Origine ed evoluzione dei polmoni

I polmoni sono uno degli organi respiratori più importanti nei mammiferi, compreso l’uomo. Ma come si sono evoluti questi organi negli animali? Questa domanda interessa gli scienziati da molto tempo e oggi sappiamo che i polmoni hanno una lunga storia evolutiva, a partire dai pesci.

Troviamo i primi accenni di polmoni in alcuni gruppi di pesci. Alcuni pesci fossili primitivi svilupparono una protuberanza all'estremità anteriore del tratto digestivo e, nel ramo dei pesci che in seguito diede origine ai vertebrati terrestri, il polmone si sviluppò da questa protuberanza. In altri pesci, questa escrescenza si è trasformata in una vescica natatoria, che serve principalmente per facilitare il nuoto, sebbene a volte abbia anche una funzione respiratoria. La vescica natatoria si trova oggi in pesci di varie specie e ha dimensioni e forme diverse.

Ma non solo i pesci hanno la vescica natatoria. Anche alcuni dipnoi, parenti stretti dei vertebrati terrestri, possiedono questo organo. Vivono in bacini artificiali che si prosciugano periodicamente e durante la stagione secca rimangono nel limo del letto asciutto di un fiume, dove respirano utilizzando la vescica natatoria. Hanno anche un'arteria polmonare, precursore dei polmoni di altri vertebrati.

I polmoni della maggior parte degli anfibi primitivi, come i tritoni e gli amblystomi, sono due semplici sacche lunghe ricoperte esternamente di capillari. Rane e rospi hanno pieghe all'interno del sacco polmonare che aumentano la superficie respiratoria. Il loro meccanismo di respirazione è completamente diverso da quello umano. Si basa sull'azione delle valvole nelle narici e dei muscoli nella zona della gola. Quando le valvole nasali sono aperte, il pavimento della bocca si abbassa e l'aria entra. Quindi le valvole nasali si chiudono e i muscoli della gola si contraggono, riducendo le dimensioni della cavità orale e spostando l’aria nei polmoni.

Un'ulteriore evoluzione degli organi respiratori si è verificata nella direzione della divisione graduale del polmone in cavità sempre più piccole, così che la struttura dei polmoni nei rettili, negli uccelli e nei mammiferi è diventata gradualmente più complessa. Negli uccelli, le sacche d'aria nascono dai polmoni in diversi punti e si diffondono in tutto il corpo. Grazie a loro, l'aria può attraversare l'intero polmone e rinnovarsi completamente ad ogni respiro. Nei mammiferi, i polmoni sono composti da numerose piccole camere chiamate alveoli, che forniscono un’ampia superficie respiratoria per lo scambio di gas.

Pertanto, l'evoluzione dei polmoni è avvenuta gradualmente, con la comparsa di organi respiratori semplici nei pesci e negli anfibi e la loro successiva complicazione nei rettili, negli uccelli e nei mammiferi. Questi cambiamenti sono avvenuti sotto l'influenza di vari fattori, come i cambiamenti ambientali, l'adattamento a nuove condizioni di vita e la competizione con altre specie. Come risultato di questi cambiamenti, i polmoni sono diventati uno degli organi respiratori più importanti nei mammiferi, fornendo loro la quantità di ossigeno necessaria per vivere.