Дыхания птиц осуществляются дыхательной системой этого класса животных; Он отвечает за насыщение кислородом тканей и органов и вывод из них углекислого газа. Воздушные мешочки, расположенные вокруг легких, обеспечивают односторонний поток воздуха через легкие, обеспечивая большее количество кислорода для тела птицы.
Однонаправленный поток воздуха, который движется в легкие птиц, имеет высокое содержание кислорода, более высокое, чем в легких любого млекопитающего, включая человека. Односторонний поток не позволяет птицам вдыхать «старый воздух», то есть воздух, который недавно находился в их легких (Brown, Brain, & Wang, 1997).
Расположение дыхательной системы у птицы
Возможность накапливать больше кислорода в легких позволяет птицам лучше насыщать кислородом свое тело, таким образом поддерживая температуру тела регулируемой во время полета.
В легких птиц кислород доставляется из воздушных капилляров в кровь, а углекислый газ переходит из крови в сами капилляры. В этом смысле газообмен очень эффективен.
Морфология птицы. Пример Vanellus malabaricus. 1-клюв, 2-головка, 3-радужка, 4-зрачок, 5-мантия, 6-малые покровы, 7-лопатки, 8-покровы, 9-третичный, 10-крупный, 11-первичный, 12-вентилируемый, 13 -Бедро, 14-большеберцовый и предплюсневый сустав, 15-предплюсна, 16-пальцы, 17-большеберцовая кость, 18-живот, 19-бок, 20-грудная клетка, 21-горло, 22-гребешок, 23-веко. Источник: Wikimedia Commons
Дыхательная система птиц эффективна благодаря использованию тонкой поверхности, через которую проходят газы и кровь, что позволяет лучше контролировать температуру тела. Распространение воздуха в эндотермических целях более эффективно, поскольку поверхность, через которую протекает кровь и газы, тоньше (Maina, 2002).
У птиц относительно маленькие легкие и максимум девять воздушных мешков, которые помогают им в процессе газообмена. Это позволяет их дыхательной системе быть уникальной среди позвоночных животных.
Также вас может заинтересовать выделительная система птиц.
Процесс дыхания птиц
Процесс дыхания у птиц требует двух циклов (вдох, выдох, вдох, выдох) для перемещения воздуха через всю дыхательную систему. Млекопитающим, например, нужен только один цикл дыхания. (Фостер и Смит, 2017).
Птицы могут дышать ртом или ноздрями. Воздух, поступающий через эти отверстия во время вдоха, проходит через глотку, а затем через трахею или дыхательную трубку.
Дыхательное горло обычно имеет ту же длину, что и шея птицы, однако у некоторых птиц, таких как журавли, есть исключительно длинная шея и их трахея, которая изгибается в пределах грудины, известной как киль. Это условие дает птицам возможность издавать звуки с высоким резонансом.
Вдыхание
Во время первого вдоха воздух проходит через ноздри или ноздри, расположенные на стыке вершины клюва и головы. Мясистая ткань, окружающая ноздри, у некоторых птиц известна как воск.
Воздух у птиц, как и у млекопитающих, проходит через ноздри в полость носа, а затем проходит в гортань и трахею.
Попадая в трахею, воздух проходит через сиринкс (орган, ответственный за производство звуков у птиц), и его поток делится на две части, так как трахея птиц имеет два канала.
Воздух в процессе дыхания птиц не попадает непосредственно в легкие, сначала он попадает в каудальные воздушные мешки, откуда переходит в легкие, а при втором вдохе - в краниальные воздушные мешки. Во время этого процесса все воздушные мешочки расширяются, поскольку воздух попадает в тело птицы.
Выдох
Во время первого выдоха воздух перемещается из задних воздушных мешков в бронхи (вентробронхи и дорсобронхи), а затем в легкие. Бронхи разделены на небольшие капиллярные ветви, по которым течет кровь, именно в этих воздушных капиллярах происходит обмен кислорода на углекислый газ.
На втором выдохе воздух выходит из воздушных мешков через сиринкс, затем в трахею, гортань и, наконец, в полость носа и выходит из ноздрей. Во время этого процесса объем мешков уменьшается, поскольку воздух выходит из тела птицы.
Структура
Однако у птиц есть гортань, и, в отличие от млекопитающих, они не используют ее для воспроизведения звуков. Существует орган, называемый сиринксом, который действует как «голосовой ящик» и позволяет птицам издавать очень резонирующие звуки.
С другой стороны, у птиц есть легкие, но есть и воздушные мешочки. В зависимости от вида у птицы будет семь или девять воздушных мешков.
У птиц нет диафрагмы, поэтому воздух попадает в дыхательную систему и выходит из нее из-за изменений давления в воздушных мешках. Мышцы грудной клетки заставляют грудину выдавливаться наружу, создавая в мешочках отрицательное давление, которое позволяет воздуху попадать в дыхательную систему (Maina JN, 2005).
Процесс выдоха не пассивен, но требует сокращения определенных мышц, чтобы увеличить давление в воздушных мешочках и вытеснить воздух. Поскольку грудина должна двигаться во время процесса дыхания, рекомендуется, чтобы при ловле птицы не действовали внешние силы, которые могли бы заблокировать ее движение, так как это может задушить птицу.
