Дихання птахів здійснюються дихальною системою цього класу тварин; Він відповідає за оксигенацію тканин і органів і виведення вуглекислого газу з організму з них. Повітряні мішечки, розташовані навколо легенів, забезпечують односторонній потік повітря через легені, забезпечуючи більше кисню до тіла птиці.
Односпрямований потік повітря, який переміщується в легені птахів, має високий вміст кисню, вищий, ніж той, який знаходиться в легенях будь-якого ссавця, включаючи людину. Односторонній потік заважає птахам дихати «старим повітрям», тобто повітрям, яке нещодавно знаходилося в легенях (Brown, Brain, & Wang, 1997).
Розташування дихальної системи у птаха
Можливість зберігання більшої кількості кисню в легенях дозволяє птахам краще кисню кисню, тим самим підтримуючи температуру тіла під час польоту.
У легенях птахів кисень доставляється з повітряних капілярів в кров, а вуглекислий газ переходить з крові в самі капіляри. Газовий обмін в цьому сенсі дуже ефективний.
Морфологія птаха. Приклад Vanellus malabaricus. 1-дзьоб, 2-голівка, 3-ірис, 4-учень, 5-мантія, 6-малий покрив, 7-скапуляр, 8-кришка, 9-третій, 10-тир, 11-первинний, 12-вент, 13 -Тиг, 14-гомілково-тарсальний суглоб, 15-Тарс, 16-пальці, 17-гомілка, 18-живіт, 19-фланги, 20-грудна клітка, 21-горло, 22-ватт, 23-естрип. Джерело: Wikimedia Commons
Дихальна система птахів ефективна завдяки використанню тонкої поверхні, через яку проходять гази та кров, що дозволяє більш ефективно контролювати температуру тіла. Дифузія повітря для ендотермічних цілей більш ефективна, оскільки поверхня, через яку протікає кров і гази, тонша (Maina, 2002).
У птахів є відносно невеликі легені і максимум дев'ять повітряних мішечків, які допомагають їм у процесі обміну газу. Це дозволяє їх дихальній системі бути унікальною серед хребетних тварин.
Вас також може зацікавити видільна система птахів.
Процес дихання птахів
Процес дихання у птахів вимагає двох циклів (вдих, видих, вдих, видих) для переміщення повітря по всій дихальній системі. Наприклад, ссавцям потрібен лише один цикл дихання. (Foster & Smith, 2017).
Птахи можуть дихати через рот або ніздрі. Повітря, що потрапляє через ці отвори під час вдиху, проходить через глотку, а потім через трахею або вітряну трубу.
Трахея, як правило, такої ж довжини, як шия птаха, однак у деяких птахів, таких як журавлі, є винятково довга шия та їх дихальна труба, що згортається в розширенні грудини, відомої як кіль. Цей стан дає птахам можливість видавати звуки високого резонансу.
Вдихання
Під час першого вдиху повітря проходить через ніздрі або ніздрі, розташовані на стику між верхом дзьоба і головою. М'ясиста тканина, яка оточує ніздрі, у деяких птахів відома як віск.
Повітря у птахів, як і у ссавців, переміщується через ніздрі, в носову порожнину, а потім переходить у гортань і трахею.
Потрапивши в трахею, повітря проходить через сиринкс (орган, що відповідає за видачу звуків у птахів) і його струм ділиться надвоє, оскільки трахея птахів має два канали.
Повітря в процесі дихання птахів не потрапляє безпосередньо в легені, спочатку йде в каудальні повітряні мішечки, звідки перейде в легені і під час другого вдиху перейде в черепні повітряні мішечки. Під час цього процесу всі повітряні мішечки розширюються, коли повітря потрапляє в організм птиці.
Видих
Під час першого видиху повітря переміщується від заднього мішечка до бронхів (вентробронхи та дорсобрончі) та згодом до легенів. Бронхи поділяються на невеликі капілярні гілки, через які тече кров, саме в цих повітряних капілярах відбувається обмін киснем вуглекислого газу.
На другому видиху повітря виходить з мішечків повітря через сиринкс, а потім в трахею, гортань і, нарешті, в порожнину носа і з ніздрів. Під час цього процесу об’єм мішків зменшується, коли повітря залишає тіло птиці.
Будова
У птахів є гортань, однак, на відміну від ссавців, вони не використовують її для видачі звуків. Є орган під назвою сирінкс, який виконує роль «голосової скриньки» і дозволяє птахам видавати сильно резонансні звуки.
З іншого боку, у птахів є легені, але вони також мають повітряні мішечки. Залежно від виду, у птиці буде сім-дев'ять повітряних мішків.
У птахів немає діафрагми, тому повітря витісняється в дихальну систему і виходить із-за зміни тиску повітряних мішечків. Грудні м’язи змушують натискати грудину назовні, створюючи негативний тиск у мішках, що дозволяє повітрю потрапляти в дихальну систему (Maina JN, 2005).
Процес видиху не пасивний, але вимагає скорочення певних м’язів для підвищення тиску в повітряних мішках і витіснення повітря. Оскільки грудина повинна рухатися під час процесу дихання, рекомендується при ловлі птиці не здійснювати зовнішніх сил, які могли б блокувати її рух, оскільки це може задихнутися птахом.
