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 com eficiência seus corpos 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..
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Dos animais atuais, os pássaros apresentam o maior número de estruturas com sacos de ar em seus corpos. Do ponto de vista evolutivo, os pássaros são os atuais descendentes dos dinossauros.
Os pássaros são conhecidos por evoluir a partir 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 mais tarde (cerca de 72 a 100 milhões de anos atrás). Este ancestral sobreviveu nos 65 milhões de anos subsequentes que decorreram após a extinção em massa dos dinossauros.
O pesquisador Peter Ward, em 2006, sugeriu que os primeiros sacos de ar em 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..
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. Tópico 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 diferentes grupos, 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.
Os primeiros organismos conhecidos por terem sacos de ar foram os dinossauros. Eles estiveram presentes no grupo de 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 as chamadas estruturas são insetos. Esses artrópodes possuem sacos de ar como parte de seu sistema respiratório. Eles estão presentes como dilatações ou expansões da traqueia.
Diferentes hipóteses foram apresentadas sobre a funcionalidade de sacos aéreos esqueléticos e não esqueléticos em dinossauros..
A presença desses espaços poderia indicar que nesses organismos os ajudou a ter uma alta atividade metabólica, uma vez que os sacos aumentaram a capacidade respiratória..
Alguns autores também propõem que os sacos aéreos serviram para melhorar o equilíbrio e reduzir a inércia rotacional. Esta 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..
Nas aves, os sacos aéreos não ósseos podem ser vistos como pequenas câmaras que incham e esvaziam. Isso faz com que o gás flua para uma câmara separada, semelhante 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 algumas aves voem em grandes altitudes..
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. Entre essas hipóteses estão o clareamento do crânio, a troca e dissipação de calor e o 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 humanos..
Os sacos aéreos dos insetos são câmaras com grande capacidade de expansão. Eles estão associados à traquéia e sua função é armazenar o ar e facilitar o vôo..
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