Fåglarnas andningsorgan är unikt. Hos fåglar går luftströmmar bara i en riktning, vilket inte är karakteristiskt för andra ryggradsdjur. Hur kan du andas in och andas ut genom en luftstrupe? Lösningen är en fantastisk kombination av unika anatomiska egenskaper och atmosfärisk flödesmanipulation. Funktioner hos fåglarnas andningsorgan bestämmer de komplexa mekanismerna för luftsäckarna. De finns inte hos däggdjur.
Fågels andningsorgan: diagram
Processen hos bevingade djur är något annorlunda än hos däggdjur. Förutom lungor har de även luftsäckar. Beroende på art kan fåglarnas andningsorgan inkludera sju eller nio av dessa lober, som har tillgång till överarmsbenet och lårbenet, kotorna och till och med skallen. På grund av avsaknaden av diafragma flyttas luft genom att trycket i luftsäckarna ändras med hjälp av bröstmusklerna. Detta skapar undertryck i vingarna, vilket tvingar in luft i andningsorganen. Sådana handlingar är inte passiva. De kräver vissa muskelsammandragningar för att öka trycket på luftsäckarna och trycka ut luften.
Strukturen av andningsorganen hos fåglar innebär att bröstbenet höjs under processen. Fjäderlungor expanderar eller drar ihop sig inte som däggdjursorgan. Hos djur sker utbytet av syre och koldioxid i mikroskopiska säckar som kallas alveoler. Hos bevingade släktingar sker gasutbyte i väggarna i mikroskopiska rör som kallas luftkapillärer. Fåglarnas andningsorgan fungerar mer effektivt än hos däggdjur. De kan bära mer syre med varje andetag. Jämfört med djur med liknande vikt finns det långsammare andningshastigheter.
Hur andas fåglar?
Fåglar har tre olika uppsättningar av andningsorgan. Dessa är de främre luftsäckarna, lungorna och de bakre luftsäckarna. Under det första andetag passerar syre genom näsborrarna i korsningen mellan toppen av näbben och huvudet. Här värms, fuktas och filtreras den. Den köttiga vävnaden som omger dem kallas cere hos vissa arter. Flödet går sedan in i näshålan. Inandningsluften färdas längre ner i luftstrupen, eller luftröret, som delar sig i två luftrör. De förgrenar sig sedan i många banor i varje lunga.
Det mesta av vävnaden i detta organ är cirka 1800 små intilliggande tertiära bronkier. De leder till små luftkapillärer som flätas samman med blodkärl, där gasutbyte äger rum. Luftflödet går inte direkt till lungorna. Istället följer den in i stjärtsäckarna. En liten mängd passerar genom svansformationerna genom bronkerna,som i sin tur är uppdelade i mindre kapillärer i diameter. När fågeln andas in en andra gång, rör sig syre in i kranialluftssäckarna och tillbaka ut genom fisteln in i luftstrupen genom struphuvudet. Och slutligen genom näshålan och ut ur näsborrarna.
Komplext system
Fåglarnas andningsorgan består av parade lungor. De innehåller statiska strukturer på ytan för gasutbyte. Endast luftsäckarna expanderar och drar ihop sig, vilket tvingar syre att röra sig genom de orörliga lungorna. Inandningsluften förblir i systemet i två hela cykler innan den är helt förbrukad. Vilken del av fågelns andningsorgan är ansvarig för gasutbytet? Lungorna spelar denna viktiga roll. Luften som blåses ut där börjar lämna kroppen genom luftstrupen. Under det första andetag passerar avfallsgaserna in i de främre luftsäckarna.
De kan inte omedelbart lämna kroppen, för under det andra andetag kommer frisk luft åter in i både ryggsäckar och lungor. Sedan, under den andra utandningen, strömmar det första flödet ut genom luftstrupen, och färskt syre från de bakre säckarna kommer in i organen för gasutbyte. Strukturen hos fåglarnas andningsorgan har en struktur som gör att du kan skapa ett enkelriktat (ensidigt) inflöde av frisk luft ovanför ytan av det pågående gasutbytet i lungorna. Dessutom passerar detta flöde dit vid både inandning och utandning. Som ett resultat sker utbytet av syre och koldioxid kontinuerligt.