Повітряні мішки
Птахи мають багато "порожнього простору" всередині, що дозволяє їм літати. Цей порожній простір займають повітряні мішечки, які під час дихання птаха надуваються і виснажуються.
Коли птах надуває груди, працюють не легені, а повітряні мішечки. Легені птахів статичні, повітряні мішечки - це ті, які переміщуються для перекачування повітря в складну бронхіальну систему в легенях.
Повітряні мішечки дозволяють односторонній потік повітря через легені. Це означає, що повітря, яке потрапляє до легенів, є переважно «свіжим повітрям» з більш високим вмістом кисню.
Ця система є протилежною до ссавців, повітряний потік яких двосторонній і потрапляє та залишає легені за короткий проміжок часу, а це означає, що повітря ніколи не є свіжим і завжди змішується з тим, що вже вдихнуло (Вілсон , 2010).
У птахів є щонайменше дев'ять повітряних мішків, які дозволяють доставляти кисень тканинам тіла та видаляти залишився вуглекислий газ. Вони також відіграють роль регулювання температури тіла під час фази польоту.
Дев'ять повітряних мішків птахів можна описати так:
- Між ключичний повітряний мішок
- Два шийних повітряних мішечка
- Два передніх грудних повітряних мішечка
- Два задні грудні повітряні мішечки
- Два черевні повітряні мішечки
Функцію цих дев'яти мішків можна розділити на передні мішки (міжключичні, шийні та передні грудні) та задні мішки (задні грудні та черевні).
Всі мішечки мають дуже тонкі стінки з деякими капілярними судинами, тому вони не відіграють важливої ролі в процесі обміну газу. Однак їх обов'язок - утримувати легені там, де відбувається обмін газами, вентильованим.
Трахея
Трахея птахів у 2,7 рази довша і в 1,29 рази ширша, ніж у ссавців подібної величини. Робота трахеї птахів така ж, як і у ссавців, вона полягає в протистоянні потоку повітря. Однак у птахів об'єм повітря, який повинен витримати трахея, у 4,5 рази більший за об'єм повітря, присутній у трахеї ссавців.
Птахи компенсують широкий порожнечий простір у трахеї порівняно більшим об'ємом припливів та меншою частотою дихання, приблизно на третину, ніж у ссавців. Ці два фактори сприяють меншому впливу об’єму повітря на трахею (Jacob, 2015).
Трахея біфуркається або ділиться на два первинних бронхи в сиринксі. Сиринкс - орган, який є лише у птахів, оскільки у ссавців звуки виробляються в гортані.
Головний вхід в легені через бронхи і відомий як мезобронхій. Мезобронх ділиться на менші трубки, звані дорсобрончі, що, в свою чергу, призводить до менших парабронхій.
Парабрончі містять сотні невеликих гілок та повітряних капілярів, оточених рясною мережею капілярів крові. Газообмін між легенями та кровю відбувається в цих повітряних капілярах.
Легені
Будова легенів птахів може дещо відрізнятися залежно від наслідків парабронхій. Більшість птахів мають пару парабронхій, складених зі «старого» легені (палеопульмонічний) та «нового» легені (неопульмонічного).
Однак у деяких птахів бракує неопульмонічного парабронха, як це буває з пінгвінами та деякими породами качок.
Співочі птахи, такі як канарки та жовчні, мають розвинений неопульмонічний парабронх, де відбувається 15% або 20% газообміну. З іншого боку, повітряний потік у цьому парабронхусі є двонаправленим, тоді як у палеопульмонічному парабронхусі - однонаправленим (Team, 2016).
У випадку з птахами легені не розширюються і не стискаються, як це відбувається у ссавців, оскільки газообмін відбувається не в альвеолах, а в повітряних капілярах, а повітряні мішечки відповідають за вентиляцію легенів. .
Список літератури
- Браун, RE, Brain, JD, & Wang, N. (1997). Пташина дихальна система: унікальна модель для дослідження респіраторного токсикозу та моніторингу якості повітря. Охорона навколишнього середовища, 188–200.
- Фостер, Д. та Сміт. (2017). Відділ ветеринарних та водних послуг. Отримано з дихальної системи птахів: анатомія та функції: peteducation.com.
- Яків, Дж. (5 травня 2015 р.). Розширення. Отримано з дихальної системи птахів: articles.extension.org ..
- Майна, ЮН (2002). Еволюція птахів і високоефективне парабронхіальне легеневе. В JN Maina, Функціональна морфологія хребетної дихальної системи (стор. 113). Нью-Гемпшир: Science Publisher Inc.
- Майна, ЮН (2005). Легенево-повітряна система птахів: розвиток, структура та функціонування. Йоганнесбург: Спрингер.
- Команда, А.Н. (9 липня 2016 р.). Запитайте природу. Отримані з дихальної системи птахів сприяють ефективному обміну вуглекислого газу та кисню через постійний односпрямований потік повітря та мішковини: asknature.org.
- Вілсон, П. (липень 2010 р.). Послуги з ветеринарії в долині Куррумбін. Отримано з What Is Air Sacs?: Currumbinvetservices.com.au.