¿Cómo podría funcionar un sistema de respiración secundaria funcional (respiración/pulmones "universales") en criaturas terrestres y activas?

Siguiendo el camino de mi súper depredador, pensé que una característica interesante puede ser respirar mientras está comiendo o produciendo sonidos, un agregado que podría ser útil para no perder tiempo durante la alimentación o comer (cuando digo comer me refiero a tragar) mientras está corriendo y por alguna inteligencia se comunica con otros o produce sonidos para engañar a las presas. (Pero también quiero humanoides modificados genéticamente con una característica similar, para esto el requisito de la voz).

En palabras simples, quiero saber cómo separar las vías respiratorias, vocales e ingestivas. trabajando de forma independiente

Entonces, estaba considerando algunas opciones para esto, pero hasta ahora no llenan mis expectativas:

  1. La ballena, en este caso no estoy seguro, pero recuerden que las ballenas tienen placas diferenciadas entre la tráquea y el esófago, porque la tráquea está simplemente conectada entre las fosas nasales y el esófago, por lo que se podría solucionar el problema de comer mientras se respira, pero la comunicación sigue siendo básico la mayor parte del tiempo. (No sé si los delfines con un lenguaje más complejo tienen el mismo sistema).

  2. Las siguientes opciones eran anfibios como los ajolotes, estos animales tienen 3 sistemas respiratorios, pulmonar, dérmico y branquial, pero el dérmico se niega cuando recordé que esto requiere una piel muy sensible lo que también hace que la deshidratación sea un problema más notorio y las branquias (hasta donde Lo sé) probablemente no pueda hacer intercambio de oxígeno atmosférico.

  3. Entonces los banshees de avator parecían una buena opción, pero no sé si un sistema respiratorio como este realmente podría funcionar en términos físicos y biológicos de la vida real. Debido a que tiene un tracto respiratorio dividido en dos vías respiratorias muy separadas, en lo que sería la clavícula y con una cabeza obviamente utilizada para alimentarse y que puede producir sonidos, esto hizo pensar que puede inhalar por estas vías y exhalar por el cuello y luego por la boca. . Y además porque al tener alas parece que no tienen problemas con la fuerza de los brazos Siguiendo este concepto, lo más realista que encontré fueron los tiburones terrestres de Alphynix, pero no pueden exhalar por la boca.

Además este he considerado que una siringe podría solucionar los problemas por vocalizaciones.

  1. Y como última opción algo así como la respiración xenomorfa. Probablemente basado en insectos, pero mejore que solo ser pasivo, los xenomorfos pueden tomar aire de sus tuberías o chimeneas, y decidir si quieren exhalar por estas o por la boca. Pero sin embargo, pueden crear varios problemas estructurales en los anclajes musculares, los huesos y las tuberías que no pueden filtrar el aire o cerrarse (incluso si en algunas películas pueden nadar o permanecer en el espacio). Entonces, la biomecánica sigue siendo complicada.

Entonces, ¿cómo podría ser un buen sistema respiratorio que pueda hacer al menos dos de las tres acciones propuestas al mismo tiempo? (Sería increíble si pudiera hacer tres acciones al mismo tiempo).

Y las mayores complicaciones vendrían si quiero funciones específicas como la oxigenación súper eficiente de los saurópodos, las bolsas de aire de las aves, los poderosos pulmones de los guepardos y caballos o la resistencia de los humanos, pero pensé que buscaría soluciones entonces, pero si ahora tienes posibles soluciones no dudes en decirlo.

Quizás he sido demasiado convencional y por eso no se me ocurren más alternativas.

(1) Los seres humanos pueden (y habitualmente lo hacen) comer y respirar al mismo tiempo. Lo que no podemos hacer es tragar alimentos mientras respiramos. (2) En los cetáceos, el esófago y la laringe se cruzan sin compartir abertura alguna. La laringe "perfora" el esófago, por lo que los cetáceos no tienen problemas para comer, respirar o vocalizar al mismo tiempo. (Es decir, no pueden respirar por la boca, incluso si quisieran).
@AlexP. Así que voy a cambiar eso, asumí que las cosas comen y mastican diferentes. Y sobre los cetáceos, por eso pregunto, pensé que los delfines podrían ser diferentes porque pueden producir sonidos más complejos.

