Двойное дыхание птиц: особенности газообмена
Дыхательная система птиц своеобразна, она адаптирована к регулярным полетам. Лучшему газообмену в организме пернатых способствует двойное дыхание, сложившееся в результате эволюционных преобразований.
Верхние дыхательные пути
Путь воздуха в организме птиц начинается с гортанной щели, через которую он попадает в трахею. Часть ее, находящаяся сверху – гортань. Ее называют верхней, никакой роли в звукообразовании она не играет. Голос птиц возникает в нижней гортани, которая есть исключительно у птиц. Находится она там, где трахея делится на два бронха, и представляет собой расширение, которое поддерживается кольцами из костей.
Внутри самой гортани расположены прикрепленные к стенкам голосовые перепонки. Под действием певчих мышц они меняют конфигурацию, что приводит к большому разнообразию издаваемых звуков. Внутренние голосовые перепонки находятся ниже того места, где делится трахея.
Верхние дыхательные пути важны для регуляции температуры тела. Жара приводит к тому, что птица дышит часто и неглубоко. Кровеносные сосуды, расположенные во рту и глотке, расширяются. В результате организм птицы охлаждается, отдавая тепло выдыхаемому воздуху.
Легкие и воздушные мешки
Строение легких птиц отлично от земноводных и пресмыкающихся, у которых они напоминают пустые мешки. У пернатых представителей фауны этот орган прикреплен к задней части грудной клетки. По составу он напоминает плотную губку. Разветвленные бронхи имеют перемычки – парабронхи с большим количеством тупиковых каналов (бронхиолей), которые оплетены густой сетью капилляров.
Некоторые бронхи после ветвления переходят в большие воздушные мешки с тонкими стенками. Их объем намного больше, чем у легких. У птиц несколько воздушных мешков:
Каналы идут под кожу и соединяются с пневматичными костями.
Двойное дыхание существует именно благодаря воздушным мешкам. С их помощью во время полета определяется механизм дыхания.
Двойное дыхание
Отдыхающая птица, которая сидит, осуществляет обновление воздуха в легких путем работы мышц. При опускании грудины богатый кислородом газ засасывается в дыхательный орган. Обратным движением мышц воздух выталкивается наружу. Легкие также помогают нагнетать кислород.
Птица, которая ходит или лазает, подключает к работе воздушные мешки, расположенные в брюшине. На них оказывают давление верхние части ног.
В полете значимость воздушных мешков возрастает многократно, потому что происходит процесс двойного дыхания птицы. Поэтапно он выглядит следующим образом:
- Крылья поднимаются, растягивая воздушные мешки.
- Воздух нагнетается в легкие.
- Часть газа, не задерживаясь, проходит в воздушные мешки, не теряя кислород. В этом органе газообмен не происходит.
- Крылья опускаются, на выдохе через легкие проходит газ богатый кислородом из воздушных мешков.
Явление, при котором кровь насыщается кислородом на вдохе и выдохе, получило название двойное дыхание. У него большое значение в жизни птиц. Дыхание учащается с ростом интенсивности взмахов крыльев.
Другие особенности дыхания
Двойное дыхание характерно для птиц, однако у некоторых количество взмахов и дыхательных движений не совпадает. Однако определенные этапы этих процессов соответствуют по времени. Наличие воздушных мешков помогает предотвратить перегрев птиц в полете, потому что холодный воздух обтекает тело изнутри. С их помощью уменьшается плотность тела и трение органов друг об друга. Частота дыхательных движений отличается у разных видов. Объем воздушных мешков на порядок больше, чем легких.
Источник
Дыхание птиц
Грудная клетка птиц отличается сильно развитой грудной костью, к которой прикрепляется большая масса летательных мышц. Грудная кость простирается далеко назад до таза и производит большие движения, что допускают дополнительные ребра, преобразованные из реберных хрящей. Размахи грудины заменяют птицам отсутствие диафрагмы.
Легкие птиц
Легкие птиц относительно невелики и лежат между ребрами высоко у позвоночника и плотно с ними срастаются. Поэтому каждое передвижение ребер влечет за собою некоторое расширение или спадение легких.
