Dýchanie vtákov sa vykonáva dýchací systém tejto triedy zvierat; Je zodpovedný za okysličovanie tkanív a orgánov a vylučovanie oxidu uhličitého z tela. Vzduchové vaky umiestnené okolo pľúc umožňujú jednosmerný prúd vzduchu cez pľúca, čím poskytujú telu vtáka viac kyslíka.
Jednosmerný prúd vzduchu, ktorý sa pohybuje do pľúc vtákov, má vysoký obsah kyslíka, ktorý je vyšší ako v pľúcach ktoréhokoľvek cicavca vrátane človeka. Jednosmerný prietok zabraňuje vtákom dýchať „starým vzduchom“, to znamená vzduchom, ktorý bol nedávno v pľúcach (Brown, Brain & Wang, 1997).
Umiestnenie dýchacieho systému u vtáka
Schopnosť ukladať viac kyslíka v pľúcach umožňuje vtákom lepšie okysličiť svoje telo, a tak udržať svoju telesnú teplotu regulovanú počas letu.
V pľúcach vtákov sa kyslík dodáva zo vzduchových kapilár do krvi a oxid uhličitý prechádza z krvi do kapilár samotných. Plynná výmena je v tomto zmysle veľmi účinná.
Morfológia vtáka. Príklad Vanellus malabaricus. 1-zobák, 2-hlava, 3-dúhovka, 4-žiak, 5-plášťový, 6-menšie poťahy, 7-Scapulars, 8-Cover, 9-Terciárny, 10-Rump, 11-Primary, 12-Vent, 13 -Veľký, 14-tibi-dechtový kĺb, 15-Tarsus, 16-prsty, 17-Tibia, 18-Belly, 19-bokovky, 20-hrudník, 21-krk, 22-Wattle, 23-Eyestripe. Zdroj: Wikimedia Commons
Dýchací systém vtákov je účinný vďaka použitiu tenkého povrchu, cez ktorý prechádzajú plyny a krv, čo umožňuje väčšiu kontrolu telesnej teploty. Difúzia vzduchu na endotermické účely je efektívnejšia, pretože povrch, cez ktorý prúdi krv a plyny, je tenší (Maina, 2002).
Vtáky majú relatívne malé pľúca a maximálne deväť vzduchových vakov, ktoré im pomáhajú pri procese výmeny plynov. To umožňuje, aby bol ich dýchací systém medzi stavovcami jedinečný.
Možno vás bude zaujímať aj vylučovací systém vtákov.
Proces dýchania vtákov
Dýchací proces u vtákov vyžaduje dva cykly (vdychovanie, výdych, vdychovanie, výdych), aby sa vzduch mohol pohybovať celým dýchacím systémom. Napríklad cicavce potrebujú iba jeden cyklus dýchania. (Foster & Smith, 2017).
Vtáky môžu dýchať ústami alebo nosnými dierkami. Vzduch, ktorý vstupuje cez tieto otvory počas inhalačného procesu, prechádza cez hltan a potom cez priedušnicu alebo vetrovú trubicu.
Priedušnica má zvyčajne rovnakú dĺžku ako krk vtáka, avšak niektoré vtáky, ako sú žeriavy, majú výnimočne dlhý krk a ich priedušnicu, ktorá sa krúti v predĺžení hrudnej kosti známej ako kýl. Táto podmienka umožňuje vtákom produkovať zvuky s vysokou rezonanciou.
inhalácia
Počas prvej inhalácie vzduch prechádza cez nosné dierky alebo nosné dierky umiestnené na spoji medzi vrchom zobáka a hlavou. Masité tkanivo, ktoré obklopuje nosné dierky, je u niektorých vtákov známe ako vosk.
Vzduch vtákov, rovnako ako cicavcov, sa pohybuje nosovými dierkami, do nosnej dutiny a potom do hrtanu a priedušnice.
Raz v priedušnici vzduch prechádza cez syrinx (orgán zodpovedný za produkciu zvukov u vtákov) a jeho prúd je rozdelený na dva, pretože priedušnica vtákov má dva kanály.
