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巨大な恐竜が酸素の薄い地球で生き残れた理由

息苦しい

恐竜が棲んでいた地球は、現在の地球の標高4,000メートル付近に相当する酸素濃度でした。極度な低酸素でも巨大な恐竜たちが呼吸できた理由はあるはずです。恐竜が祖先とされる、鳥の気嚢システムに着目して、恐竜の呼吸システムについて推測しています。

恐竜時代の酸素濃度

恐竜が地球を支配していた頃の地球の酸素濃度は、想像以上に低かった。現在の地球の酸素濃度は、およそ21%ですが、当時は12〜15%でした。この濃度は、現在の地球では標高4,000メートルに相当します。

大型の恐竜たちは、酸欠状態の地球で、どのようにして呼吸をしていたのでしょうか?

恐竜はどんな呼吸システムを持っていたの?

鳥の祖先は恐竜と言われていますが、多くの恐竜たちも鳥と同様の気嚢(きのう)システムを備えていたようです。

哺乳類は横隔膜と呼ばれる筋肉を上下させて空気が肺管から送排出する対抗流する呼吸システムですが、気嚢は、伸縮することで呼吸をするシステムです。

気嚢は、肺の前後にある袋状の器官で、伸縮するポンプのような働きをしています。

気嚢を使った呼吸法

気嚢図気嚢図

気嚢の概略図(上図)を見て下さい。気嚢は肺(B)の前後にあって空気を吸い込むと、後気嚢(C)、前気嚢(A)も膨張します。空気の流れは常に一方通行のため、気嚢の中の空気は次のようになります。

  1. 空気を吸い込むと後気嚢(C)には、新鮮な空気が流れ込みますが、前気嚢(A)には肺(B)からの空気が流入します。
  2. 空気を吐き出す時は、後気嚢(C)、前気嚢(A)とも縮んで空気を押し出します。つまり、肺(B)には、後気嚢(C)から押し出された時にも新鮮な空気が流入します。

以上のように気嚢システムは、空気を吸い込む時だけでなく、吐き出す時にも肺に新鮮な空気を送り込みます。そのため、肺への負荷は軽減されます。

気嚢をもっている鳥類は、哺乳類の2.6倍もの酸素量を血管に送り込めると言われています。

恐竜が低酸素の地球で普通に生活できた理由

恐竜たちが低酸素の地球環境でも生活できたのは、肺をサポートする気嚢システムを持っていたからでしょう。

ただし、気嚢の化石が発見されなかったため、恐竜が気嚢を持っていたという説への否定論は強かったそうです。

2005年に「ネイチャー」に掲載された論文によって、竜脚形類や獣脚類の恐竜も気嚢を持っていたことが認められるようになりました。現在は、さらに研究が進んで、初期の肉食恐竜と言われているコエロフィシスも気嚢を持っていたという説が有力です。

まとめ

恐竜が地球を支配していた頃は、現在よりも酸素濃度が低くて、現在の地球に当てはめると、標高4,000メートル付近に相当する酸素濃度しかありませんでした。

恐竜から進化した鳥類の気嚢システムは、哺乳類の呼吸方法の2.6倍も血管内に酸素を取り込めると言われています。

巨大な恐竜たちが、酸素が薄い環境で暮らせた理由は、鳥類が持っているのと同様な気嚢システムを持っていたからと推測されています。

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