在研究肺部時，人類占據(jù)了所有的空氣，但事實證明，科學(xué)家們可以從蜥蜴身上學(xué)到很多東西。
普林斯頓大學(xué)的一項新研究展示了棕色蜥蜴如何以極其簡單的方式解決自然界最復(fù)雜的問題之一——呼吸。人類的肺經(jīng)過數(shù)月甚至數(shù)年才能發(fā)育成巴洛克式的樹狀結(jié)構(gòu)，而 Anole 肺則在短短幾天內(nèi)發(fā)育成覆蓋著球狀突起的粗糙肺葉。這些類似葫蘆的結(jié)構(gòu)雖然沒有那么精致，但允許蜥蜴像人肺一樣用氧氣交換廢氣。并且因為它們通過利用簡單的機(jī)械過程快速生長，anole 肺為設(shè)計先進(jìn)生物技術(shù)的工程師提供了新的靈感。
“我們的小組對為了工程目的而了解肺發(fā)育非常感興趣，”威爾克家族生物工程教授兼該研究的首席研究員Celeste Nelson說。“如果我們了解肺是如何自我構(gòu)建的，那么也許我們可以利用大自然用來再生或改造組織的機(jī)制。”
雖然鳥類和哺乳動物的肺通過無休止的分支和復(fù)雜的生化信號變得非常復(fù)雜，但棕色 Anole 肺通過作者將其比作網(wǎng)狀壓力球的機(jī)械過程形成其相對適度的復(fù)雜性——這是辦公桌抽屜和 DIY 視頻中常見的玩具。研究人員稱，這項研究于 12 月 22 日發(fā)表在《科學(xué)進(jìn)展》雜志上，是有史以來第一個研究爬行動物肺發(fā)育的研究。
anole 肺在發(fā)育幾天后開始發(fā)育為中空的細(xì)長膜，周圍有一層均勻的平滑肌。在發(fā)育過程中，肺細(xì)胞會分泌液體，同時內(nèi)膜會像氣球一樣緩慢膨脹和變薄。壓力推動平滑肌，使其收緊并散開成纖維束，最終形成蜂窩狀網(wǎng)格。流體壓力繼續(xù)向外推動有彈性的膜，從堅韌的網(wǎng)狀物中的縫隙中膨脹并形成覆蓋肺部的充滿液體的球囊。這些凸起會在發(fā)生氣體交換的地方產(chǎn)生大量表面積。就是這樣。整個過程需要不到兩天的時間，并在孵化的第一周內(nèi)完成。蜥蜴孵化后，空氣從肺的頂部進(jìn)入，在空腔周圍旋轉(zhuǎn)，
對于尋求代表人類健康的自然捷徑的工程師來說，這種速度和簡單性是一種全新的設(shè)計范式。該研究還為科學(xué)家更詳細(xì)地研究爬行動物的發(fā)育開辟了新天地。
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