Воздушные мешки
У птиц внутри много «пустого пространства», что позволяет им летать. Это пустое пространство занято воздушными мешочками, которые надуваются и сдуваются во время процесса дыхания птицы.
Когда птица надувает грудь, работают не легкие, а воздушные мешочки. Легкие птиц статичны, воздушные мешки - это те самые мешочки, которые перекачивают воздух в сложную бронхиальную систему в легких.
Воздушные мешочки обеспечивают односторонний поток воздуха через легкие. Это означает, что воздух, который достигает легких, в основном «свежий воздух» с более высоким содержанием кислорода.
Эта система противоположна системе млекопитающих, у которых воздушный поток двунаправлен и входит в легкие и выходит из них за короткий период времени, что означает, что воздух никогда не бывает свежим и всегда смешивается с тем, которым уже дышали (Уилсон , 2010).
У птиц есть как минимум девять воздушных мешков, которые позволяют им доставлять кислород к тканям тела и удалять оставшийся углекислый газ. Они также играют роль регулирования температуры тела во время фазы полета.
Девять воздушных мешков птиц можно описать следующим образом:
- Межключичный воздушный мешок
- Два шейных воздушных мешка
- Два передних грудных воздушных мешка
- Два задних грудных воздушных мешка
- Два брюшных воздушных мешка
Функции этих девяти мешков можно разделить на передние (межключичные, шейные и переднегрудные) и задние мешки (задние грудные и брюшные).
У всех мешочков очень тонкие стенки с несколькими капиллярными сосудами, поэтому они не играют важной роли в процессе газообмена. Однако их обязанность - поддерживать вентиляцию легких, где происходит газообмен.
Трахея
Трахея птиц в 2,7 раза длиннее и в 1,29 раза шире, чем у млекопитающих аналогичного размера. Работа трахеи птиц такая же, как и у млекопитающих, она заключается в сопротивлении потоку воздуха. Однако у птиц объем воздуха, который должна выдержать трахея, в 4,5 раза больше, чем объем воздуха, присутствующий в трахее млекопитающих.
Птицы компенсируют широкое пустое пространство в трахее относительно большим дыхательным объемом и более низкой частотой дыхания, примерно в три раза меньше, чем у млекопитающих. Эти два фактора способствуют более низкому влиянию объема воздуха на трахею (Jacob, 2015).
Трахея раздваивается или делится на два основных бронха в сиринксе. Сиринкс - это орган, который есть только у птиц, так как у млекопитающих звуки издаются в гортани.
Главный вход в легкие проходит через бронхи и известен как мезобронхиум. Мезобронхи делятся на более мелкие трубки, называемые дорсобронхи, которые, в свою очередь, ведут к меньшим парабронхам.
Парабронхи содержат сотни мелких ветвей и воздушных капилляров, окруженных обильной сетью кровеносных капилляров. Газообмен между легкими и кровью происходит в этих воздушных капиллярах.
Легкие
Строение легких птиц может незначительно отличаться в зависимости от разветвлений парабронхов. У большинства птиц есть пара парабронхов, состоящая из «старого» легкого (палеопульмонического) и «нового» легкого (неопульмонического).
Однако у некоторых птиц неопульмонический парабронх отсутствует, как, например, у пингвинов и некоторых пород уток.
Поющие птицы, такие как канарейки и галлиновые, имеют развитый неопульмональный парабронх, в котором происходит 15–20% газообмена. С другой стороны, поток воздуха в этом парабронхе двунаправленный, а в палеопульмональном парабронхе - однонаправленный (Team, 2016).
У птиц легкие не расширяются и не сокращаются, как у млекопитающих, поскольку газообмен происходит не в альвеолах, а в воздушных капиллярах, а воздушные мешки отвечают за вентиляцию легких. .
Ссылки
- Браун, Р. Э., Брейн, Д. Д. и Ван, Н. (1997). Дыхательная система птиц: уникальная модель для изучения респираторного токсикоза и мониторинга качества воздуха. Environ Health Perspect, 188-200.
- Фостер Д. и Смит. (2017). Департамент ветеринарных и водных услуг. Получено из Дыхательной системы птиц: анатомия и функции: peteducation.com.
- Джейкоб, Дж. (5 мая 2015 г.). Расширение. Получено из Avian Respiratory System: article.extension.org ..
- Майна, Дж. Н. (2002). Эволюция птиц и высокоэффективное парабронхиальное легкое. В JN Maina, Функциональная морфология дыхательной системы позвоночных (стр. 113). Нью-Гэмпшир: Science Publisher Inc.
- Майна, Дж. Н. (2005). Система легочно-воздушный мешок птиц: развитие, строение и функция. Йоханнесбург: Springer.
- Команда, АН (9 июля 2016 г.). Спросите у природы. Получено из дыхательной системы птиц, способствует эффективному обмену углекислого газа и кислорода за счет непрерывного однонаправленного потока воздуха и воздушных мешков: asknature.org.
- Уилсон, П. (июль 2010 г.). Ветеринарные службы Currumbin Valley. Получено с сайта What are Air Sacs ?: currumbinvetservices.com.au.