Paru-paru adalah organ yang bertanggung jawab untuk pertukaran gas (oksigen dan karbon dioksida) antara lingkungan dan organisme pada vertebrata darat. Vertebrata darat, di sisi lain, memiliki insang, yang melakukan pertukaran gas dalam air. Tidak ada sistem yang dapat berfungsi di lingkungan yang berlawanan. Jadi bagaimana hewan berpindah dari satu sistem pertukaran gas ke yang lain untuk menaklukkan lingkungan terestrial?
Pertama, hubungan antara sistem pernapasan vertebrata dan invertebrata saat ini harus dikesampingkan . Asal muasal paru-paru invertebrata embrio dimulai dari lapisan sel ektoderm , yang paling luar, sedangkan pada vertebrata berasal dari endoderm , yang paling dalam dari 3.
Skema bentuk paru-paru dipnous.
Ada sekelompok ikan yang disebut lungfish atau dipnos , yang secara taksonomi diklasifikasikan dalam Subkelas Dipnoi dari Kelas Sarcopterygii . Dipnos tentu memiliki paru-paru fungsional yang mirip dengan amfibi, vertebrata darat pertama. sarcopterigios adalah kelompok ikan yang sirip lobed dan berotot, yang evolusioner pendahulu dari marchadoras anggota badan hewan darat, tapi itu cerita lain…
The insang ikan, meskipun mereka memiliki fungsi dasar yang sama , memiliki rumah evolusioner yang berbeda dari paru-paru. Lengkungan brankial berkembang dari mesoderm , terletak di kedua sisi faring masa depan dalam embrio (detail yang dipertahankan di semua chordata, termasuk mamalia). Sebaliknya, paru-paru terbentuk dari lipatan endoderm , yang juga bertanggung jawab untuk membentuk faring dan, kedua, mesoderm berpartisipasi dalam vaskularisasi jaringan . Oleh karena itu, evolusi paru-paru bukan sebagai hasil adaptasi insang dengan lingkungan terestrial. Selain itu, dipnos dalam fase larva mereka memiliki insang yang menghilang saat mereka tumbuh.
Organ lain yang mungkin terkait dengan paru-paru adalah kantung renang yang dimiliki sebagian besar ikan bertulang. Ini digunakan untuk menjaga tekanan hidrolik antara mereka dan lingkungan akuatik. Ini terbentuk dari dinding dorsal faring. Berkat itu, mereka mengontrol ketinggian tempat mereka tinggal tanpa perlu upaya aktif. Untuk mengisi kandung kemih ini, beberapa ikan permukaan cukup menjulurkan kepala dan menelan udara untuk mengisi kandung kemih. Sedangkan ikan yang lebih dalam mampu mengisinya dengan pertukaran gas antara gelembung renang dan darah. Dalam proses yang mirip dengan yang terjadi di paru-paru. Namun, kantung renang ini bukanlah nenek moyang evolusi paru-paru dipno . Tidak, paru-paru dipnos berkembang dari dinding perut bagian belakang faring, bukan dinding punggung.
Ringkasnya, paru-paru tidak berkembang dari organ lain yang ada, tetapi paru-paru muncul dengan cara tambahan untuk menangkap oksigen dari udara, yang konsentrasi parsial gas ini mulai lebih tinggi dan oleh karena itu lebih mudah diekstraksi daripada dari lingkungan akuatik..