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
2. Особенности органов дыхания птиц
Аппарат дыхания обеспечивает обмен кислорода и углекислого газа в процессе внешнего дыхания, тем самым участвует в регуляции энергетического обмена, в водно-солевом обмене. Он состоит из воздухоносных путей (носовой полости, верхней и нижней гортани, бронхов и воздухоносных мешков) и респираторных, расположенных в легких. В воздухоносных путях воздух согревается, увлажняется, очищается, анализируется, депонируется, происходит образование звуков. В респираторных отделах легких происходит газообмен.
Носовая полость находится в верхней части клюва, короткая и узкая, сдавлена сзади глазными яблоками. Вход в нее образован двумя ноздрями, расположенными около основания клюва. У куриных ноздри овальные, окружены перьями, изнутри прикрыты роговой пластинкой – носовым клапаном. У гусиных ноздри щелевидные, окружены восковицей.
Носовая полость делится на две половины сошником и носовой перегородкой. У гусиных в ее передней части имеется овальное отверстие, соединяющие правую и левую половины носовой полости и ноздри. Такие ноздри называются проходимыми. У куриных такого отверстия нет и ноздри называются непроходимыми.
В носовую полость открываются протоки трех парных застенных желез: носовой, орбитальной и слезной.
Верхняя гортань образована перстневидным и двумя черпаловидными хрящами. Перед гортанной щелью расположена поперечная складка слизистой оболочки, заменяющая надгортанник.
Трахея – полая трубка длиной 16-27 см, лежащая в области шеи и передней части полости тела. Состоит у куриных из 140-200 костно-хрящевых колец, соединенных фиброзно-эластичными прослойками. Трахея часто длиннее шеи, в результате чего образует изгибы в нижней части тела (гусь, журавль) или петли, уложенные вдоль грудной кости (лебедь). Петли часто окостеневают и служат дополнительным резонатором, придающим голосу птиц громкость и звучность.
Стенка трахеи состоит из слизистой, фиброзно-хрящевой и адвентициальной оболочек. Хрящевая оболочка построена из гиалинового хряща, который с возрастом окостеневает. У водоплавающих окостенение начинается раньше и протекает интенсивнее.
Перед впадением в легкие трахея делится на два главных бронха (бифуркация), которые по строению почти не отличаются от трахеи.
Нижняя (певчая) гортань – syrinx – голосовой орган птицы, расположена в грудной полости в месте бифуркации, окружена со всех сторон межключичным воздухоносным мешком.
Строение певчей гортани сильно различается у разных видов птиц. Половые внутривидовые особенности строения слабо выражены, за исключением уток. У селезня имеется специальная резонаторная барабанная полость, образованная обширной выпуклостью основания трахеи с левой стороны и левого бронха. Изнутри полость пронизана эластичными мембранами.
Легкие — парный орган небольшого размера, ярко-розового цвета, губчатой консистенции. Легкие – компактный орган, воздухоносные пути которого представлены бронхами первого, второго и третьего порядков, а респираторные отделы – легочными дольками.
Форма легких зависит от формы грудной клетки.
Воздухоносные мешки — sacci pneumatici – тонкостенные мешкообразные выросты некоторых бронхов (экзобронхов), находящиеся за пределами легких. От каждого легкого отходит по пять воздухоносных мешков: шейный, межключичный, передний и задний грудные и брюшной.
Функции воздухоносных мешков разнообразны:
1. Они являются резервуарами воздуха;
2. Обеспечивают двойное дыхание, чем усиливают окислительно-восстановительные процессы, что определяет более высокую температуру тела;
3. Способствуют более активному засасыванию воздуха при полете как при вдохе, так и при выдохе.
4. Участвуют в водном обмене, испаряя при выдохе излишки влаги, что в значительной степени заменяет отсутствующие у птиц потовые железы;
5. Участвуют в терморегуляции, понижая внутреннюю температуру тела;
6. Служат амортизационными подушками, предохраняющие внутренние органы от механических повреждений, облегчают массу тела;
7. Вместе и жировыми подушками создают теплоизолирующую прослойку,
8. Являются резонаторными камерами, особенно межключичный воздухоносный мешок, усиливающими голос.
Источник
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
Зачем двойное дыхание птицам, каков механизм двойного дыхания?
Тип дыхания птиц отличается от других наземных животных — им свойственно двойное дыхание, которое становится возможным благодаря воздушным мешкам.
Воздушные мешки — выросты стенок бронхов, представляющие собой тонкостенные, заполняющиеся воздухом полости. Смысл двойного дыхания птиц заключается в том, что газообмен в легких осуществляется и на вдохе, и на выдохе.
Как возможно, чтобы газообмен шел на выдохе? — спросите вы. На самом деле все просто: во время выдоха воздух выходит из задних воздушных мешков, и, попадая в легкие, отдает крови кислород, а сам насыщается углекислым газом. Все это ради полета — крайне сложного двигательного акта, в ходе которого тканям и органам требуется много кислорода.
P.S. Мы нашли статью, которая относится к данной теме, изучите ее — Класс птицы 😉
P.S.S. Для вас готов следующий случайный вопрос. Мы сами не знаем, но вас ждет что-то интересное!
© Беллевич Юрий Сергеевич 2018-2023
Текст и опубликованные материалы являются интеллектуальной собственностью Беллевича Юрия Сергеевича. Копирование, распространение (в том числе путем копирования на другие сайты и ресурсы в Интернете) или любое иное использование информации и объектов без предварительного согласия правообладателя преследуется по закону. Для получения материалов вопроса и разрешения их использования, обратитесь, пожалуйста, к Беллевичу Юрию.
Источник