En surface, un pigeon et un alligator pourraient sembler aussi différents. Alors que le pigeon est une créature volante et couverte de plumes qui picore sa nourriture avec un bec sans dents, un alligator est un prédateur amphibie et blindé qui écrase sa proie dans des mâchoires constellées de dents coniques. Malgré leurs formes disparates, ils sont cependant unis par une ascendance commune. Le pigeon et l'alligator sont tous deux des archosaures, le groupe des "reptiles au pouvoir" qui comprend également des ptérosaures, des dinosaures non-aviaires et une foule de formes apparentées disparues il y a plusieurs dizaines de millions d'années. Les archosaures qui existent aujourd'hui ne représentent qu'une fraction des différentes formes qui existaient jadis, mais un nouvel article de la revue Science souligne qu'ils partagent des similitudes profondes sous leur peau.
Alors que j'inspire et expire tout en écrivant ce message, l'air entre dans mon corps par le nez, descend dans "l'impasse" de mes poumons, puis est expiré une fois que l'oxygène a été absorbé. Pas si chez les oiseaux. Les oiseaux ont un système respiratoire plus efficace, adapté au flux d'air unidirectionnel, ou, en d'autres termes, l'air se déplace dans une direction à travers le système de l'oiseau dans une sorte de circuit. Et, en fin de compte, les alligators peuvent respirer de la même manière.
Les scientifiques savent depuis un certain temps que les oiseaux respirent différemment des mammifères. Ce qui a été plus difficile à déterminer, c'est comment les alligators respirent. Certains avaient suggéré que les alligators pourraient également respirer via un flux d'air unidirectionnel, mais personne n'avait démontré de manière concluante que c'était le cas. Pour vérifier cette hypothèse, CG Farmer et Kent Sanders ont placé des capteurs dans deux parties des voies respiratoires de quatre alligators morts, ventilé artificiellement les poumons et surveillé le mouvement de l'air.
Les résultats ont suggéré que le flux d'air à l'intérieur du corps de l'alligator était capable de se déplacer de manière unidirectionnelle le long d'un circuit de voies de pénétration, mais respiraient-ils réellement de cette manière lorsqu'ils étaient en vie? Pour découvrir les scientifiques, des appareils de mesure du débit d'air ont été placés dans six alligators vivants. Ils ont constaté que le flux d'air dans le système respiratoire de l'alligator continuait pendant la transition entre inspiration (nouvel air entrant) et expiration (ancien air sortant). L'air continuait de circuler dans le système pendant les deux phases, suggérant à nouveau que les alligators respiraient par un flux d'air unidirectionnel.
La façon dont les alligators peuvent faire cela n’est pas encore comprise, mais la découverte qu’ils peuvent respirer comme des oiseaux pourrait fournir des indices sur certains événements majeurs de l’histoire de la vie sur terre. Si les alligators vivants et les dinosaures théropodes vivants, que nous appelons oiseaux, partagent ce mécanisme physiologique, il est alors possible que le dernier ancêtre commun des dinosaures et des alligators ait également eu un souffle unidirectionnel. Si cela est correct, la respiration unidirectionnelle a évolué dans les premiers archosaures il y a plus de 230 millions d'années, à la suite de la pire extinction de masse de l'histoire de cette planète.
La fin de la période du Permien, il y a 251 millions d'années, a été marquée par la disparition de près de 96% des animaux vivant dans les mers et de plus de 70% de ceux vivant sur terre. Parmi les survivants se trouvaient les premiers archosaures (ou leurs ancêtres proches), et s’ils avaient eu une respiration unidirectionnelle, cela aurait pu leur procurer un avantage. La respiration unidirectionnelle est un moyen plus efficace d'obtenir de l'oxygène de l'air que notre façon de respirer. Si l'extinction de masse du Permien était provoquée par des changements importants dans l'atmosphère, comme le soupçonnent les scientifiques, tels que l'épuisement de l'oxygène, les archosaurs auraient peut-être été meilleurs capables de survivre que les premiers parents de mammifères, ils vivaient à côté. Cette hypothèse nécessite des preuves supplémentaires, mais si elle était correcte, les débuts de la montée en puissance des archosaurs auraient tous pu aboutir à une différence de respiration.
Farmer, C. et Sanders, K. (2010). Flux d'air unidirectionnel dans les poumons d'alligators Science, 327 (5963), 338-340 DOI: 10.1126 / science.1180219
