Fuglenes luftveier er unikt. Hos fugler går luftstrømmene bare i én retning, noe som ikke er karakteristisk for andre virveldyr. Hvordan kan du puste inn og ut gjennom ett luftrør? Løsningen er en fantastisk kombinasjon av unike anatomiske egenskaper og atmosfærisk flytmanipulasjon. Funksjoner i luftveiene til fugler bestemmer de komplekse mekanismene til luftsekkene. De finnes ikke hos pattedyr.
Fuglens luftveier: diagram
Prosessen hos bevingede dyr er noe annerledes enn hos pattedyr. I tillegg til lunger har de også luftsekker. Avhengig av arten, kan luftveiene til fugler inkludere syv eller ni av disse lappene, som har tilgang til overarmsbenet og lårbenet, ryggvirvlene og til og med hodeskallen. På grunn av mangel på membran flyttes luft ved å endre trykket i luftsekkene ved hjelp av brystmusklene. Dette skaper undertrykk i skovlene, og tvinger luft inn i luftveiene. Slike handlinger er ikke passive. De krever visse muskelsammentrekninger for å øke trykket på luftsekkene og presse luften ut.
Strukturen av luftveiene til fugler innebærer å heve brystbenet under prosessen. Fjærlunger utvider eller trekker seg ikke sammen som pattedyrsorganer. Hos dyr foregår utvekslingen av oksygen og karbondioksid i mikroskopiske sekker k alt alveoler. Hos bevingede slektninger foregår gassutveksling i veggene til mikroskopiske rør k alt luftkapillærer. Luftveiene til fugler fungerer mer effektivt enn hos pattedyr. De er i stand til å frakte mer oksygen med hvert pust. Sammenlignet med dyr med lignende vekt, er det langsommere pustehastigheter.
Hvordan puster fugler?
Fugler har tre forskjellige sett med luftveisorganer. Dette er de fremre luftsekkene, lungene og de bakre luftsekkene. Under det første åndedraget passerer oksygen gjennom neseborene i krysset mellom toppen av nebbet og hodet. Her varmes det opp, fuktes og filtreres. Det kjøttfulle vevet som omgir dem kalles cere hos noen arter. Strømmen beveger seg deretter inn i nesehulen. Den innåndede luften går videre ned i luftrøret, eller luftrøret, som deler seg i to bronkier. De forgrener seg deretter til mange stier i hver lunge.
Det meste av vevet i dette organet er omtrent 1800 små tilstøtende tertiære bronkier. De fører til små luftkapillærer som fletter seg sammen med blodkar, hvor gassutveksling finner sted. Luftstrømmen går ikke direkte til lungene. I stedet følger den inn i halesekkene. En liten mengde passerer gjennom haleformasjonene gjennom bronkiene,som igjen er delt inn i mindre kapillærer i diameter. Når fuglen inhalerer en gang til, beveger oksygen seg inn i kraniale luftsekker og tilbake ut gjennom fistelen inn i luftrøret gjennom strupehodet. Og til slutt gjennom nesehulen og ut av neseborene.
Kompleks system
Fuglenes luftveier består av sammenkoblede lunger. De inneholder statiske strukturer på overflaten for gassutveksling. Bare luftsekkene utvider seg og trekker seg sammen, og tvinger oksygen til å bevege seg gjennom de ubevegelige lungene. Den innåndede luften forblir i systemet i to hele sykluser før den er helt brukt opp. Hvilken del av fuglens luftveier er ansvarlig for gassutveksling? Lungene spiller denne viktige rollen. Luften som slippes ut der begynner å forlate kroppen gjennom luftrøret. Under det første åndedraget passerer avgassene inn i de fremre luftsekkene.
De kan ikke umiddelbart forlate kroppen, for under det andre pusten kommer frisk luft igjen inn i både ryggposer og lunger. Så, under den andre utåndingen, strømmer den første strømmen ut gjennom luftrøret, og friskt oksygen fra de bakre sekkene kommer inn i organene for gassutveksling. Strukturen til luftveiene til fugler har en struktur som lar deg skape en ensrettet (ensidig) tilstrømning av frisk luft over overflaten av den pågående gassutvekslingen i lungene. I tillegg passerer denne strømmen dit under både inn- og utpust. Som et resultat utføres utvekslingen av oksygen og karbondioksid kontinuerlig.
