Происхождение и эволюция легких

Легкие человека и других млекопитающих имеют длинную эволюционную историю. Первый намек на легкие мы встречаем у некоторых групп рыб. У некоторых примитивных ископаемых рыб возник вырост на переднем конце пищеварительного тракта, и в той ветви рыб, которая впоследствии дала начало наземным позвоночным, из этого выроста развилось легкое. У других рыб он превратился в плавательный пузырь, т. е. в орган, который служит в основном для облегчения плавания, хотя иногда несет и дыхательную функцию . Плавательный пузырь - обычно непарное образование, хотя он может быть парным и у раз-пых рыб имеет весьма различные размеры и форму. У некоторых рыб он уже не сообщается с пищеварительным трактом. Клетки, расположенные у переднего конца плавательного пузыря, обладают способностью выделять во внутреннюю полость кислород, получаемый из крови,- способность, не встречающаяся ни у одного другого представителя царства животных. Другая группа клеток, расположенная

у заднего конца пузыря, удаляет из него кислород и возвращает его крови. Путем такого «перекачивания» кислорода внутрь пузыря или обратно в кровь рыбы поддерживают свое тело в воде на определенной глубине без мышечного усилия. Некоторые рыбы обладают даже рядом костей, соединяющих этот орган с внутренним ухом и играющих, по-видимому, роль прибора для определения глубины.

Плавательный пузырь служит также органом, позволяющим издавать звуки. Некоторые рыбы, например Opsanus и тригла, способны производить звуки, сокращая мышцу, прикрепленную к плавательному пузырю и заставляющую его вибрировать.

Близкими родичами той группы рыб, от которых произошли наземные позвоночные, являются двоякодышащие рыбы; некоторые из них дожили до наших дней и обитают в верховьях Нила и Амазонки и в некоторых реках Австралии. Эти рыбы живут в периодически пересыхающих водоемах и в засушливое время года остаются в иле пересохшего русла, где дышат при помощи плавательных пузырей. Они снабжены также жабрами, которыми дышат, плавая в воде. Плавательный пузырь у них представляет собой простой мешок (у одних форм одиночный, у других - парный). В отличие от других рыб они имеют легочную артерию. Легкие большинства примитивных амфибий - тритонов, амблистом и др.-представляют собой два простых длинных мешка, покрытых снаружи капиллярами. У лягушек и жаб внутри легочного мешка имеются складки, увеличивающие дыхательную поверхность . Так как лягушки и жабы не имеют ни диафрагмы, ни межреберных мышц, то механизм дыхания у них совсем не такой, как у человека; он основан на действии клапанов в ноздрях и мышц в области горла. При открытых носовых клапанах дно ротовой полости опускается и в нее входит воздух. Затем носовые клапаны закрываются и мышцы горла, сокращаясь, уменьшают размеры ротовой полости и вытесняют воздух в легкие. Лягушка не может дышать с открытым ртом!

Дальнейшая эволюция органов дыхания происходила в направлении постепенного расчленения легкого на все более мелкие полости, так что строение легких у рептилий, птиц и млекопитающих постепенно усложняется. Легкие некоторых ящериц, например хамелеона, снабжены придаточными воздушными мешками, которые могут наполняться воздухом, и животное раздувается; это играет роль защитного приспособления для отпугивания хищников. У птиц под&бного же рода мешки отходят в нескольких местах от легких и распространяются по всему телу ; благодаря им воздух может проходить через все легкое и полностью обновляться при каждом вдохе. Кроме того, когда птица летит и стенки грудной клетки должны быть неподвижно фиксированы, чтобы создать опору для действия мускулатуры крыльев, воздушные мешки играют роль мехов, продувающих воздух через легкие. Воздушные мешки, лежащие между некоторыми из летательных мышц, сжимаются и расправляются при каждом взмахе крыла; таким образом, чем быстрее летит птица, тем интенсивнее циркуляция воздуха через легкие.