Воздушные мешки птиц
Строение
Трахея разветвляется на два бронха, которые пронизывают паренхиму легких и открываются в воздухоносный мешок, имеющий много складок, свободно располагающихся между петлями тонких кишок. Внутри легких от этого бронха отходит ответвление, которое оканчивается в заднем грудном воздушном мешке, расположенном в боковой части грудобрюшной полости, и прочно фиксированным между внутренностями и грудной клеткой (рис. 77). Такой же мешок есть и спереди — передний грудной мешок. Имеются кроме того множественные мелкие мешки, образующие, например, целую пневматическую подушку вокруг сердца. Все они наполняются воздухом от бронхов, больших и мелких, ответвляющихся от главных бронхов. От некоторых мешочков, расположенных в области плечевого пояса или в тазовой области, отходят отростки, проникающие в кости. Все мешки составляют общую систему, связанную между собой. Если, например, в опыте перевязать птице трахею и обломить бедро или плечевую кость, то через перелом птица может свободно и долго дышать.
На этой странице материал по темам:
Источник
Воздушные мешки
Возду́шные мешки́, наполненные воздухом слепые выпячивания дыхательных путей или передних отделов пищеварительного тракта у многих позвоночных животных . В газообмене не участвуют. У самцов ряда видов бесхвостых амфибий голосовые воздушные мешки – парные или непарные выросты задней части ротоглоточной полости, играют роль звуковых резонаторов. Воздушные мешки у змей и некоторых ящериц образованы слепыми выростами лёгких . Они способствуют усилению вентиляции: благодаря воздушным мешкам воздух прогоняется через лёгкие попеременно и на вдохе, и на выдохе. У крокодилов воздушные мешки образованы выростами носовых ходов и евстахиевых труб и находятся внутри большинства черепных костей (пневматизация черепа). Наиболее сильно развиты воздушные мешки у птиц (5 пар): брюшные отходят от главных бронхов и располагаются между органами брюшной полости ; остальные являются внелёгочными продолжениями вторичных бронхов (шейные, которые лежат вдоль пищевода , межключичные, передние грудные расположены на брюшной стороне грудной клетки, задние грудные – на её спинной стороне). Главная функция воздушных мешков у птиц – вентиляция лёгких, объём которых практически не изменяется при дыхательных движениях грудной клетки, и действие дыхательного насоса полностью определяется изменениями объёма воздушных мешков. В полёте дыхательные движения синхронизируются со взмахами крыльев (сжатие некоторых воздушных мешков происходит при сокращении мышц , опускающих крылья). Кроме того, воздушные мешки участвуют в терморегуляции , уменьшают удельный вес тела птиц при плавании и нырянии. У ряда видов имеются глоточно-носовые воздушные мешки, выросты которых проникают в кости черепа , под кожу и частично в передние конечности . У млекопитающих воздушные мешки представлены парными выростами евстахиевых труб, расположенными на шее ( непарнокопытные , даманы), выпячиваниями гортани – голосовыми мешками, служащими звуковыми резонаторами, выпячиваниями трахеи (у самцов полосатого тюленя ) и пищевода (у самцов моржа ); у кашалота воздушные мешки (объёмом до 1 м 3 ) открываются в дыхало и служат резервуаром для вмещения дополнительного запаса воздуха при нырянии.
У растений воздушные мешки образуются в пыльцевых зёрнах при расхождении слоёв их оболочки. Характерны для многих ветроопыляемых растений (в основном хвойных ).
Иорданский Николай Николаевич . Первая публикация: Большая российская энциклопедия, 2006.
- Научно-образовательный портал «Большая российская энциклопедия»
Свидетельство о регистрации СМИ ЭЛ № ФС77-84198,
выдано Федеральной службой по надзору в сфере связи, информационных технологий и массовых коммуникаций (Роскомнадзор) 15 ноября 2022 года.
ISSN: 2949-2076 - Учредитель: Автономная некоммерческая организация «Национальный научно-образовательный центр «Большая российская энциклопедия»
Главный редактор: Кравец С. Л.
Телефон редакции: +7 (495) 917 90 00
Эл. почта редакции: secretar@greatbook.ru
- © АНО БРЭ, 2022 — 2023. Все права защищены.
- Условия использования информации. Вся информация, размещенная на данном портале, предназначена только для использования в личных целях и не подлежит дальнейшему воспроизведению.
Медиаконтент (иллюстрации, фотографии, видео, аудиоматериалы, карты, скан образы) может быть использован только с разрешения правообладателей. - Условия использования информации. Вся информация, размещенная на данном портале, предназначена только для использования в личных целях и не подлежит дальнейшему воспроизведению.
Медиаконтент (иллюстрации, фотографии, видео, аудиоматериалы, карты, скан образы) может быть использован только с разрешения правообладателей.
Источник