Respuestas (1)

Creo que vas en la dirección correcta con los cetáceos. Si bien es cierto que los delfines y las ballenas suelen respirar por la nariz (sus orificios nasales), los delfines al menos pueden, de hecho, respirar por la boca in extremis .

Los delfines tienen una estructura anatómica llamada pico de ganso, que es básicamente la epiglotis que se eleva a través del esófago hacia la cavidad nasal posterior:

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Aparentemente, esta es una función de la musculatura, ya que los delfines pueden relajar los músculos voluntariamente (o bajo anestesia), dejando caer la epiglotis hacia la faringe oronasal común.

¡Con este tipo de estructura, estás a mitad de camino! Tal criatura puede tragar y respirar al mismo tiempo.

Para separar el habla / fonación de comer y respirar, será una tarea bastante diferente. Cuando los humanos hablan, de hecho respiran al mismo tiempo: pueden controlar la inhalación y la exhalación para que coincidan con las palabras que se pronuncian. Una criatura que realmente puede respirar independientemente de su habla-respiración será un orden de magnitud más complejo.

Uno podría pensar: bueno, hay dos pulmones, ¡por qué no respirar con uno y hablar con el otro! El problema con esa línea de pensamiento es que ambos pulmones están ubicados dentro de la misma cavidad torácica. El músculo del diafragma se activa, creando así una situación de presión negativa dentro de la cavidad que hace que los pulmones se expandan, aspirando aire. Tu criatura necesitaría, esencialmente, dos cavidades torácicas.

Esto se puede lograr de un par de maneras diferentes. Una es crear un pico de ganso separado para cada uno de los dos pasajes tráquea-pulmón separados. Necesitaría crear una especie de tabique semirrígido dentro de la cavidad torácica que mantendría un pulmón (y probablemente el corazón) en un lado y el otro pulmón en el otro lado. Y luego necesitaría diafragmas separados y controlables de forma independiente. Creo que esto sería demasiado complejo y conduciría a un nuevo problema: tienes una boca para comer, unida al esófago; y tienes una nariz para respirar (unida a través de uno de los picos de ganso a uno de los pulmones. Pero, ¿dónde está el tercer orificio, el del habla? ¡Básicamente necesitarías otra boca, o tal vez otra cabeza!

Hay un par de soluciones a este problema:

Si estás considerando una criatura de tipo humanoide, podrías resolverlo creando un Ettin, un humanoide unitario de dos cabezas, que no debe confundirse con un gemelo unido, que respira y come a través de una cabeza y habla con la otra.

También podrías idear una criatura humanoide algo alargada con dos cavidades torácicas, una encima de la otra. La parte superior del tórax y sus pulmones estarían conectados a la nariz y la boca a través de una faringe oronasal perfectamente ordinaria. Esto permite hablar y comer simultáneamente y debido a que la parte superior de los pulmones no tiene una función respiratoria, o quizás solo una función secundaria, no hay que preocuparse por atragantarse con la comida o la bebida. ¡Simplemente tienen que pausar su elocución para tragar!

La parte inferior del tórax y sus pulmones podrían estar conectados a espiráculos laterales, aberturas musculares que se pueden abrir y cerrar para permitir que el aire ingrese a los pulmones respiratorios. Esto permitiría a esas personas respirar normalmente mientras comen y hablan al mismo tiempo. Algo así, pero más anatómico y menos traumático:

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Los espiráculos son una parte compleja, especialmente porque, no generan nuevos problemas, pensé que los agujeros grandes en el pecho de hecho podrían traer más problemas a la biomecánica.
@ Drakio-X: los espiráculos son realmente complejos: la imagen es solo para ilustrar que las personas, de hecho, pueden respirar a través de los agujeros en los costados. Y sí, los espiráculos presentarán un nuevo conjunto de problemas. ¡Pero al menos tus criaturas pueden comer, hablar y respirar al mismo tiempo!