Наличие воздушных мешков птицы

4. Дыхательная система Птиц. «Двойное дыхание»

Воздух проходит через ноздри в дыхательные пути : носовую полость, гортань, трахею, бронхи — и далее в лёгкие и воздушные мешки .

• носовая полость;
• гортань (верхняя и нижняя (певчая), выполняющая функцию голосового аппарата);
• трахея;
• бронхи.

Газообмен происходит в ветвящихся бронхиолах лёгких. Лёгкие птиц отличаются сложным губчатым строением.

Бронхи, заходя в лёгкие, многократно ветвятся и заканчиваются в полостях, а некоторые, выйдя из лёгких, расширяются, образуя воздушные мешки.

На концах части бронхов образуются тонкостенные полости — воздушные мешки, которые располагаются между внутренними органами и внутри костей.

• участвуют в дыхании при полёте (двойное дыхание);
• обеспечивают охлаждение организма в полёте;
• уменьшают плотность и массу тела.

Когда птица находится в состоянии покоя (не в полёте), дыхание происходит без участия воздушных мешков.

В полёте воздух, насыщенный кислородом, проходит через лёгкие птиц \(2\) раза — при вдохе и при выдохе (при выдохе он перемещается в лёгкие из воздушных мешков). Такой механизм дыхания птиц называется двойным дыханием .

трахея — бронхи — задние воздушные мешки — лёгкие (газообмен!) — передние воздушные мешки — трахея — выход воздуха наружу.

Источник

Энциклопедия владельца птицы

Дыхательная система птиц считается одной из самых сложных среди всех групп животных. Дыхательные пути птиц начинаются с ноздрей, продолжаются в носовую полость и верхнюю гортань, за гортанью следует трахея, длина и количество хрящевых колец в которой у разных птиц сильно варьируют, затем в месте разветвления трахеи на два бронха находится нижняя гортань птиц (сиринкс), которая является основным голосовым аппаратом птиц. Бронхи, войдя в легкое, переходят во вторичные бронхи, частично выходящие за пределы легкого и образующие воздушные мешки, располагающиеся в различных частях тела птицы. Вторичные бронхи сообщаются между собой многочисленными парабронхами, оплетенными сетью кровеносных капилляров.

Рис. 1. Строение дыхательной системы птиц.

1 – трахея, 2 – главный бронх,
3 – вторичные бронхи, 4 – парабронхи,
5 – брюшной мешок,
6 – дорзальный (со стороны спины) грудной мешок,
7 – вентральный (со стороны живота) грудной мешок,
8 – плечевая кость, 9 – шейный мешок,
10 – межключичный мешок с выростами,
11 – к воздушному мешку в грудине,
12 – выросты шейных позвонков.

Лёгкие устроены таким образом, что воздух проходит через них насквозь. При вдохе только 25 % наружного воздуха остаётся непосредственно в лёгких, а 75 % проходит через них и попадает в специальные воздушные мешки.
Воздушные мешки расположены в промежутках между органами, под кожей и даже внутри полых костей. Существует пять пар воздушных мешков и один непарный. Их так же разделяют на передние и задние. Передние: шейные, межключичные и переднегрудные, задние: заднегрудные, брюшные и межключичный (непарный). Задние мешки больше передних. Воздушные мешки — единственная эффективная система охлаждения птиц. Находясь в самых «горячих местах», между работающими мышцами и вокруг них, в брюшной полости и т.д., воздушные мешки наполняются воздухом, имеющим температуру окружающей среды (а учитывая высокую температуру у птиц, которая у разных видов колеблется от 38 до 43,5 град.C , температура среды в большинстве случаев будет ниже), при этом происходит испарение жидкости со стенок мешков, что способствует охлаждению их стенок. Таким образом осуществляется охлаждение тела. В полете, когда усиливается мышечная работа, а значит и теплопродукция, учащается работа сердца и усиливается внешнее дыхание — усиление дыхания будет способствовать интенсивной теплоотдаче. Воздушные мешки также могут являться и термоизоляторами, предотвращая теплообмен между тканями, которые они разделяют, например внутренними органами и покровными тканями. Благодаря воздушным мешкам, средняя плотность тела птицы в 2-4 раз меньше, чем у млекопитающего.

