Tra l’aria per respirare vertebrati, l’aviaria apparato respiratorio, il polmone di aria sac sistema, è strutturalmente più complesso e funzionalmente efficiente. Dopo l’intricata morfogenesi, si formano elaborate architetture vascolari polmonari e delle vie aeree (bronchiali). I sistemi di arterializzazione seriale crosscorrente, controcorrente e multicapillare rappresentano progetti operativi eccezionali. La disposizione tra i condotti di aria e sangue consente ai mezzi respiratori di essere trasportati in modo ottimale in misure e velocità adeguate e di essere esposti l’uno all’altro su un’ampia superficie respiratoria mentre separati da una barriera emato-gassosa estremamente sottile. Di conseguenza, la capacità di diffusione (conduttanza) del polmone aviario per l’ossigeno è notevolmente efficiente. I principali perfezionamenti adattivi sono: (1) rigidità del polmone che consente un’intensa suddivisione del tessuto di scambio (parenchima) che porta alla formazione di unità respiratorie terminali molto piccole e di conseguenza di una vasta superficie respiratoria; (2) una sottile barriera emato-gassosa abilitata dal confinamento degli pneumociti (specialmente le cellule di tipo II) e degli elementi del tessuto connettivo agli atri e alle infundibule, cioè lontano dalla superficie respiratoria dei capillari; (3) separazione fisica (disaccoppiamento) del polmone (lo scambiatore di gas) dalle sacche d’aria (i ventilatori meccanici), permettendo la ventilazione continua e unidirezionale del polmone. Tra gli altri, queste caratteristiche hanno creato uno scambiatore di gas incredibilmente efficiente che supporta gli stili di vita altamente aerobici e le grandi capacità metaboliche caratteristiche degli uccelli. È interessante notare che, nonostante la notevole eterogeneità morfologica negli scambiatori di gas dei vertebrati esistenti alla maturità, i processi coinvolti nella loro formazione e sviluppo sono molto simili. La trasformazione di un tipo di polmone in un altro è chiaramente concepibile, specialmente a livelli più bassi di specializzazione. Il tipo di polmone multicamerale del coccodrillo (rettile) rappresenta un Bauplan da cui sembrano essersi evoluti gli organi respiratori dei dinosauri teropodi nonaviani e il sistema di sacche d’aria-polmone degli uccelli. Tuttavia, molti aspetti fondamentali dell’evoluzione, dello sviluppo e persino della struttura e della funzione del sistema respiratorio aviario rimangono ancora incerti.