Способ дыхания у птиц

Энциклопедия владельца птицы

Доска объявлений

Дыхательная система птиц

1. Строение дыхательной системы
2. Дыхание
3. Газообмен

1.Строение дыхательной системы.

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.

Обозначения: 1 – трахея, 2 – правое легкое,
3 –задний воздушный мешок,
4 – дорзальный (со стороны спины) грудной мешок,
5 – вентральный (со стороны живота) грудной мешок,
6 – шейный мешок,7 – левое легкое.

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!

Подписи к картинке на английском (точный перевод). Rear air sacs – задние воздушные мешки Front air sacs – передние воздушные мешки Parts are inside the birds hollow bones – Воздушные мешки частично заполняют внутренние полости костей птиц Lung — лёгкое Mouth – ротовое отверстие Bloodflow — кровоток Airflow – поток воздуха Oxygen transfer – перенос кислорода Inside the bird lung (diagrammatic) – В лёгком птицы (диаграмма)

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

Дыхательная система птиц.

Дыхательная система птиц имеет свои особенности. Легкие птиц выглядят как плотные губчатые тела. Бронхи при входе в легкие, сильно разветвляются до самых тонких, глухо замкнутых бронхиол. Бронхиолы опутываются сетью капилляров – именно здесь и происходит газовый обмен. Некоторые крупные бронхи, не разветвляясь, выходят за пределы легких и образуют тонкостенные воздушные мешки, чей объем превышает объем легких во много раз. Воздушные мешки находятся между внутренними органами, а их ответвления проходят между мышцами, под кожу и в полости костей.

Само дыхание у птицы в состоянии покоя осуществляется при помощи изменения объема грудной клетки: грудина приближается или удаляется от позвоночника. Во время полета этот тип дыхания становится невозможным из-за работы грудных мышц, и дыхание становится двойным. На подъеме крыльев дыхательные мешки растягиваются, а воздух через ноздри с силой затягивается не только в легкие, но и дыхательные мешки. При опускании крыльев происходит выдох первой партии воздуха, которая вошла сразу в легкие.

Также воздушные мешки сжимаются, и воздух из них поступает в легкие, где вновь происходит газообмен. Такой тип дыхания получил название двойного дыхания. Этот процесс позволяет птице не задохнуться во время полета, а также предохраняет тело птицы от перегревания.

Источник

Органы дыхания птиц

Органы дыхания слагаются из воздухоносных путей, легких и воздушных мешков.

Воздухоносные пути начинаются парными носовыми отверстиями, расположенными у основания на дилювия; они ведут в носовую полость, двумя хоанами сообщающуюся с глоткой. В глотку воздух может поступать и через ротовое отверстие, а из глотки—в дыхательную щель, легко заметную у основания языка. От дыхательного горла начинается трахея—трубка с твердыми стенками, плотность которых обусловливается наличием очень большого числа поперечных колец, соединенных между собой более тонкой и мягкой тканью. Эти кольца состоят из гиалинового хряща; благодаря такому строению просвет трахеи никогда не замыкается.

Верхняя часть трахеи, прилежащая к дыхательной щели, превращена в верхнюю гортань (larynx) и поддерживается спереди и по бокам перетневидным хрящом, дорзальные элементы которого соединится с концами черпал овидных хрящей. Верхняя гортань у птиц не играет роли голосового аппарата, как у прочих позвоночных живот ных. Нижняя часть трахеи в грудной полости делятся на правую и левую ветви, на бронхи, которые погружаются в легкие . На месте соединения трахеи с бронхами находится характерный голосовой аппарат— нижняя гортань (syrinx, рис. 1 ).

Рис 1. Продольный (фронтальный) разрез нижней гортани черного дрозда.

b—полость переднего торакально-легочного мешка; bd — эластическая связка, соединяющая бронхи; BI , ВII, BIII—три первых бронхиальных кольца; li, l е —губы внутренняя и наружная; rate и rati —наружная и внутренняя голосовые перепонки; SI —полулунная перепонка; St—козелок; Т —трахеальные кольца; М—мускулатура.