Vzduch v procese dýchania vtákov nejde priamo do pľúc, najskôr ide do kaudálnych vzduchových vakov, odkiaľ prechádza do pľúc a pri druhej inhalácii prechádza do lebečných vzduchových vakov. Počas tohto procesu sa všetky vzdušné vaky rozširujú, keď vzduch vstupuje do tela vtáka.
vydýchnutie
Počas prvého výdychu sa vzduch pohybuje zo zadných vzduchových vakov do priedušiek (ventrobronchi a dorsobronchi) a následne do pľúc. Priedušky sa delia na malé kapilárne vetvy, ktorými prechádza krv. Práve v týchto vzduchových kapilároch dochádza k výmene kyslíka za oxid uhličitý.
Pri druhom výdychu vzduch opúšťa vzduchové vaky cez syrinx a potom do priedušnice, hrtanu a nakoniec do nosovej dutiny a z nosných dierok. Počas tohto procesu sa objem vreciek znižuje, keď vzduch opúšťa telo vtáka.
štruktúra
Vtáky majú hrtan a na rozdiel od cicavcov ho nepoužívajú na vytváranie zvukov. Existuje orgán nazývaný syrinx, ktorý funguje ako „hlasová schránka“ a umožňuje vtákom produkovať vysoko rezonančné zvuky.
Na druhej strane majú vtáky pľúca, ale tiež majú vzduchové vaky. V závislosti od druhu bude mať vták sedem alebo deväť vzduchových vakov.
Vtáky nemajú bránicu, takže vzduch sa vyvíja do a z dýchacieho systému zmenou tlaku vo vzduchových vakoch. Hrudné svaly spôsobujú, že sa hrudná dutina tlačí smerom von a vytvára podtlak vo vakoch, ktorý umožňuje vzduchu vstupovať do dýchacieho systému (Maina JN, 2005).
Proces výdychu nie je pasívny, ale vyžaduje kontrakciu určitých svalov, aby sa zvýšil tlak vo vzduchových vakoch a vytlačil vzduch von. Pretože sa hrudná kosť musí počas dýchacieho procesu pohybovať, odporúča sa, aby sa pri chytaní vtáka nevyvíjali vonkajšie sily, ktoré by mohli blokovať jeho pohyb, pretože môže vtáka udusiť.
Vzduchové vrecia
Vtáky majú vo vnútri veľa „prázdneho priestoru“, ktorý im umožňuje lietať. Toto prázdne miesto je obsadené vzduchovými vakmi, ktoré sa nafúknu a vypustia počas dýchacieho procesu vtáka.
Keď vták nafúkne hruď, nie sú to pľúca, ale vzduchové vaky. Pľúca vtákov sú statické, vzduchové vaky sa pohybujú tak, že pumpujú vzduch do komplexného bronchiálneho systému v pľúcach.
Vzduchové vaky umožňujú jednosmerný prúd vzduchu cez pľúca. To znamená, že vzduch, ktorý sa dostáva do pľúc, je väčšinou „čerstvý vzduch“ s vyšším obsahom kyslíka.
Tento systém je v protiklade so systémom cicavcov, ktorých prúdenie vzduchu je obojsmerné a v krátkom čase vstupuje do pľúc a opúšťa ich pľúca, čo znamená, že vzduch nie je nikdy čerstvý a je vždy zmiešaný so systémom, ktorý už bol nadýchnutý (Wilson , 2010).
Vtáky majú najmenej deväť vzduchových vakov, ktoré im umožňujú dodávať kyslík do telesných tkanív a odstraňujú zvyšný oxid uhličitý. Hrajú tiež úlohu pri regulácii telesnej teploty počas letovej fázy.
Deväť vzdušných vakov vtákov možno opísať takto:
- Medziklavikulárny vzduchový vak
- Dva vaky na krčný vzduch
- Dva predné hrudné vzduchové vaky
- Dva zadné hrudné vzduchové vaky
- Dva vaky na brušné vzduch
Funkciu týchto deviatich vakov možno rozdeliť na predné vaky (medziklavikulárne, krčné a predné hrudník) a zadné vaky (zadné hrudník a brucho).
