Układ oddechowy ptaków i struktury

The układ oddechowy ptaków Odpowiada za dotlenienie tkanek i narządów oraz za wydalenie dwutlenku węgla z organizmu. Worki powietrzne umieszczone wokół płuc umożliwiają jednokierunkowy przepływ powietrza przez płuca, dostarczając więcej tlenu do ciała ptaków.

Jednokierunkowy przepływ powietrza, który przenika do płuc ptaków, ma wysoką zawartość tlenu, wyższą niż w płucach każdego ssaka, w tym człowieka. Jednokierunkowy przepływ uniemożliwia ptakom oddychanie „starym powietrzem”, czyli powietrzem, które niedawno znajdowało się w ich płucach (Brown, Brain i Wang, 1997). 

Możliwość przechowywania większej ilości tlenu w płucach pozwala ptakom lepiej dotlenić ich ciało, utrzymując w ten sposób temperaturę ciała regulowaną podczas lotu. W płucach ptaków tlen jest przenoszony z naczyń włosowatych do krwi, a dwutlenek węgla przechodzi z krwi do tych samych naczyń włosowatych. Wymiana gazowa jest w tym sensie bardzo skuteczna.

Układ oddechowy ptaków jest skuteczny dzięki zastosowaniu cienkiej powierzchni, przez którą przepływają gazy i krew, co pozwala na większą kontrolę temperatury ciała. Dyfuzja powietrza dla celów endotermicznych jest bardziej skuteczna w takim stopniu, w jakim powierzchnia, przez którą przepływ krwi i gazów jest cieńsza (Maina, 2002).

Ptaki mają stosunkowo małe płuca i maksymalnie dziewięć pęcherzyków powietrza, które pomagają im w procesie wymiany gazu. Pozwala to na unikalny układ oddechowy wśród zwierząt kręgowych. 

Możesz być także zainteresowany systemem wydalania ptaków.

Oddychanie ptaków

Proces oddychania u ptaków wymaga dwóch cykli (inhalacji, wydechu, inhalacji, wydechu), aby przenieść powietrze przez cały układ oddechowy. Na przykład ssaki potrzebują tylko cyklu oddechowego. (Foster & Smith, 2017).

Ptaki mogą oddychać przez usta lub nozdrza. Powietrze, które wchodzi przez te otwory podczas procesu inhalacji, przechodzi przez gardło, a następnie przez tchawicę lub tchawicę..

Tchawica ma zwykle taką samą długość szyi ptaka, jednak niektóre ptaki, takie jak żurawie, mają wyjątkowo długą szyję i tchawicę, która zwija się w przedłużeniu mostka znanego jako kil. Ten warunek daje ptakom możliwość wytwarzania dźwięków o wysokim rezonansie.

Wdychanie

Podczas pierwszej inhalacji powietrze przechodzi przez nozdrza lub nozdrza znajdujące się na styku szczytu i głowy. Mięsiste tkanki otaczające nozdrza są znane jako wosk u niektórych ptaków.

Powietrze u ptaków, podobnie jak u ssaków, przemieszcza się przez nozdrza, do jamy nosowej, a następnie do krtani i tchawicy..

Po dotarciu do tchawicy powietrze przechodzi przez strzykawkę (organ odpowiedzialny za wytwarzanie dźwięków u ptaków), a jego prąd dzieli się na dwie części, ponieważ tchawica ptaków ma dwa kanały.

Powietrze w procesie oddychania ptaków nie trafia bezpośrednio do płuc, najpierw do pęcherzyków powietrza, skąd przechodzi do płuc, a podczas drugiej inhalacji przechodzi do czaszkowych pęcherzyków powietrza. Podczas tego procesu wszystkie worki powietrzne rozszerzają się do tego stopnia, że ​​powietrze wchodzi do ciała ptaka.

Wydech

Podczas pierwszego wydechu powietrze przemieszcza się z tylnych worków powietrznych do oskrzeli (ventrobronchi i dorsobronchi), a następnie do płuc. Oskrzela są podzielone na małe gałęzie kapilarne, przez które przepływa krew, w tych kapilarach powietrznych następuje wymiana tlenu przez dwutlenek węgla.

Podczas drugiego wydechu powietrze opuszcza worki powietrzne przez strzykawkę, a następnie do tchawicy, krtani i wreszcie do jamy nosowej i poza nozdrza. Podczas tego procesu objętość worków zmniejsza się do tego stopnia, że ​​powietrze opuszcza ciało ptaka.

Struktura

Ptaki mają krtań, jednak w przeciwieństwie do ssaków nie używają ich do wytwarzania dźwięków. Jest organ zwany strzykawką, który jest odpowiedzialny za tworzenie „skrzynki głosowej” i pozwala ptakom wytwarzać dźwięki o wysokim rezonansie.

Z drugiej strony ptaki mają płuca, ale mają też pęcherzyki powietrza. W zależności od gatunku ptak będzie miał siedem lub dziewięć worków powietrznych.

Ptaki nie mają przepony, więc powietrze jest przemieszczane wewnątrz i na zewnątrz układu oddechowego poprzez zmiany ciśnienia w pęcherzykach powietrza. Mięśnie klatki piersiowej powodują, że mostek jest wyciskany na zewnątrz, tworząc podciśnienie w woreczkach, które pozwalają powietrzu dostać się do układu oddechowego (Maina J. N., 2005).

Proces wydechu nie jest pasywny, ale wymaga skurczu pewnych mięśni, aby zwiększyć ciśnienie w pęcherzykach powietrza i wypchnąć powietrze na zewnątrz. Ponieważ mostek musi poruszać się w trakcie procesu oddychania, zaleca się, aby podczas łapania ptaka nie wywierano żadnych sił zewnętrznych, które mogłyby zablokować jego ruch, ponieważ ptak może zostać uduszony.