Структура этого органа весьма интересна. У певчих птиц три-четыре нижних трахейных кольца превращаются в особое окостенение, образующее заметное расширение; три первых бронхиальных кольца широки и далеко расставлены (рис. 1 , BI—В III). Внутри весь аппарат поперек (дорзовен- трально) пересекает особый язычковидный выступ, так называемый козелок (pessulus; рис. 1 ), имеющий костную или хрящевую основу, а на конце сущий перепонку, или мембрану (membrana semilunaris; рис. 1 ) Внутренние части бронхиальных колец не имеют твердых скелетных образований; здесь у основания козелка натянуты внутренние голосовые перепонки (рис 1 m. t. i). Снизу, соединяя оба отдела бронхов под козелком, натянута ме ж бронхиальная перепонка (bronchidesmus). Внешние части бронхиальных колец соединены наружными голосовыми перепонками (рис 1 , m.t.e .).

Рис. 2. Расположение воздушных мешков в теле голубя.

1—шейный мешок; 2—межключичный мешок с придаточной полостью; 2, 3, 4— передний и задний грудные мешки; 5 и 6—левый и правый брюшные мешки; 7—трахея; 8-—легкое.

Наружные и внутренние голосовые перепонки при некотором сближении колец нижней гортани под влиянием особой мускулатуры вдаются в полость гортани навстречу друг другу и ограничивают просвет голосовой щели соответственного бронха. При этом в полость гортани резко выступают утолщенные богатые эластическими волокнами внутренние придатки внутренней и наружной перепонок, получившие наименование внутренней и наружной губ (рис 1 ).

Строение мускулатуры голосового аппарата бывает различной сложности. У птиц с более примитивно построенным голосовым аппаратом, например, у голубя, имеются расположенные с брюшной стороны трахеобронхиальные мышцы, а кроме них— стернотрахеальные, прикрепляющиеся к трахее и к грудной кости. У певчих птиц описываемая мускулатура значительно сложнее. Иногда наблюдаются специальные усложнения голосового аппарата. Так, у селезней уток кольца нижней части трахеи сближаются между собой и зачастую, раздуваясь, превращаются в настоящий костный барабан, служащий для усиления голосового звука. У лебедей, журавлей, цапель трахея, образуя сложные изгибы, помещается в полости грудинного гребня—явное приспособление для получения более мощного голосового звука.

Своеобразно построен голосовой аппарат эму, или австралийского страуса; у этой птицы стенки голосовой трубки продырявлены на протяжении нескольких сантиметров и сообщаются с особым подкожным мешком, лежащим под подбородком и способным раздуваться. Звуки, издаваемые как самцом, так и самкой эму, напоминают треск глухого барабана и особенно часто слышны в гнездовой период.

Легкие птиц, в частности, голубя, относительно малы, светлорозового цвета я губчатого строения. Легкие плотно прилежат к ребрам и скреплены соединительной тканью с задней стенкой грудной полости, форму которой и повторяют (рис. 2, 8). Погрузившись в ткань легкого, бронх дает обычно ответвления второго порядка (четыре, реже пять-шесть, вентральных и семь-десять дорзальных). Эти ответвления распадаются на легочные трубочки. Одни из них заканчиваются слепо, другие сообщаются между собой. Трубочки, переходящие в воздушные капилляры, служат для газообмена: в них обильно ветвятся кровеносные капилляры. Некоторые из бронхов выходят из легкого и раздуваются в тонкостенные воздушные мешки (рис. 2), среди которых насчитывают два шейных (1), м е жключичный (2), две-три пары груд них (2—4) и одну пару очень крупных брюшных (5—6). Изнутри мешки выстланы плоским эпителием, снаружи прикрыты слоем брюшины. Брюшные мешки и их отростки не только лежат между различными органами: ответвления этой сложной воздушной системы проникают даже внутрь костей, полых или пневматичных внутри.

