Saco de ar: evolução, em que animais se encontra, funções - Ciência - 2023

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o sacos de ar são cavidades de ar permanentes dentro dos organismos. A presença desses sacos nos ossos é chamada de pneumaticidade, e seu processo de formação durante o desenvolvimento ósseo é chamado de pneumatização.

A distribuição desses sacos no corpo dos organismos é relativamente variada. Podem estar presentes em ossos (pneumaticidade esquelética) como crânio, vértebras, costelas, esterno e outros. Eles também estão presentes como parte do sistema respiratório de muitos animais.

Os cientistas acreditam que o desenvolvimento de sacos de ar permite que os animais que os apresentam tenham ou melhorem o equilíbrio, resfriem seus corpos com eficiência e aumentem as trocas gasosas.

A diversidade de organismos que esses sacos possuem varia de pássaros e mamíferos a insetos. Ainda hoje se sabe que os dinossauros possuíam ossos pneumáticos, ou seja, ossos com sacos de ar.

Evolução

Dos animais atuais, os pássaros possuem o maior número de estruturas com sacos de ar em seus corpos. Do ponto de vista evolutivo, os pássaros são os descendentes atuais dos dinossauros.

Sabe-se que os pássaros evoluíram de pequenos dinossauros carnívoros. Esses dinossauros viveram no final do Jurássico ou depois (cerca de 152 a 163 milhões de anos atrás), de acordo com registros fósseis descobertos na China e na América do Sul.

No entanto, acredita-se que o ancestral de todos os pássaros modernos tenha vivido no final do Cretáceo ou depois (cerca de 72 a 100 milhões de anos atrás). Esse ancestral sobreviveu nos 65 milhões de anos subsequentes que se passaram após a extinção em massa dos dinossauros.

O pesquisador Peter Ward, em 2006, sugeriu que os primeiros sacos de ar nos dinossauros apareceram em organismos que viveram no período Triássico (cerca de 252 milhões de anos atrás).

Essa estrutura foi um caráter evolutivo que permitiu aos organismos que a possuíam se adaptar aos baixos níveis de oxigênio que existiam naquele período.

Essa característica é mantida atualmente nos descendentes de dinossauros, pássaros. A presença desses sacos em outros grupos zoológicos pode ser devido a um mecanismo de evolução paralela ou parafilética.

Em humanos

Por outro lado, nós, humanos, temos seios paranasais. Trata-se de um sistema de cavidades de ar localizadas na cabeça; nos ossos frontal, etmóide, esfenoidal e na mandíbula superior.

Há muita controvérsia sobre os aspectos evolutivos dos seios paranasais em neandertais e humanos modernos. Não se sabe ao certo qual é a origem e função evolutiva.

Uma das hipóteses propostas sobre a presença desses sacos aéreos é a adaptação ao frio extremo. Tema muito discutido e com muitos detratores.

A presença de sacos aéreos em hominídeos e outros vertebrados também foi um assunto controverso na evolução. Essas bolsas apareceram e desapareceram em grupos diferentes, mesmo em linhagens não relacionadas.

Várias hipóteses têm sido propostas sobre a presença de pneumatização ou espaços aéreos no crânio de vertebrados. Essas hipóteses incluem: adaptações ao frio, dispersão da força mastigatória, clareamento craniano e armazenamento de substâncias.

Em quais animais são encontrados sacos de ar?

Os primeiros organismos conhecidos com sacos de ar foram os dinossauros. Eles estiveram presentes no grupo dos Ptrosaurs (Flying Dinosaurs) e Saurischians.

Estes últimos foram representados pelos Pterópodes (como o Tiranossauro Rex) e saurópodes (como os grandes pescoços longos).

Dos animais atuais, os pássaros são os que possuem o maior número de bolsas de ar dentro do corpo. Eles estão presentes em todas ou na maioria das espécies de pássaros.

Essas estruturas também são encontradas em outros vertebrados, como mamíferos, tanto nos ossos quanto em parte do sistema respiratório.

Outros animais que possuem sacos de ar ou estruturas denominadas como tais são insetos. Esses artrópodes têm sacos de ar como parte de seu sistema respiratório. Eles estão presentes como dilatações ou expansões das traquéias.

Características

Em dinossauros

Diferentes hipóteses foram levantadas sobre a funcionalidade de sacos aéreos esqueléticos e não esqueléticos em dinossauros.

A presença desses espaços poderia indicar que nesses organismos os ajudava a ter uma alta atividade metabólica, já que os sacos aumentavam a capacidade respiratória.

Alguns autores também propõem que os sacos aéreos servem para melhorar o equilíbrio e reduzir a inércia rotacional. Essa última hipótese, entretanto, é bastante contestada, uma vez que não se aplica a grupos como os saurópodes.

Outra função hipotética das cavidades de ar é regular a temperatura corporal. A presença de penas cobrindo o corpo, ou a atividade de vôo, pode aquecer o corpo.

Os sacos funcionariam então como meio de dissipar o excesso de calor. A presença de ossos pneumáticos nos dinossauros permitiu que eles tivessem ossos mais leves e facilitou a evolução de formas vivas gigantes.

Em pássaros

Nas aves, os sacos aéreos não ósseos podem ser vistos como pequenas câmaras que incham e esvaziam. Isso causa um fluxo de gás em uma câmara separada, análogo ao que ocorre nos pulmões.

Eles também apresentam cavidades ósseas de ar. A presença desses espaços permitiu que os pássaros tivessem ossos mais leves. Isso, por sua vez, permitiu que a maioria desses organismos voasse.

Além disso, ajudou a ter um sistema respiratório altamente eficiente, a distribuir a massa esquelética e acredita-se mesmo que permite que alguns pássaros voem em grandes altitudes.

Em mamíferos

Em mamíferos, existem sacos de ar nos chamados seios paranasais. São divertículos pertencentes à cavidade nasal. Eles contêm ar e fazem parte dos ossos do crânio.

Existem várias hipóteses sobre as funções dessas estruturas pneumatizadas. Essas hipóteses incluem clareamento do crânio, troca e dissipação de calor e uso para secreção de muco.

O estudo dessas funções tem sido realizado em animais como cavalos, ruminantes, carnívoros, pequenos animais de estimação (cães e gatos), até mesmo em seres humanos.

Em insetos

Os sacos aéreos dos insetos são câmaras com grande capacidade de expansão. Eles estão associados à traqueia e sua função é armazenar ar e facilitar o vôo.

Referências

Saco de ar. Anatomia. Recuperado do britannica.com.
Pneumaticidade esquelética. Recuperado de en.wikipedia.org.
A origem dos pássaros. Recuperado de evolution.berkeley.edu.
P. Ward (2006). Do nada: dinossauros, pássaros e a antiga atmosfera da Terra. National Academies Press.
V. Dressino e S. G. Lamas (2014). Controvérsias sobre o papel evolutivo da Pneumatização dos seios paranasais em humanos e neandertais como uma adaptação ao frio extremo. Ludus Vitalis.
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H. Brooks. (2018). Ossos pneumatizados ajudam os cientistas a estudar a evolução da respiração em pássaros e dinsoauros. Recuperado de upi.com.
R. Zárate, M. Navarrete, A. Sato, D. Díaz, W. Huanca (2015). Descrição Anatômica dos Seios Paranasais da Alpaca (Vicugna pacos). Jornal de Pesquisa Veterinária do Peru.