Poduszki powietrzne

Ptaki mają w sobie dużo „pustej przestrzeni”, co pozwala im latać. Ta pusta przestrzeń jest zajęta przez worki powietrzne, które napełniają się i opróżniają podczas procesu oddychania ptaka.

Kiedy ptak nadyma swoją klatkę piersiową, to nie płuca działają, ale worki powietrzne. Płuca ptaków są statyczne, worki powietrzne to te, które poruszają się, aby pompować powietrze do złożonego układu oskrzelowego w płucach.

Poduszki powietrzne umożliwiają jednokierunkowy przepływ powietrza przez płuca. Oznacza to, że powietrze docierające do płuc to głównie „świeże powietrze” o wyższej zawartości tlenu.

System ten jest odwrotny do tego u ssaków, których przepływ powietrza jest dwukierunkowy i wchodzi i opuszcza płuca w krótkim czasie, co oznacza, że ​​powietrze nigdy nie jest świeże i jest zawsze mieszane z tym, które już oddychało (Wilson , 2010).

Ptaki mają co najmniej dziewięć worków powietrznych, które umożliwiają im dostarczanie tlenu do tkanek ciała i usuwanie pozostałego dwutlenku węgla. Pełnią również rolę regulowania temperatury ciała w fazie lotu.

Dziewięć poduszek powietrznych ptaków można opisać następująco:

• Woreczek powietrzno-obojczykowy
• Dwie szyjki macicy
• Dwie przednie worki piersiowe
• Dwie tylne worki piersiowe
• Dwie poduszki powietrzne brzucha

Funkcję tych dziewięciu worków można podzielić na worki przednie (międzykomorowe, szyjne i przednie piersiowe) i tylne (tylne piersiowe i brzuszne).

Wszystkie worki mają bardzo cienkie ściany z niektórymi naczyniami kapilarnymi, więc nie odgrywają istotnej roli w procesie wymiany gazu. Jednak jego obowiązkiem jest utrzymywanie wentylacji płuc w miejscu wymiany gazowej.

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 pracy ssaków, polega ona na przeciwstawianiu się przepływowi powietrza. Jednak u ptaków objętość powietrza, którym tchawica musi się oprzeć, jest 4,5 razy większa niż objętość powietrza obecnego w tchawicy ssaków..

Ptaki kompensują szeroką pustą przestrzeń tchawicy o stosunkowo większej objętości oddechowej i niższej częstości oddechów, około jednej trzeciej objętości ssaków. Te dwa czynniki przyczyniają się do mniejszego wpływu objętości powietrza na tchawicę (Jacob, 2015).

Tchawica rozdziela się lub dzieli na dwa główne oskrzela w syrinx. Strzykawka jest organem występującym tylko u ptaków, ponieważ u krtani wytwarzane są dźwięki.

Główne wejście do płuc odbywa się przez oskrzela i jest znane jako mezobronchium. Mezobronchium dzieli się na mniejsze rurki zwane dorsobronchialami, które z kolei prowadzą do mniejszych parabronchich.

Parabronchi zawierają setki małych gałęzi i kapilar powietrznych otoczonych obfitą siecią naczyń włosowatych. Wymiana gazowa między płucami i krwią ma miejsce w tych kapilarach powietrznych.

Płuca

Struktura płuc ptaków może się nieznacznie różnić w zależności od konsekwencji parabronchi. Większość ptaków ma parę parabronchi, złożoną z „starego” płuca (paleopulmonicznego) i „nowego” płuca (neopulmonicznego).

Jednak niektórym ptakom brakuje parabronchium nowotworowego, jak w przypadku pingwinów i niektórych ras kaczek.

Ptaki śpiewające, takie jak kanarki i ptaki galaretowate, rozwinęły parabronchium nowotworowe, w którym zachodzi 15% lub 20% wymiany gazowej. Z drugiej strony przepływ powietrza w tym parabronchium jest dwukierunkowy, podczas gdy w parabronchium paleopulmonicznym jest on jednokierunkowy (Zespół, 2016).

W przypadku ptaków płuca nie rozszerzają się ani nie kurczą tak jak u ssaków, ponieważ wymiana gazowa nie zachodzi w pęcherzykach, ale w kapilarach powietrznych i są to pęcherzyki powietrza odpowiedzialne za wentylację płuc.

Referencje

1. Brown, R.E., Brain, J. D., i Wang, N. (1997). Ptasi układ oddechowy: unikalny model do badań toksykologii układu oddechowego i monitorowania jakości powietrza. Environ Health Perspect, 188 - 200.
2. Foster, D. i Smith. (2017). Dział Usług Weterynaryjnych i Wodnych. Źródło: Respiratory System of Birds: Anatomy and Function: peteducation.com.
3. Jacob, J. (5 maja 2015). Rozszerzenie. Pobrane z Avian Respiratory System: articles.extension.org ...
4. Maina, J. N. (2002). Ewolucja ptaków i wysoce wydajne płuco parabronchialne. W J. N. Maina, Morfologia funkcjonalna układu oddechowego kręgowców (strona 113). New Hampshire: Science Publisher Inc.
5. Maina, J. N. (2005). Sac Ptaków System Powietrza Płuc: rozwój, struktura i funkcja. Johanesburg: Springer.
6. Zespół, A. N. (9 lipca 2016 r.). Zapytaj Naturę. Źródło: Układ oddechowy ptaków ułatwia skuteczną wymianę dwutlenku węgla i tlenu poprzez ciągły jednokierunkowy przepływ powietrza i worki powietrzne: asknature.org.
7. Wilson, P. (lipiec 2010). Usługi weterynaryjne Currumbin Valley. Źródło: What Are Air Sacs?: Currumbinvetservices.com.au.