研究人员显示骨骼中的高性能呼吸

恐龙远没有灭绝，但仍是鸟类，仍是全球大多数地区的主要鸟类。取得巨大成功的部分原因是气囊的发展，这对于提高其呼吸系统的效率至关重要。波恩大学的科学家分析了与气囊接触的骨头的结构，发现在绝种和现存物种中，骨组织都是迄今未知的类型。现在，这些结果发表在《生物学快报》上。

德国波恩大学动物学研究所的Markus Lambertz博士说：“脊椎动物的呼吸器官表现出极大的多样性，但是鸟类的肺气囊系统在现存物种中确实是独一无二的。” 气囊是肺的风箱状突起，其体积变化导致空气在单独的气体交换器中流动。这种功能上的分离对于提高呼吸系统的效率至关重要，但是气囊可以做得更多：它们可以侵入骨骼，这一过程称为“气化”。

气化的骨骼非常轻，因为它们充满了空气而不是更重的骨髓，这不仅对于主动飞行很重要，而且对于蜥脚类恐龙的巨大进化也很重要。由于存在充气腔，人们早就知道气囊状结构早于鸟类的起源，因为它们在巨大的蜥脚类恐龙和食肉恐龙中都被发现。但是，直到现在仍无法得知气囊的演变时间和潜在次数。

气母：迄今未知类型的骨组织作为诊断工具

菲利波·贝托佐（Filippo Bertozzo）在波恩大学斯坦曼地质，矿物学和古生物学研究所攻读硕士学位期间分析骨骼结构时感到非常惊讶：“与气囊接触的骨骼显示出独特的结构，由事实证明，在现代鸟类和绝种恐龙中都是如此，我们建议将这种特殊的骨组织气母细胞命名。

该椎骨腔的骨小梁显示了肺气肿的细纤维，表明以前存在气囊。图片来源：Verändertnach Lambertz等。
尤其令人惊讶的是，气母膜不仅局限于气化的骨骼，而且还存在于蜥脚类恐龙的颈椎中明显的空洞表面上。Lambertz博士补充说：“以前已经将这种空腔假设为气囊的潜在位置，但是现在只有我们的微观分析才提供令人信服的论点。”

其他软组织，例如肌肉，也可能在骨骼中留下痕迹。波恩斯坦曼研究所的马丁·桑德（Martin Sander）教授解释说：“骨组织内有几种类型的纤维，但肺气肿与它们明显不同。” 因此，肺气肿的这种独特个性使其成为识别与气囊接触的骨骼的出色诊断工具。

了解过去和未来研究的潜力

鉴于仅在恐龙世系中发现了肺气肿，现在提供了追踪气囊的进化起源的机会。尤其是气母不仅限于气化的骨骼，而且还发现在骨骼表面，这为研究物种提供了机会，这些物种可能在呼吸系统中表现出气囊，但明显缺乏气化的骨骼。

气囊的化石化几乎是不可能的，因为它们的微妙结构仅由几层细胞组成。因此，桑德（Sander）教授坚信，肺气肿的发现将大大促进人们对恐龙呼吸系统进化的了解。Lambertz博士总结道：“该项目再次凸显了动物学家和古生物学者之间跨学科合作对于阐明进化史的重要性。”