Oddychania ptaków przeprowadzane przez układ oddechowy tej grupy zwierząt; Odpowiada za dotlenienie tkanek i narządów oraz wydalanie z ich organizmu dwutlenku węgla. Woreczki powietrzne zlokalizowane wokół płuc umożliwiają jednokierunkowy przepływ powietrza przez płuca, dostarczając więcej tlenu do organizmu ptaka.
Jednokierunkowy przepływ powietrza, który dociera do płuc ptaków, ma wysoką zawartość tlenu, wyższą niż w płucach dowolnego ssaka, w tym człowieka. Przepływ jednokierunkowy uniemożliwia ptakom wdychanie „starego powietrza”, to znaczy powietrza, które niedawno znajdowało się w ich płucach (Brown, Brain i Wang, 1997).
Lokalizacja układu oddechowego ptaka
Możliwość magazynowania większej ilości tlenu w płucach pozwala ptakom na lepsze dotlenienie organizmu, dzięki czemu temperatura ich ciała jest regulowana podczas lotu.
W płucach ptaków tlen jest dostarczany z naczyń włosowatych powietrza do krwi, a dwutlenek węgla przechodzi z krwi do samych naczyń włosowatych. W tym sensie wymiana gazowa jest bardzo wydajna.
Morfologia ptaka. Przykład Vanellus malabaricus. 1-dziób, 2-głowy, 3-tęczówki, 4-źrenica, 5-płaszcz, 6-mniejszych pokryw, 7-szkaplerzy, 8-pokryw, 9-trzeciorzędowe, 10-zad, 11-pierwotne, 12-wentylacyjne, 13 -Udzie, 14-staw piszczelowo-skokowy, 15-stęp, 16-palce, 17-kości piszczelowej, 18-brzuch, 19-boki, 20-klatka piersiowa, 21-gardło, 22-chrust, 23-przepuklina. Źródło: Wikimedia Commons
Układ oddechowy ptaków jest sprawny dzięki zastosowaniu cienkiej powierzchni, przez którą przepływają gazy i krew, co pozwala na większą kontrolę temperatury ciała. Dyfuzja powietrza do celów endotermicznych jest bardziej efektywna, ponieważ powierzchnia, przez którą przepływa krew i gazy jest cieńsza (Maina, 2002).
Ptaki mają stosunkowo małe płuca i maksymalnie dziewięć worków powietrznych, które pomagają im w procesie wymiany gazowej. Dzięki temu ich układ oddechowy jest wyjątkowy wśród kręgowców.
Możesz również zainteresować się systemem wydalniczym ptaków.
Proces oddychania ptaków
Proces oddychania u ptaków wymaga dwóch cykli (wdech, wydech, wdech, wydech), aby powietrze przepłynęło przez cały układ oddechowy. Na przykład ssaki potrzebują tylko jednego cyklu oddychania. (Foster i Smith, 2017).
Ptaki mogą oddychać przez usta lub nozdrza. Powietrze, które dostaje się przez te otwory podczas procesu inhalacji, przechodzi przez gardło, a następnie przez tchawicę lub rurkę oddechową.
Tchawica ma na ogół taką samą długość jak szyja ptaka, jednak niektóre ptaki, takie jak żurawie, mają wyjątkowo długą szyję i tchawicę, która zwija się w przedłużeniu mostka zwanym kilem. Ten stan daje ptakom zdolność do wydawania dźwięków o wysokim rezonansie.
Inhalacja
Podczas pierwszego wdechu powietrze przechodzi przez nozdrza lub nozdrza znajdujące się na styku czubka dzioba i głowy. Mięsista tkanka otaczająca nozdrza znana jest u niektórych ptaków jako wosk.
Powietrze u ptaków, podobnie jak u ssaków, przechodzi przez nozdrza do jamy nosowej, a następnie przechodzi do krtani i tchawicy.
W tchawicy powietrze przechodzi przez krtań (organ odpowiedzialny za wytwarzanie dźwięków u ptaków), a jego prąd jest podzielony na dwie części, ponieważ tchawica ptaków ma dwa kanały.
