Akciğerler fosilleşemedikleri için solungaçların ve akciğerlerin çevresindeki kemiklerin değişimlerinden ve günümüzde yaşayan 370’den fazla gaz değişimini havadan yapan balıklarla fosil türleri karşılaştırarak evrimsel geçmişteki izleri takip edilebiliyor.
Dahası, larva evresindeki Paleozoik tetrapodların fosilleri bilinmektedir (F.LIEM, 1988) ve son amfibilerin çoğunda metamorfoz solungaçtan akciğer solunmasına geçişi tetiklemiştir. (Fox, 1981)
Akciğerlerin kökenini teşkil eden, fizyostom denen sindirim borusundan gelişen yüzme keseleri erken lob yüzgeçli atalardan köken alan tetrapodların ve bazı modern balıkların hem suda yüzmesini kolaylaştırmaya hem de solunum organı görevini üstlenmeye hizmet etmektedir. (Jarvik 1996; Janis ve Farmer 1999)
Tetrapodlar ya da genel olarak omurgalılar aktif hayvanlar olduğundan Devoniyen’de oksijen azalması durumunda suya göre daha çok oksijen barındıran havadan yararlanmaları gerekmesi akciğerlerin oluşumunu başlatarak su dışı ortamda nefes almanın ilk adımlarından olmuştur. (Vaquer-Sunyer, 2008)
Balanerpeton (Erken Karbonifer) ve Dendrerpeton (309-316 milyon yıl önce) muhtemelen akciğer solunumu yapmıştır ancak akciğer solunumu kaburga basıncı sayesinde değildir, her iki taksonda da kaburgalar son derece kısadır. Solungaçlara sahip olduklarına dair bir kanıt yoktur ve ciltlerinde kemik pullarınına sahip olmaları cilt solunumunun da yaygın olmadığını göstermektedir. (Scoch, 2012)
Tetrapodlarda solungaçların kaybolması Devoniyen'de başlamıştır ve Karbonifer döneminde tamamen kaybolmuştur. (Janis ve Farmer 1999; Clack 2002) Solungaçlarını kaybeden tetrapodlarda atasal ikili solunum yapan formlar gibi solungaç ve deri aracılığıyla suya CO2 bırakamayarak dolaşımdaki CO2 yoğunluğunu dengeleyen bikarbonat-hidrojen tampon mekanizmaları ve pH duyarlı beyin sapı reseptörleri ile gaz atımının kontrolünü gerçekleştiren solunum kaslarının aktivasyonun kontrol edilmesi özellikleri gelişmiştir. (Hoffman, 2016) (Dahl, 2010)
Yaşayan bir tür olan Çamur zıpzıpları soyu tükenen Acanthostega’lar gibi solungaçlara sahiptir, ancak Ichhyostega gibi diğer Tetrapodlarda solungaç yoktur. Çamur zıpzıpları solunum organı olarak damarlanmış buccopharygeal zarı kullanır ama bütün erken tetrapodlarda akciğer bulunur.
Dört bişir (Polypterus sp.) türünün yapısal ve fonksiyonel solunumu üzerinde çalışan bir araştırmanın işaret ettiği üzere; Gogonasus, Titaalik ve Ventastega gibi ilkin tetrapodlarının hava solunumunu destekleyen hava deliklerinin Polypterus’ların başının üstündeki spiraller ile benzer fonksiyon gördüğü düşünülmüştür. (Graham, 2013)
İlk tetrapodların akciğerleri muhtemelen uzun ve bir intrapulmoner kanal boyunca düzenlenmiş odacıklardan oluşuyordu. Kanal, anuranlarda geniş bir merkezi lümene yol açmıştır. Amniyotlarda kıkırdaklı akciğer yapısı oluşmaya başlamıştır. (Perry, 2004)
Solunum organına hava girişi için hava deliklerinin yerini kademeli olarak burun delikleri almaya başlamıştır, erken Devoniyen’de yaşamış olan Kenichythys cinsi, tetrapod kohanalarına (iç burun delikleri) benzer yapılara sahiptir. (Zhu, 2004)
Sonuç olarak akciğerler solungaçlardan bağımsız olarak gelişmiştir ve hava girişi burunla ilişkilidir.
Kaynaklar
- F.LIEM, et al. (2021). Form And Function Of Lungs: The Evolution Of Air Breathing Mechanism. OXFORD. | Arşiv Bağlantısı
- B. Graham, et al. (1988). Form And Function Of Lungs: The Evolution Of Air Breathing Mechanisms. THE UNIVERSITY OF CHICAGO PRESS JOURNALS, sf: 22. doi: 10.1093/icb/28.2.739. | Arşiv Bağlantısı
- W. Dahl. (2010). Devonian Rise In Atmospheric Oxygen Correlated To The Radiations Of Terrestrial Plants And Large Predatory Fish. PNAS, sf: 5. doi: 10.1073%2Fpnas.1011287107. | Arşiv Bağlantısı
- M. Hoffman, et al. (2015). Evolution Of Lung Breathing From A Lungless Primitive Vertebrate. ScienceDirect, sf: 15. doi: 10.1016%2Fj.resp.2015.09.016. | Arşiv Bağlantısı
- R. Scoch. (2021). Amphibian Evolution: The Life Of Early Land Vertebrates. ISBN: 978-0-470-65658-7. Yayınevi: WILEY Blackwell. sf: 294.
- B. Graham. (1994). An Evolutionary Perspective For Bimodal Respiration: A Biological Synthesis Of Fish Air Breathing. OXFORD ACADEMİC, sf: 9. doi: 10.1093/icb/34.2.229. | Arşiv Bağlantısı
- B. Graham, et al. (2014). Spiracular Air Breathing In Polypterid Fishes And Its Implications For Aerial Respiration In Stem Tetrapods. Nature, sf: 6. doi: 10.1038/ncomms4022. | Arşiv Bağlantısı
- E. Ahlberg, et al. (2014). The Origin Of The Internal Nostril Of Tetrapods. Nature. | Arşiv Bağlantısı
- B. Holmes. Fish Fossil Confirms Origin Of Nostrils. (3 Kasım 2004). Alındığı Tarih: 3 Kasım 2004. Alındığı Yer: NewScientist | Arşiv Bağlantısı
- F. Perry, et al. (2021). Reconstructing The Evolution Of The Respiratory Apparatus In Tetrapods. ScienceDirect. doi: 10.1016/j.resp.2004.06.018. | Arşiv Bağlantısı
- A. Clack, et al. (2007). Devonian Climate Change, Breathing, And The Origin Of The Tetrapod Stem Group. OXFORD ACADEMİC, sf: 14. doi: 10.1093/icb/icm055. | Arşiv Bağlantısı
- S. Hoar, et al. (2021). Fish Physiology. ISBN: 9780123504012. Yayınevi: Elsevier. sf: 8, 11, 413.
- A. Long, et al. (2006). An Exceptional Devonian Fish From Australia Sheds Light On Tetrapod Origins. Nature, sf: 5. doi: 10.1038%2Fnature05243. | Arşiv Bağlantısı
- E. Ahlberg, et al. (2005). The Axial Skeleton Of The Devonian Tetrapod Ichthyostega. Nature. | Arşiv Bağlantısı
