Исключением из этого правила являются птицы, которые хранят часть вдыхаемого воздуха в специальных мешочках. При выдохе газ выводится из этих полостей. Биологи полагают, что такую особенность пернатые приобрели в ходе эволюции, поскольку им требовалась большая экономия энергии во время длительных полётов.

Недавно учёные нашли ещё одного обладателя уникального вида "однонаправленного" дыхания.Вараны, крупные ящерицы, хоть и не летают, но так же как и птицы захватывают кислород из вдыхаемого и выдыхаемого воздуха.

В 2010 году команда биологов из университета Юты под руководством Колина Фармера (Colleen Farmer) сообщила, что "птичьим" дыханием обладают ещё и аллигаторы, а также некоторые другие крокодилообразные животные. Весьма неудивительно, ведь строение их лёгких сильно напоминает птичье. Данное открытие означает, что и динозавры могли дышать подобным образом.

Исследование дыхательной системы варанов, которым руководили Фармер и его коллега Эмма Шахнер (Emma Schachner), стало продолжением работы по изучению загадочных исключений из общего правила. Для своих экспериментов учёные избрали животное вида Varanus exanthematicus —степного варана.

"На первый взгляд лёгкие варана кажутся весьма обычными и напоминают мешок с небольшими пузырьками-камерами. Это совершенно не похоже на птичью дыхательную систему. Но после проведения компьютерной томографии мы обнаружили крупную полость с 11 параллельно расположенными трубками, соединёнными друг с другом через отверстия. Такой аппарат может поддерживать однонаправленный тип дыхания", — рассказывает Шахнер в пресс-релизе.

Чтобы подтвердить своё предположение, учёные разрезали лёгкие ящерицы и наполнили их водой, содержащей взвешенные микросферы. Таким образом им удалось увидеть весь процесс циркуляции вещества по дыхательной системе. Наблюдения показали, что вода текла исключительно в одном направлении — к 11 трубкам в крупной камере. Это означает, что они действительно отвечают за однонаправленное дыхание.

На финальном этапе исследования Шахнер и её коллеги вживили пяти варанам в тело особые датчики, которые также подтвердили, что ящерицы дышат как птицы.

Наиболее вероятное тому объяснение — это то, что общий предок птиц, крокодилов и варанов, живший на Земле примерно 270 миллионов лет назад, обладал однонаправленным типом дыхания. Так ли это, учёные узнают из результатов дальнейших исследований, в рамках которых Шахнер планирует изучить дыхательную систему других рептилий, таких как игуаны, гекконы и бородатые агамы.

В своей статье, опубликованной в журнале Nature, авторы исследования предполагают, что однонаправленное дыхание было первичным для животных, населявших древнюю Землю.

Причин тому может быть несколько. Если птицам это понадобилось для адаптации к длительным полётам, то земноводные используют эту методику для того, чтобы надолго задерживать дыхание, к примеру, во время ныряния под воду. Так животные значительно экономят кислород, что было критическим для выживание в то время, когда по Земле ходил общий предок птиц и земноводных. 250 миллионов лет назад уровень кислорода в воздухе составлял всего 12% по сравнению с сегодняшним 21%.