Hur blev naveln lunga?

Den biologiska evolutionen sker ju oftast i små steg. Hur kan då däggdjurens plötsliga omställning vid födseln ha utvecklats, från utbyte av syre och koldioxid via navelsträngen till utbyte via lungorna? Det är ju knappast en evolutionär utveckling med många mellanlägen.
/Johan Bagge

Publicerad

För 300 miljoner år sedan tror forskarna att ett ryggradsdjur började lägga ägg på land i stället för i vatten. Från det härstammar alla nutida kräldjur, inklusive fåglar, samt däggdjur.
Bild: Getty images

Svar av Anders Lundquist, universitetslektor em. i zoofysiologi, Lunds universitet

Förändringarna direkt efter födseln är onekligen snabba och omvälvande. Först utvidgas lungorna vid det första andetaget, sedan stryps blodflödet mellan moderkaka och foster och dirigeras om, bland annat till lungorna. Att ett förlopp sker snabbt innebär emellertid inte att dess evolution måste ha varit snabb.

Fossila belägg i form av ägg eller embryon saknas, men enligt kvalificerade antaganden har däggdjurs levandefödsel utvecklats stegvis under lång tid. Evolutionen är ekonomisk. Anpassningar, som redan fanns, kunde utnyttjas. För cirka 300 miljoner år sedan tror man att ett icke identifierat ryggradsdjur övergick till att lägga skalförsedda ägg på land i stället för i vatten. Detta djur var den första så kallade amnioten. Från det härstammar alla nutida amnioter: kräldjur, inklusive fåglar, och däggdjur.

Har du en fråga till en forskare?

Mejla fraga@fof.se så tar Anders Nilsson, vetenskapsjournalist och redaktör för avdelningen Frågor + Svar, emot den.

Nutida äggläggande amniot­embryon andas genom porer i äggskalet och får näring från gulan, i båda fallen via blodkärl i fosterhinnorna. Det innebär att den process för övergång till lungandning, som levandefödande däggdjur behöver, i princip behövs även när ägg kläcks. Vi kan anta att dessa mekanismer utvecklades successivt långt innan det fanns däggdjur.

De nykläckta amnioterna var kanske först så små att de kunde andas genom huden, medan lungorna mognade. Sedan utvecklades troligen stegvis det som krävs för en snabb övergång till lungandning vid kläckningen, bland annat strypt blodflöde till foster­hinnorna och ökat blodflöde till tidigare mognade lungor. Hudandning blev då onödig och fostret kunde växa sig större i ägget.

Långt senare uppstod levande­födande däggdjur med moderkaka. Ägget förlorade skal och vita, varefter en väl genomblödd fosterhinna anslöt till livmoderväggen. Sedan förlorades gulan, som inte längre behövdes. Levandefödsel med moderkaka har uppstått flera gånger hos amnioterna. Förutom hos moderkaksdäggdjur har det uppstått även hos flera reptiler samt hos pungdjur. Till moderkaksdäggdjuren hör alla däggdjur, utom pungdjuren (trots att de alltså har moderkaka) och de äggläggande kloakdjuren.

Fåglar har ett hårdskaligt ägg med en luftficka, som används för lungandning strax innan kläckningen. Sådana ägg uppkom troligen relativt sent, först hos krokodiler och vissa dinosaurier.

Välkommen till

Hjärndagen

Välkommen till en spännande heldag med föreläsningar om den senaste hjärnforskningen. Fredag 11 november kl 9–16. Oscarsteatern, Stockholm.

Läs mer och boka!

Prenumerera på Forskning & Framsteg!

10 nummer om året och dagliga nyheter på webben med vetenskapligt grundad kunskap.

Beställ idag
Publicerad

Upptäck F&F:s arkiv!

Se alla utgåvor