Hypothetical lung structure of Brachiosaurus (Dinosauria: Sauropoda) based on functional constraints

IF 1.4 4区 地球科学 Q3 Earth and Planetary Sciences
Steven F. Perry, Christian Reuter
{"title":"Hypothetical lung structure of Brachiosaurus (Dinosauria: Sauropoda) based on functional constraints","authors":"Steven F. Perry,&nbsp;Christian Reuter","doi":"10.1002/mmng.1999.4860020104","DOIUrl":null,"url":null,"abstract":"<p>Comparison of avian and crocodylian lung structure suggests a basic archosaurian structural type, consisting of four rows of chambers that radiate independently from an intrapulmonary bronchus. The later structure is cartilage-reinforced cranially. Caudally, the cartilage reinforcement diminishes and the radiating pattern of tubular chambers becomes irregular. The presence of extensive pneumatic spaces in the dorsal vertebrae combined with the extremely large size of <i>Brachiosaurus</i> suggests that the dorsal margin of the lungs was strongly attached to the body wall, thus restricting lung inflation in this region. By analogy with similarly structured testudine lungs, it is highly probable that the ventral part of the very large and cavernous lungs consisted of sac-like chambers, which acted as air reservoirs and also ventilated the gas exchange tissue, which was concentrated dorsally.</p><p>Die Strukturen der Vogel- und der Krokodillunge deuten auf einen basalen Bauplan der Archosaurierlunge hin, der aus vier Reihen von Kammern besteht, die von einem intrapulmonalen Bronchus entspringen. Dieser ist cranial knorpelig verstärkt. Caudal vermindert sich die knorpelige Verstärkung und das Verteilungsmuster der Kammern wird ungleichmäßig. Die Anwesenheit von pneumatischen Räumen in den Wirbelkörpern und die extreme Größe von <i>Brachiosaurus</i> deuten daraufhin, daß der dorsale Bereich der Lunge mit der Körperwand verbunden war. Dies schränkte die Belüftung der Lunge in dieser Region ein. In Analogie zu den ähnlich strukturierten Schildkrötenlungen ist es höchst wahrscheinlich, daß der ventrale Teil der sehr großen Lungen aus sackartigen Kammern bestand, die als Luftreservoir dienten und das dorsal liegende Gasaustauschgewebe ventilierten.</p>","PeriodicalId":55147,"journal":{"name":"Fossil Record","volume":null,"pages":null},"PeriodicalIF":1.4000,"publicationDate":"2012-01-31","publicationTypes":"Journal Article","fieldsOfStudy":null,"isOpenAccess":false,"openAccessPdf":"https://sci-hub-pdf.com/10.1002/mmng.1999.4860020104","citationCount":"27","resultStr":null,"platform":"Semanticscholar","paperid":null,"PeriodicalName":"Fossil Record","FirstCategoryId":"89","ListUrlMain":"https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/mmng.1999.4860020104","RegionNum":4,"RegionCategory":"地球科学","ArticlePicture":[],"TitleCN":null,"AbstractTextCN":null,"PMCID":null,"EPubDate":"","PubModel":"","JCR":"Q3","JCRName":"Earth and Planetary Sciences","Score":null,"Total":0}
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Abstract

Comparison of avian and crocodylian lung structure suggests a basic archosaurian structural type, consisting of four rows of chambers that radiate independently from an intrapulmonary bronchus. The later structure is cartilage-reinforced cranially. Caudally, the cartilage reinforcement diminishes and the radiating pattern of tubular chambers becomes irregular. The presence of extensive pneumatic spaces in the dorsal vertebrae combined with the extremely large size of Brachiosaurus suggests that the dorsal margin of the lungs was strongly attached to the body wall, thus restricting lung inflation in this region. By analogy with similarly structured testudine lungs, it is highly probable that the ventral part of the very large and cavernous lungs consisted of sac-like chambers, which acted as air reservoirs and also ventilated the gas exchange tissue, which was concentrated dorsally.

Die Strukturen der Vogel- und der Krokodillunge deuten auf einen basalen Bauplan der Archosaurierlunge hin, der aus vier Reihen von Kammern besteht, die von einem intrapulmonalen Bronchus entspringen. Dieser ist cranial knorpelig verstärkt. Caudal vermindert sich die knorpelige Verstärkung und das Verteilungsmuster der Kammern wird ungleichmäßig. Die Anwesenheit von pneumatischen Räumen in den Wirbelkörpern und die extreme Größe von Brachiosaurus deuten daraufhin, daß der dorsale Bereich der Lunge mit der Körperwand verbunden war. Dies schränkte die Belüftung der Lunge in dieser Region ein. In Analogie zu den ähnlich strukturierten Schildkrötenlungen ist es höchst wahrscheinlich, daß der ventrale Teil der sehr großen Lungen aus sackartigen Kammern bestand, die als Luftreservoir dienten und das dorsal liegende Gasaustauschgewebe ventilierten.

基于功能约束的腕龙(恐龙:蜥脚类)肺结构假说
鸟类和鳄鱼肺结构的比较显示了一种基本的始祖类结构类型,由四排独立于肺内支气管辐射的腔室组成。后一种结构为颅骨软骨强化结构。尾侧,软骨强化减弱,管状腔的辐射模式变得不规则。在背椎骨中存在广泛的充气空间,再加上腕龙的巨大体型,表明肺的背缘与体壁紧密相连,从而限制了该区域的肺膨胀。通过与结构相似的龙脑肺的类比,非常大的海绵状肺的腹侧部分很可能由囊状腔室组成,这些腔室充当空气储存库,并为气体交换组织通风,气体交换组织集中在背部。肺内支气管肺内支气管肺内支气管肺内支气管肺内支气管肺内支气管肺内支气管肺内支气管肺内支气管肺内支气管肺内支气管肺内支气管肺内支气管肺内支气管肺内支气管肺内支气管肺内支气管肺内支气管肺内支气管肺内支气管肺内支气管。头盖骨知识学verstärkt。尾尾鼠如die knowpelige Verstärkung和das Verteilungsmuster der Kammern wind ungleichmäßig。Die Anwesenheit von pneumatischen Räumen in den Wirbelkörpern and Die extreme Größe von Brachiosaurus deuten daraufhin, daß der dorsale Bereich der Lunge mit der Körperwand verbunden war。die schränkte die belge in dieser Region in。在analoggie zu den ähnlich strukturierten Schildkrötenlungen ist es höchst wahrscheinlich, dasß der ventrale Teil der sehr groß ßen Lungen aus sackartigen Kammern bestand, die als luftrevoir dienten和das dorsliegende Gasaustauschgewebe ventilierten。
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Fossil Record
Fossil Record PALEONTOLOGY-
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期刊介绍: Fossil Record (FR) is the palaeontological journal of the Museum für Naturkunde Berlin. This journal was founded in 1998 under the name Mitteilungen aus dem Museum für Naturkunde Berlin, Geowissenschaftliche Reihe and appears with two issues each year. Fossil Record publishes original papers in all areas of palaeontology including the taxonomy and systematics of fossil organisms, biostratigraphy, palaeoecology, and evolution. All taxonomic groups are treated, including invertebrates, microfossils, plants, and vertebrates.
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