Powietrze w procesie oddychania ptaków nie trafia bezpośrednio do płuc, najpierw trafia do ogonowych worków powietrznych, skąd przedostaje się do płuc, a podczas drugiego wdechu przedostaje się do czaszkowych worków powietrznych. Podczas tego procesu wszystkie worki powietrzne rozszerzają się, gdy powietrze dostaje się do ciała ptaka.
Wydychanie
Podczas pierwszego wydechu powietrze przemieszcza się z tylnych worków powietrznych do oskrzeli (ventrobronchi i dorsobronchi), a następnie do płuc. Oskrzela są podzielone na małe rozgałęzienia kapilarne, przez które przepływa krew, to w tych naczyniach włosowatych powietrza następuje wymiana tlenu na dwutlenek węgla.
Podczas drugiego wydechu powietrze wydostaje się z worków powietrznych przez krtań, a następnie do tchawicy, krtani, a na końcu do jamy nosowej i przez nozdrza. Podczas tego procesu objętość worków zmniejsza się, gdy powietrze opuszcza ciało ptaka.
Struktura
Ptaki mają jednak krtań iw przeciwieństwie do ssaków nie używają jej do wydawania dźwięków. Istnieje organ zwany syrinx, który działa jak „skrzynka głosowa” i pozwala ptakom wydawać wysoce rezonujące dźwięki.
Z drugiej strony ptaki mają płuca, ale mają też worki powietrzne. W zależności od gatunku ptak będzie miał siedem lub dziewięć worków powietrznych.
Ptaki nie mają przepony, więc powietrze jest przemieszczane do i z układu oddechowego poprzez zmiany ciśnienia w workach powietrznych. Mięśnie klatki piersiowej powodują wypychanie mostka na zewnątrz, tworząc podciśnienie w woreczkach, które umożliwia przedostawanie się powietrza do układu oddechowego (Maina JN, 2005).
Proces wydechu nie jest bierny, ale wymaga skurczu niektórych mięśni, aby zwiększyć ciśnienie w workach powietrznych i wypchnąć powietrze. Ponieważ mostek musi się poruszać podczas oddychania, zaleca się, aby podczas łapania ptaka nie wywierać zewnętrznych sił, które mogłyby zablokować jego ruch, ponieważ może to spowodować uduszenie ptaka.
Worki powietrzne
Ptaki mają w środku dużo „pustej przestrzeni”, która pozwala im latać. Ta pusta przestrzeń jest zajęta przez worki powietrzne, które napełniają się i opróżniają podczas procesu oddychania ptaka.
Kiedy ptak nadyma pierś, to nie płuca pracują, ale worki powietrzne. Płuca ptaków są statyczne, worki powietrzne poruszają się, aby wpompować powietrze do złożonego układu oskrzelowego w płucach.
Woreczki powietrzne umożliwiają jednokierunkowy przepływ powietrza przez płuca. Oznacza to, że powietrze docierające do płuc jest przeważnie „świeżym powietrzem” z wyższą zawartością tlenu.
System ten jest odwrotny do tego u ssaków, których przepływ powietrza jest dwukierunkowy i wchodzi do płuc i opuszcza je w krótkim czasie, co oznacza, że powietrze nigdy nie jest świeże i zawsze jest mieszane z tym, które zostało już oddychane (Wilson , 2010).
Ptaki mają co najmniej dziewięć worków powietrznych, które pozwalają im dostarczać tlen do tkanek ciała i usuwać pozostały dwutlenek węgla. Pełnią także rolę regulującą temperaturę ciała w fazie lotu.
Dziewięć worków powietrznych ptaków można opisać w następujący sposób:
- Worek międzyobojczykowy
- Dwa worki powietrzne szyjki macicy
- Dwa przednie worki powietrzne klatki piersiowej
- Dwa tylne worki powietrzne klatki piersiowej
- Dwa brzuszne worki powietrzne
Funkcję tych dziewięciu worków można podzielić na worki przednie (międzyobojczykowe, szyjne i przednie piersiowe) oraz tylne (tylne, piersiowe i brzuszne).
