Ward vào năm 2006 cho rằng những túi khí đầu tiên ở khủng long đã xuất hiện ở những sinh vật sống trong kỷ Trias (khoảng 252 triệu năm trước).

Cấu trúc này là một đặc điểm tiến hóa cho phép các sinh vật sở hữu nó thích nghi với mức oxy thấp tồn tại trong thời kỳ này.

Đặc điểm này hiện đang được duy trì ở hậu duệ của khủng long, loài chim. Sự hiện diện của các túi này trong các nhóm động vật khác có thể là do cơ chế tiến hóa song song hoặc song song.

Ở người

Mặt khác, con người chúng ta có các xoang cạnh mũi. Đây là hệ thống các hốc gió nằm ở phần đầu; trong xương trán, ethmoid, xương cầu và ở hàm trên.

Có nhiều tranh cãi về các khía cạnh tiến hóa của xoang cạnh mũi ở người Neanderthal và người hiện đại. Người ta không biết chắc chắn đâu là nguồn gốc và chức năng tiến hóa.

Một trong những giả thuyết được đưa ra về sự hiện diện của các túi khí này là sự thích ứng với cực lạnh. Chủ đề được thảo luận nhiều và với nhiều lời gièm pha.

Sự hiện diện của các túi khí ở hominids và các động vật có xương sống khác cũng là một vấn đề gây tranh cãi trong quá trình tiến hóa. Các túi này đã xuất hiện và biến mất trong các nhóm khác nhau, thậm chí trong các dòng họ không liên quan.

Nhiều giả thuyết khác nhau đã được đưa ra về sự hiện diện của quá trình khí nén hoặc khoảng không khí trong hộp sọ của động vật có xương sống. Trong số các giả thuyết này, nổi bật là các giả thuyết sau: thích ứng với lạnh, phân tán lực nhai, làm sáng sọ và tích trữ các chất.

Túi khí được tìm thấy ở những loài động vật nào?

Các sinh vật đầu tiên được biết đến có túi khí là khủng long. Chúng có mặt trong nhóm Ptrosaurs (Khủng long bay) và Saurischians.

Loài sau được đại diện bởi Pteropods (như Tyrannosaurus rex) và Sauropods (giống như những chiếc cổ dài lớn).

Trong số các loài động vật hiện nay, chim là loài có số lượng túi khí bên trong cơ thể nhiều nhất. Chúng có mặt ở tất cả hoặc hầu hết các loài chim.

Những cấu trúc này cũng được tìm thấy ở các động vật có xương sống khác, chẳng hạn như động vật có vú, cả trong xương và một phần của hệ hô hấp.

Các động vật khác có túi khí hoặc cấu trúc được đặt tên như vậy là côn trùng. Những động vật chân đốt này có túi khí như một phần của hệ hô hấp. Chúng hiện diện dưới dạng giãn hoặc mở rộng của khí quản.

Đặc trưng

Trên khủng long

Các giả thuyết khác nhau đã được đưa ra về chức năng của các túi khí có xương và không xương ở khủng long.

Sự hiện diện của những không gian này có thể chỉ ra rằng ở những sinh vật này, nó đã giúp chúng có hoạt động trao đổi chất cao, vì các túi tăng khả năng hô hấp.

Một số tác giả cũng đề xuất rằng các túi khí phục vụ để cải thiện sự cân bằng và giảm quán tính quay. Tuy nhiên, giả thuyết cuối cùng này vẫn còn nhiều tranh cãi, vì nó không áp dụng cho các nhóm như Sauropod.

Một chức năng giả định khác của các khoang khí là điều hòa nhiệt độ cơ thể. Sự hiện diện của lông bao phủ cơ thể, hoặc hoạt động bay, có thể làm ấm cơ thể.

Sau đó, các túi sẽ hoạt động như một phương tiện để tản nhiệt dư thừa. Sự hiện diện của xương khí nén ở khủng long cho phép chúng có xương nhẹ hơn và tạo điều kiện thuận lợi cho sự tiến hóa của các dạng sống khổng lồ.

Ở chim

Ở chim, các túi khí không có xương có thể được nhìn thấy như những khoang nhỏ phồng lên và xẹp xuống. Điều này tạo ra một luồng khí vào một buồng riêng biệt, tương tự như những gì xảy ra trong phổi.

Chúng cũng có các hốc khí xương. Sự hiện diện của những khoảng trống này cho phép những con chim có xương nhẹ hơn. Điều này cho phép hầu hết các sinh vật này bay.

Ngoài ra, nó giúp chúng có hệ thống hô hấp hiệu quả, phân bổ khối lượng xương và người ta tin rằng nó cho phép một số loài chim bay ở độ cao lớn.

Túi khí không xương ở Chim và Khủng long. Lấy và chỉnh sửa từ CNX OpenStax, qua Wikimedia Commons.

Ở động vật có vú

Ở động vật có vú có các túi khí trong cái gọi là xoang cạnh mũi. Đây là những túi tinh thuộc khoang mũi. Chúng chứa không khí và là một phần của xương hộp sọ.

Có một số giả thuyết về chức năng của các cấu trúc khí nén này. Những giả thuyết này bao gồm làm sáng hộp sọ, trao đổi nhiệt và tản nhiệt, và sử dụng để tiết chất nhầy.

Việc nghiên cứu các chức năng này đã được thực hiện bằng cách sử dụng động vật như ngựa, động vật nhai lại, động vật ăn thịt, vật nuôi nhỏ (chó và mèo), thậm chí cả ở người.

Trong côn trùng

Các túi côn trùng trên không là những khoang có khả năng giãn nở lớn. Chúng được liên kết với khí quản và chức năng của chúng là lưu trữ không khí và tạo điều kiện cho chuyến bay.

Người giới thiệu

1. Túi khí. Giải phẫu học. Phục hồi từ britannica.com.
2. Khí nén xương. Khôi phục từ en.wikipedia.org.
3. Nguồn gốc của các loài chim. Được phục hồi từ quá trình tiến hóa.berkeley.edu.
4. P. Phường (2006). Ngoài không khí loãng: Khủng long, chim và bầu khí quyển cổ xưa của trái đất. Nhà xuất bản Học viện Quốc gia.
5. V. Dressino & SG Lamas (2014). Tranh cãi về vai trò tiến hóa của xoang cạnh mũi Khí nén ở người và người Neanderthal như một biện pháp Thích nghi với thời tiết cực lạnh. Ludus Vitalis.
6. Matt Wedel: Săn khủng long bơm hơi. Đã khôi phục từ ucmp.berkeley.edu
7. H. Brooks. (2018). Xương khí nén giúp các nhà khoa học nghiên cứu sự tiến hóa của hô hấp ở chim và dinsoaurs. Phục hồi từ upi.com.
8. R. Zárate, M. Navarrete, A. Sato, D. Díaz, W. Huanca (2015). Mô tả giải phẫu các xoang cạnh mũi của Alpaca (Vicugna pacos). Tạp chí Nghiên cứu Thú y của Peru.