Почему лёгочное дыхание на суше перспективнее жаберного?

Коротко: в воздухе проще достать кислород и дешевле по энергии его переносить, а жабры на суше просто не работают как обменник. Поэтому лёгочное дыхание на суше «перспективнее» — оно даёт больше кислорода за меньшие затраты и без критических потерь воды.

Чуть подробнее по пунктам:

1. Воздух — куда более «богатая» и удобная среда для газа:

   • Кислорода в воздухе ~21% по объёму, в воде его в десятки–сотни раз меньше и он хуже растворяется.

   • Диффузия газов в воздухе происходит на порядки быстрее, чем в воде. Это значит, что для той же доставки O₂ нужно прогонять меньше среды и иметь меньшую дыхательную поверхность.

2. Вентилировать воздух гораздо дешевле по энергии:

   • Воздух в сотни раз менее плотный и гораздо менее вязкий, чем вода. Прокачивать его через дыхательную систему проще и «дешевле». На суше животные тратят значительно меньшую долю обмена на дыхательную работу, чем водные с жабрами.

3. Жабры на воздухе физически «схлопываются»:

   • Жаберные лепестки рассчитаны на поддержку водой. На суше они слипаются, пересыхают и теряют огромную площадь, ради которой вообще и устроены. Эффективность падает до нуля, а потеря влаги — колоссальная.

4. Лёгкие — «внутренний» обменник, который сохраняет воду и соли:

   • Газообмен идёт в закрытой полости, выстланной влажной поверхностью, но защищённой от внешней среды. Это резко снижает обезвоживание и нарушения солевого баланса, чего не добиться с наружными жабрами.

5. Лучшее сочетание с кровообращением и активным образом жизни на суше:

   • Эволюционно лёгкие хорошо «спряглись» с двухконтурной системой кровообращения у наземных позвоночных: высокое давление в большом круге и эффективность доставки O₂ к тканям. Это поддерживает высокий метаболизм, скорость и выносливость.

   • Конструкция лёгких масштабируется: от простых мешков у амфибий до тонкоразветвлённых альвеол/парабронхов у млекопитающих и птиц — с гигантской суммарной площадью обмена.

6. Экологическая независимость:

   • С лёгкими организм не привязан к воде для газообмена. Это открыло сушу, аридные зоны, полёт и множество ниш, где жаберные структуры были бы бесполезны.

Итого: на суше воздух «даёт» больше O₂, его легче прогонять, лёгкие не высыхают и не схлопываются как жабры, лучше экономят воду и совмещаются с мощной кровеносной системой. Поэтому лёгочное дыхание на суше оказалось и эффективнее, и эволюционно выигрышнее.