Рис.2. Система дыхания птиц

Основная особенность дыхания птиц – легкие, не подлежащие растяжению, заключенные в жесткую грудную клетку, которая не меняет своего объема. Поэтому легкие продуваются воздухом через систему бронхов, а движение воздуха обеспечивается изменением объема дыхательных мешков.

2. Дыхание.

Воздух при вдохе по трахее и первичным бронхам попадает преимущественно в задние дыхательные мешки, а при выдохе продвигается в легкие. При втором вдохе воздух из легких попадает в передние мешки, при втором выдохе воздух выходит наружу.
Примечательно, что в дыхательных путях птиц не обнаружено никаких клапанов, поэтому все причудливые движения воздуха происходят по законам гидродинамики. Такая система дыхания называется «двойным дыханием».

Рис. 3. Дыхание птиц.
Движение воздуха при вдохе
и выдохе по дыхательной системе.

3. Газообмен.

Интенсивности газообмена способствует наличие противоточной системы кровообращения в легких птиц, т.е. кровь и воздух движутся в противоположных направлениях друг другу. Из-за этого более «свежие» порции воздуха контактируют с более артериальной кровью, что обеспечивает эффективный газообмен. Птицы извлекают из 1 литра воздуха 40 мл кислорода (млекопитающие — 30 мл), при этом напряженность кислорода в артериальной крови больше, а двуокиси углерода меньше, чем в выдыхаемом воздухе!

Обозначения: 1 – задние дыхательные мешки,
2 – легкое, 3 – передние дыхательные мешки.
В верхнем правом углу «Транспорт кислорода»:
Airflow – направление движения воздуха,
Bloodflow – направление движения крови.

Частота дыхательных движений, как и частота сердечных сокращений, тем больше, чем меньше масса птицы. У утки кряквы в покое — 10-16, у мелких воробьиных — 60-100 дыхательных движений в минуту. Средняя ЧДД волнистого попугая в минуту — 68-85.
В связи с особенностями строения дыхательной системы, птицы более чувствительны к токсичным газам и чаще подвергаются простудным заболеваниям, чем млекопитающие. Многие птицы не переносят сквозняков.

Список литературы.
Печатные издания:
1. Ruben J. et al. (1997). Lung Structure and Ventilation in Theropod Dinosaurs and Early Birds,
Science 278 (5341):1267–1270.
2. Зоология позвоночных: учеб. для студ. высш. учеб. заведений/ В.М. Константинов, С.П. Шаталова. — М. : Гуманитар. изд. центр ВЛАДОС, 2004. — 527 с.: ил.
3. Биология: пособие для подготовительных отделений и поступающих в ВУЗы. ред. Н.П. Соколова. М: Высшая школа, 1994.
4. Биологический энциклопедический словарь/ гл. ред. М.С. Гиляров; Редкол.: А.А. Баев, Г.Г. Винберг, Г.А. Заварзин и др. – 2-е изд., исправл. – М.: Сов. Энциклопедия, 1989. – 864 с., ил., 30л. ил.

Все материалы данного сайта, в том числе структура расположения информации и графическое оформление (дизайн), являются объектами авторского права. Копирование информации на сторонние ресурсы и сайты сети Интернет, а также любое иное использование материалов сайта без предварительного согласия правообладателя НЕ ДОПУСКАЕТСЯ.

При копировании материалов сайта (в случае получения согласия правообладателя), размещение активной индексируемой гиперссылки на сайт обязательно.

Источник

Строение дыхательной системы птиц

Сложная дыхательная система птиц вызывает восхищение и интерес не только у специалистов. Впрочем, причины ее формирования в ныне существующем виде вполне очевидны, ведь у пернатых энерго- и газообмен должны проходить особенно интенсивно. По этой причине их организмы функционируют так, чтобы в полной мере удовлетворять эти потребности, хотя принцип их работы далеко не всегда удается понять с первого раза.