Wszystkie worki mają bardzo cienkie ściany z pewnymi naczyniami włosowatymi, więc nie odgrywają istotnej roli w procesie wymiany gazowej. Jednak ich obowiązkiem jest utrzymanie wentylacji płuc, w których zachodzi wymiana gazowa.
Tchawica
Tchawica ptaków jest 2,7 razy dłuższa i 1,29 razy szersza niż u ssaków o podobnej wielkości. Praca tchawicy ptaków jest taka sama jak u ssaków, polega na przeciwstawianiu się przepływowi powietrza. Jednak u ptaków objętość powietrza, jaką musi wytrzymać tchawica, jest 4,5 razy większa niż objętość powietrza obecnego w tchawicy ssaków.
Ptaki kompensują szeroką pustą przestrzeń w tchawicy stosunkowo większą objętością oddechową i mniejszą częstością oddechów, około jednej trzeciej wolnej od ssaków. Te dwa czynniki wpływają na mniejszy wpływ objętości powietrza na tchawicę (Jacob, 2015).
Tchawica rozwidla się lub dzieli się na dwa pierwotne oskrzela w krtani. Syrinx jest narządem występującym tylko u ptaków, ponieważ u ssaków dźwięki wytwarzane są w krtani.
Główne wejście do płuc prowadzi przez oskrzela i jest znane jako mezobronchium. Mezobronchus dzieli się na mniejsze rurki zwane dorsobronchi, które z kolei prowadzą do mniejszych parabronchi.
Parabronchi zawierają setki małych gałęzi i napowietrznych naczyń włosowatych otoczonych gęstą siecią naczyń włosowatych. W tych naczyniach włosowatych zachodzi wymiana gazowa między płucami a krwią.
Płuca
Struktura płuc ptaków może się nieznacznie różnić w zależności od rozgałęzień parabronchi. Większość ptaków ma parę parabronchi, składającą się ze „starego” płuca (paleopulmoniczne) i „nowego” płuca (neo-płucne).
Jednak niektórym ptakom brakuje neopulmonicznego parabronchusa, jak ma to miejsce w przypadku pingwinów i niektórych ras kaczek.
Śpiewające ptaki, takie jak kanarki i gallinaceae, mają rozwiniętą neopulmonic parabronchus, w której występuje 15% lub 20% wymiany gazowej. Z drugiej strony przepływ powietrza w tym parabronchu jest dwukierunkowy, podczas gdy w paleopulmonic parabronchus jest jednokierunkowy (Team, 2016).
W przypadku ptaków płuca nie rozszerzają się ani nie kurczą jak u ssaków, ponieważ wymiana gazowa nie zachodzi w pęcherzykach płucnych, ale w naczyniach włosowatych i workach powietrznych jest odpowiedzialna za wentylację płuc. .
Bibliografia
- Brown, RE, Brain, JD i Wang, N. (1997). Drogi oddechowe ptaków: unikalny model do badań zatrucia dróg oddechowych i monitorowania jakości powietrza. Environ Health Perspect, 188-200.
- Foster, D. i Smith. (2017). Departament Usług Weterynaryjnych i Wodnych. Pobrane z układu oddechowego ptaków: anatomia i funkcja: peteducation.com.
- Jacob, J. (5 maja 2015). Rozbudowa. Pobrane z Avian Respiratory System: article.extension.org ..
- Maina, JN (2002). Ewolucja ptaków i wysoce wydajne płuco parabronchialne. W JN Maina, Functional Morphology of the Vertebrate Respiratory System (str. 113). New Hampshire: Science Publisher Inc.
- Maina, JN (2005). System worka płucno-powietrznego ptaków: rozwój, struktura i funkcja. Johannesburg: Springer.
- Team, AN (9 lipca 2016). Zapytaj Naturę. Źródło: Układ oddechowy ptaków umożliwia wydajną wymianę dwutlenku węgla i tlenu poprzez ciągły, jednokierunkowy przepływ powietrza i worki powietrzne: asknature.org.
- Wilson, P. (lipiec 2010). Usługi weterynaryjne Currumbin Valley. Pobrane z What Are Air Sacs?: Currumbinvetservices.com.au.