Všetky vaky majú veľmi tenké steny s niektorými kapilárnymi nádobami, takže nehrajú dôležitú úlohu v procese výmeny plynov. Ich povinnosťou je však udržiavať pľúca, kde dochádza k výmene plynu, vetrané.
priedušnice
Priedušnica vtákov je 2,7-krát dlhšia a 1,29-krát širšia ako pri cicavcoch podobnej veľkosti. Práca priedušnice vtákov je rovnaká ako práca cicavcov, spočíva v odolaní prúdeniu vzduchu. U vtákov je však objem vzduchu, ktorý musí priedušnica vydržať, 4,5-krát väčší ako objem vzduchu prítomného v priedušnici cicavcov.
Vtáky kompenzujú široký prázdny priestor priedušnice relatívne väčším dychovým objemom a nižšou rýchlosťou dýchania, približne o jednu tretinu oproti cicavcom. Tieto dva faktory prispievajú k zníženiu vplyvu objemu vzduchu na priedušnicu (Jacob, 2015).
Priedušnica rozdvojuje alebo rozdeľuje na dve primárne priedušky v syrinxe. Syrinx je orgán, ktorý sa vyskytuje iba u vtákov, pretože u cicavcov sa zvuky vytvárajú v hrtane.
Hlavný vchod do pľúc je cez priedušky a je známy ako mezobronchium. Mezobronchus sa delí na menšie trubice zvané dorsobronchi, ktoré zase vedú k menším parabronchi.
Parabronchi obsahujú stovky malých vetiev a leteckých kapilár obklopených bohatou sieťou krvných kapilár. Výmena plynu medzi pľúcami a krvou sa uskutočňuje v týchto vzduchových kapilároch.
pľúca
Štruktúra pľúc vtákov sa môže mierne líšiť v závislosti od dôsledkov parabronchi. Väčšina vtákov má pár parabronchi, ktorý sa skladá zo „starých“ pľúc (paleopulmonálnych) a „nových“ pľúc (neopulmonálnych).
Niektorým vtákom však chýba neopulmonálny parabronchus, ako je to v prípade tučniakov a niektorých plemien kačíc.
Spievajúce vtáky, ako sú kanáriky a gallinaceae, majú rozvinutý neopulmonálny parabronchus, pri ktorom dochádza k výmene plynu 15% alebo 20%. Na druhej strane prúd vzduchu v tomto parabronchuse je obojsmerný, zatiaľ čo v paleopulmonálnom parabronchuse je jednosmerný (Team, 2016).
V prípade vtákov sa pľúca nerozťahujú alebo nezmršťujú ako pri cicavcoch, pretože k výmene plynu nedochádza v alveolách, ale vo vzduchových kapilároch a vzduchové vaky sú zodpovedné za vetranie pľúc. ,
Referencie
- Brown, RE, Brain, JD a Wang, N. (1997). Vtáčia dýchacia sústava: jedinečný model na štúdie respiračnej toxikózy a na monitorovanie kvality ovzdušia. Environ Health Perspect, 188-200.
- Foster, D. a Smith. (2017). Oddelenie veterinárnych a vodných služieb. Zdroj: Dýchací systém vtákov: Anatómia a funkcia: peteducation.com.
- Jacob, J. (5. mája 2015). Rozšírenie. Zdroj: Vtáčia dýchacia sústava: articles.extension.org ..
- Maina, JN (2002). Vývoj vtákov a vysoko efektívnych parabronchiálnych pľúc. V JN Maina, Funkčná morfológia respiračného systému stavovcov (s. 113). New Hampshire: Science Publisher Inc.
- Maina, JN (2005). Systém pľúcneho pľúcneho vtáctva: vývoj, štruktúra a funkcia. Johannesburg: Springer.
- Team, AN (9. júla 2016). Opýtajte sa prírody. Získané z dýchacieho systému vtákov uľahčujú účinnú výmenu oxidu uhličitého a kyslíka prostredníctvom nepretržitého jednosmerného prúdenia vzduchu a vzdušných vakov: asknature.org.
- Wilson, P. (júl 2010). Vet služby Currumbin Valley. Zdroj: Čo sú to Air Sacs?: Currumbinvetservices.com.au.