Systemeffektivitet
Funktioner i fåglarnas andningsorgan gör att du kan få den mängd syre som behövs för kroppens celler. Den stora fördelen är den enkelriktade karaktären och strukturen hos bronkerna. Här har luftkapillärerna en större total yta än till exempel hos däggdjur. Ju högre denna siffra, desto mer syre och koldioxid kan cirkulera i blodet och vävnaderna, vilket säkerställer en effektivare andning.
Luftsäckarnas struktur och anatomi
Fågeln har flera uppsättningar lufttankar, inklusive kaudal ventral och caudal thorax. Sammansättningen av kraniet inkluderar de cervikala, klavikulära och kraniala bröstsäckarna. Deras sammandragning eller expansion uppstår när den del av kroppen där de är placerade förändras. Kavitetens storlek styrs av muskelrörelser. Den största behållaren för luft är belägen inuti bukväggen och omger de organ som finns i den. I ett aktivt tillstånd, till exempel under flygning, behöver fågeln mer syre. Förmågan att dra ihop sig och expandera kroppshåligheter tillåter inte bara att snabbt driva mer luft genom lungorna, utan också att lätta vikten av den fjäderbeklädda varelsen.
Under flygningen skapar den snabba rörelsen av vingarna ett atmosfäriskt flöde som fyller luftsäckarna. Magmusklerna är till stor del ansvariga för processen i vila. Fåglarnas andningsorgan skiljer sig både strukturellt och funktionellt från däggdjurens. Fåglar har lungor - små, kompakta svampiga strukturer som bildas bland revbenen på vardera sidan av ryggraden i brösthålan. De täta vävnaderna i dessa bevingade organ väger lika mycket som de hos däggdjur med samma kroppsvikt, men upptar bara halva volymen. Friska individer tenderar att ha ljusrosa lungor.
Sång
Funktionerna hos fåglarnas andningsorgan är inte begränsade till andning och syresättning av kroppsceller. Detta inkluderar även sång, genom vilken kommunikation sker mellan individer. Visslande är ljudet som produceras av röstorganet som ligger vid basen av luftstrupens höjd. Liksom med däggdjursstruphuvudet, produceras det av vibrationer av luft som strömmar genom organet. Denna speciella egenskap tillåter vissa fågelarter att producera extremt komplexa vokaliseringar, upp till imitation av mänskligt tal. Vissa sångarter kan producera många olika ljud.
Stadier av andningscykler
Inandningsluften passerar genom två andningscykler. Till sin helhet består de av fyra stadier. En serie av flera inbördes relaterade steg maximerar friskluftskontakt med lungornas andningsyta. Processen är som följer:
- Det mesta av luften som andas in under det första steget passerar genom de primära bronkerna in i de bakre luftloberna.
- Det inhalerade syret rör sig från de bakre säckarna till lungorna. Det är här gasutbytet äger rum.
- Nästa gång fågeln andas in, mättsyreflödet rör sig från lungorna till de främre tankarna.
- Den andra utandningen trycker koldioxidberikad luft ut ur de främre säckarna genom bronkerna och luftstrupen tillbaka till atmosfären.
Högt syrebehov
På grund av den höga ämnesomsättningen som krävs för flygning finns det alltid ett stort behov av syre. Med tanke på i detalj vilken typ av andningsorgan fåglar har, kan vi dra slutsatsen: funktionerna i dess enhet hjälper ganska till att tillfredsställa detta behov. Även om fåglar har lungor, är de mest beroende av luftsäckar för ventilation, som utgör 15 % av deras totala kroppsvolym. Samtidigt har deras väggar inte en bra blodtillförsel, därför spelar de inte en direkt roll i gasutbytet. De fungerar som mellanhänder för att föra luft genom andningsorganen.
De bevingade har inget diafragma. Därför, istället för den regelbundna expansionen och sammandragningen av andningsorganen, som observeras hos däggdjur, är den aktiva fasen hos fåglar utandning, vilket kräver muskelkontraktion. Det finns olika teorier om hur fåglar andas. Många forskare studerar fortfarande processen. Strukturella egenskaper hos fåglars och däggdjurs andningsorgan sammanfaller inte alltid. Dessa skillnader tillåter våra bevingade bröder att ha de nödvändiga anpassningarna för att flyga och sjunga. Det är också en nödvändig anpassning för att upprätthålla en hög ämnesomsättning för alla flygande varelser.
