¿Por qué la evolución permitió a los delfines y otros cetáceos respirar oxígeno mientras vivían principalmente en el agua?

Los cetáceos respiran con los pulmones debido a la contingencia evolutiva. Sus antepasados ​​eran mamíferos terrestres que respiraban a través de los pulmones, y las estructuras embrionarias que una vez se habían convertido en branquias en sus ancestros de peces anteriores habían sido reutilizadas para construir la cara y el cuello, de una manera que era muy difícil revertir sin arruinando su desarrollo embriológico.

No está claro si hubieran estado mejor con branquias o no, pero 1. Ya no poseían una embriología que hubiera permitido la fácil evolución de las branquias, 2. Las mutaciones duras que habrían sido necesarias para producir branquias o agallas. como órganos, ya sea en reemplazo o además de los pulmones, simplemente nunca sucedió en su linaje y por lo tanto no podría ser seleccionado para 3. Sus pulmones existentes más adaptaciones adicionales como la capacidad de aguantar la respiración durante períodos más largos demostraron ser lo suficientemente buenos para ellos para sobrevivir en el océano

La evolución no “permite” o “no permite” cosas. Adapta lo que anteriormente existe en soluciones a desafíos ambientales que no son necesariamente los mejores disponibles, pero que son lo suficientemente buenos para permitir la supervivencia y la reproducción.

hay mucho más oxígeno en el aire que en el agua.

El único oxígeno utilizable en el agua para los animales es el oxígeno disuelto, que está presente en concentraciones que varían de 10 a 15 ppm (partes por millón) en promedio, aunque está modificado por factores como la temperatura, el estancamiento y la presencia de actividades humanas.

el aire es aproximadamente 21% de oxígeno, por lo tanto, la concentración de oxígeno en el aire es de aproximadamente 210 000 ppm

Las branquias y los pulmones funcionan a través de la difusión: la falta de sangre oxigenada atrae el oxígeno del medio circundante al tejido. Debido a esta gran diferencia en la respiración de oxígeno disponible, los animales pueden recibir mucha más cantidad de oxígeno que los animales que respiran en el agua, lo que permite músculos con más energía disponible.

Esto significa que los animales que respiran aire que regresan al agua tienen mucha más energía potencial que los organismos que compiten con el agua que compiten, lo que los convierte en depredadores superiores y más capaces de evitar a la mayoría de los depredadores acuáticos.

Las branquias que se encuentran en los peces de hoy no se parecen en nada a las branquias rudimentarias de las que evolucionaron los pulmones. Son órganos circulatorios eficientes que absorben oxígeno y expulsan CO2 de manera efectiva. Una mutación en un mamífero acuático que no desarrolla las branquias fetales en los pulmones daría lugar a branquias rudimentarias que palidecen en comparación con los pulmones, especialmente los pulmones que son incluso mejores para extraer oxígeno que los animales terrestres. Agregue el hecho de que la mayoría de los animales marinos viven a menos de 10 minutos de la superficie, los animales pulmonares marinos (que incluyen reptiles y aves, por cierto, para que los mamíferos no sean especiales) no obtienen ventaja al descender el Monte Improbable, como se describe en Richard Dawkins.

Para pasar de la Forma A a la Forma Z por evolución, sin que un ser humano lo dirija deliberadamente, cada etapa sucesiva tiene que ser mejor que la anterior, o al menos no * peor *. Cuando la vida animal comenzaba con pequeños gusanos que solo absorbían oxígeno a través de su piel, incluso el agallador básico más básico era una gran ventaja, por lo que había una fuerte presión de selección para comenzar a desarrollar branquias minimalistas y luego mejorar cada vez más. a ellos.

Pero los delfines son respiradores de aire, descienden de respiradores de aire y ya están trabajando de manera efectiva. Sí, si pudieras mover una varita mágica y darles branquias completamente funcionales para que pudieran respirar tanto el aire como el agua, eso sería maravilloso, pero desarrollar la primera etapa básica de las branquias no les daría ninguna ventaja especial, y también es mucho es más difícil hacer una agalla que sea útil para un animal grande y complejo que para uno pequeño y simple. Por lo tanto, no hay presión de selección que pueda impulsar la etapa inicial del desarrollo de las branquias y, por lo tanto, no hay manera (sin la ayuda de un ser humano) de que puedan pasar de las branquias a las branquias completamente funcionales.

Fácil: sus ancestros distantes vivieron en tierra: Evolución de los cetáceos – Wikipedia

Porque siempre tenían pulmones y vivir en el agua no requería un cambio en las branquias