Из чего состоит система дыхания

Дыхательная система у пернатых включает 7 отделов, к которым относят ротовую и носовую полости, затем верхнюю гортань (или фаринкс), трахею, нижнюю гортань (или сиринкс), а также бронхи, легкие и наконец легочные мешки.

Трахея представлена в единственном числе. Есть ответвление, по которому в легкие отводится часть поглощаемого на вдохе воздуха. Трахея используется для выведения отработанного воздуха и для наполнения воздушных мешков. При пении или имитации звуков выполняет роль резонатора и увеличивается в объеме. У небольших птиц размер трахеи столь внушителен (относительно тела), что они резонируют целиком.

Сиринкс также называется певчей гортанью, поскольку задействуется не во время дыхания, а при пении.

Бронхи представляют собой сильно разветвленный орган, расположенный при входе в легкие.

Строение легких и воздушных мешков

Легкие по форме удлиненные, светло-красного цвета, не эластичны и располагаются несвободно (их верхняя поверхность, обращенная к спине, вдавлена между ребрами). Они напоминают плотные губчатые тела (такая структура увеличивает поверхность органа). Мельчайшие элементы представляют собой тонкие, замкнутые наглухо бронхиолы, каждая из которых опутана капиллярами. В этой части дыхательная система птиц осуществляет газообмен.

Воздушные (легочные) мешки представляют собой крупные, не разветвившиеся бронхи, вышедшие за пределы легких и преобразовавшиеся в полости с тонкими стенками. Они вместительнее главного органа.

Легочные мешки располагаются между внутренними органами, часть их ответвлений находится в костных полостях, среди мышц и под кожей.

Количество воздушных мешков у пернатых не ограничено. Например, есть черепные полости, спинные, грудные и так далее. Но число основных мешков обычно равняется 9 (4 пары и 1 непарный). Именно благодаря их наличию тело птицы оказывается достаточно легким для продолжительных полетов.

Почему воздушные мешки делают дыхание уникальным

Процесс выполнения вдоха и выдоха у птиц сложнее, чем у других живых существ, и предполагает сквозное прохождение воздуха через легкие, внутри которых остается лишь 25% поглощенного газа. Остальное поступает в воздушные полости. Оставшийся неиспользованным кислород поглощается легкими в момент выдоха.

Такая система именуется двойным дыханием, и она характерна только для птиц. Также она объясняет основной парадокс, связанный с малым размером и плохой подвижностью легких у пернатых, которым требуется дышать куда активнее, чем млекопитающим.

Основной резервуар с кислородом у птиц – это воздушные мешки, наличие которых позволяет довольствоваться легкими практически любой величины и степени подвижности.

Особенности процесса дыхания

Строение дыхательной системы птиц таково, что движение воздуха в ней обеспечивается не диафрагмой, а путем изменения давления газа в мешках. Оно происходит при растяжении и сжатии грудных мышц.

Интересно, что использованный воздух выводится из организма пернатых с задержкой. После очередного выдоха продукты газообмена направляются в воздушный мешок, расположенный впереди, между легкими и трахеей. Там он остается до тех пор, пока не начнется следующий выдох. Лишь после этого ненужный газ полностью выводится наружу.

Дыхание становится особенно интенсивным при полете. Нагнетание кислорода в легочные полости и выведение продуктов газообмена происходит автоматически в момент взмаха крыльев.

То есть птицы, активно машущие крыльями, дышат глубже находящихся в состоянии покоя.

Связь с другими системами и органами

Наличие воздушных мешков отражается не только на дыхательной системе птиц. В числе прочего они помогают:

• делать тело легче,
• задавать правильное положение тела во время полета,
• избавляться от излишков тепла,
• защищать от повреждений внутренние органы, играя роль амортизаторов,
• увеличивать плавучесть (у водоплавающих видов).

Кроме того, при их участии газообмен осуществляется более эффективно, чем у млекопитающих или рептилий с амфибиями. Это связано с тем, что поступление свежего воздуха не прекращается даже во время выдоха.

Надеемся, что вам было интересно прочесть о том, как дышат птицы. Если это так, то делитесь ссылкой на статью с друзьями, ставьте лайки и обязательно пишите комментарии по теме.

Источник