Systemeffektivitet
Funksjoner i luftveiene til fugler lar deg få den mengden oksygen som er nødvendig for cellene i kroppen. Den store fordelen er den ensrettede naturen og strukturen til bronkiene. Her har luftkapillærene større samlet overflate enn for eksempel hos pattedyr. Jo høyere dette tallet er, jo mer oksygen og karbondioksid kan sirkulere i blodet og vevet, noe som sikrer mer effektiv pust.
Struktur og anatomi av luftsekkene
Fuglen har flere sett med lufttanker, inkludert caudal ventral og caudal thorax. Sammensetningen av kraniet inkluderer cervical, clavicular og cranial thorax sacs. Deres sammentrekning eller utvidelse oppstår når den delen av kroppen de er plassert i endres. Størrelsen på hulrommet styres av muskelbevegelse. Den største beholderen for luft er plassert inne i veggen av bukhinnen og omgir organene som ligger i den. I aktiv tilstand, for eksempel under flukt, trenger fuglen mer oksygen. Evnen til å trekke seg sammen og utvide kroppshulene gjør det ikke bare mulig å raskt drive mer luft gjennom lungene, men også å lette vekten til den fjærkledde skapningen.
Under flyturen skaper den raske bevegelsen av vingene en atmosfærisk strømning som fyller luftsekkene. Magemusklene er i stor grad ansvarlige for prosessen mens de er i ro. Luftveiene til fugler skiller seg både strukturelt og funksjonelt fra pattedyrenes. Fugler har lunger - små, kompakte svampete strukturer dannet blant ribbeina på hver side av ryggraden i brysthulen. Det tette vevene til disse bevingede organene veier like mye som de til pattedyr med lik kroppsvekt, men opptar bare halvparten av volumet. Friske individer har en tendens til å ha lyserosa lunger.
Singing
Funksjonene til fuglenes luftveier er ikke begrenset til pust og oksygenering av kroppsceller. Dette inkluderer også sang, der kommunikasjon skjer mellom individer. Plystring er lyden som produseres av vokalorganet som ligger ved bunnen av luftrørets høyde. Som med pattedyrsstrupehodet, produseres det av vibrasjonen av luft som strømmer gjennom organet. Denne særegne egenskapen lar noen fuglearter produsere ekstremt komplekse vokaliseringer, opp til etterligning av menneskelig tale. Noen sangarter kan produsere mange forskjellige lyder.
stadier av pustesykluser
Den innåndede luften passerer gjennom to respirasjonssykluser. I sin helhet består de av fire stadier. En serie med flere innbyrdes beslektede trinn maksimerer frisk luftkontakt med luftveiene til lungene. Prosessen er som følger:
- Det meste av luften som inhaleres under det første trinnet passerer gjennom de primære bronkiene inn i de bakre luftlappene.
- Det inhalerte oksygenet beveger seg fra de bakre sekkene til lungene. Det er her gassutveksling finner sted.
- Neste gang fuglen puster inn, mettoksygenstrømmen beveger seg fra lungene til de fremre tankene.
- Den andre utåndingen skyver karbondioksid-anriket luft ut av de fremre posene gjennom bronkiene og luftrøret tilbake til atmosfæren.
Høyt oksygenbehov
På grunn av den høye metabolske hastigheten som kreves for å fly, er det alltid stor etterspørsel etter oksygen. Når vi vurderer i detalj hva slags luftveier fugler har, kan vi konkludere: funksjonene til enheten hjelper ganske godt til å tilfredsstille dette behovet. Selv om fugler har lunger, er de mest avhengige av luftsekker for ventilasjon, som utgjør 15 % av deres totale kroppsvolum. Samtidig har veggene deres ikke god blodtilførsel, derfor spiller de ikke en direkte rolle i gassutvekslingen. De fungerer som mellomledd for å flytte luft gjennom luftveiene.
De bevingede har ingen membran. Derfor, i stedet for den vanlige utvidelsen og sammentrekningen av åndedrettsorganene, som observeres hos pattedyr, er den aktive fasen hos fugler utånding, som krever muskelsammentrekning. Det finnes ulike teorier om hvordan fugler puster. Mange forskere studerer fortsatt prosessen. Strukturelle trekk ved luftveiene til fugler og pattedyr er ikke alltid sammenfallende. Disse forskjellene gjør at våre bevingede brødre kan ha de nødvendige tilpasningene for å fly og synge. Det er også en nødvendig tilpasning for å opprettholde et høyt stoffskifte for alle flygende skapninger.