Сообщение костей с дыхательными органами можно доказать следующим демонстративным опытом. У хлороформированного голубя или курицы перепиливают плечевую кость близ локтевого сустава. На отпиленный и освобожденный конец кости крепко навязывают резиновую трубку двойного балона. При накачивании воздух через полость плечевой кости поступает в воздушный мешок, проходит в легкое, проникает в бронхи, колеблет голосовые перепонки, которые начинают жалобно звучать. Для более наглядного знакомства с системой воздушных мешков делают надрез на трахее и вводят в нее конец канюли шприца и медленно инъецируют окрашенную гипсовую или желатиновую массу. При этом можно видеть, что красящее вещество насквозь прокрашивает тело птицы, проникая в промежутки между органами, мышцами и в полости костей.

Поперечная перегородка у птиц

Под легкими и над печенью поперек туловища расположена поперечная перепонка, состоящая ив соединительной ткани, богатой эластическими волокнами, и очень бедная мышечными элементами.

Эта пластинка, являющаяся гомологом диафрагмы млекопитающих, на спин ной стороне прикреплена к остистым отросткам задних спинных позвонков и к подвздошным костям, а спереди прирастает к брюшной спинке тела. В дыхательном процессе роль означенного образования чисто пассивная. При вдыхании объем грудной клетки не летящей птицы увеличивается в размере, и такое увеличение, несомненно, влечет за собой выпрямление диафрагмы, которая, вследствие на тяжения, становится плоской (вместо слегка выпуклой).

Механизм дыхания во время покоя птицы

Процесс дыхания птицы протекает различно в зависимости от того, находится ли птица в спокойном состоянии или летит в воздухе.

Прежде чем приступить к описанию дыхательных процессов, отметим тот важный факт, что воздух, взятый из воздушных мешков птицы, по содержанию кислорода и угольной кислоты почти не отличается от атмосферного. Далее следует указать, что дыхательные мешки чрезвычайно увеличивают объем дыхательного аппарата птицы.

Так, на 1 г веса тела голубя при начале акта вдыхания приходится 0,66 см 3 воздуха. Если принять во внимание эти данные, то становится ясно, какова должна быть энергия дыхания у птиц, а это обусловливает высокую температуру тела этих животных. Как мы сейчас увидим, значение дыхательных мешков в значительной мере сводится к вентиляции небольших легких птицы значительным количеством воздуха, годного для дыхания.

У сидящей птицы грудная клетка при дыхании расширяется благодаря движению вперед ребер и опусканию грудной клетки. При этом расширяется полость тела, и воздух, находящийся в воздушных мешках, разрежается. Пониженное давление компенсируется притоком свежего воздуха через дыхательные пути в легкие, причем часть легочного воздуха проникает в воздушные мешки. Выдыхание происходит при возвращении грудной клетки к исходному положению, т. е. при сближении грудины с позвоночником. Вследствие сокращения брюшных мышц при выдыхании воздушные мешки несколько сжимаются, и воздух из них устремляется в легкие, которые, таким образом, продуваются постоянным воздушным током.

Дыхание птиц при полете

Совершенно по -иному протекает дыхательный процесс у летящей птицы. При полете, вследствие напряжения грудных мышц, расстояние от позвоночника до грудины существенно не изменяется, т. е. грудина фиксирована неподвижно. Приросшие к грудной клетке легкие, сами по себе не эластичные, не в состоянии сокращаться. Тогда воздушные мешки вступают в свою роль насосов. При каждом опускании крыльев мышцы, заведующие этим движением, давят на грудную клетку и заставляют воздух выходить из воз душных мешков и легких наружу; при этом легкие продуваются воздухом, заключенным в воздушных мешках и, как мы уже видели, по своему составу не отличающимся от атмосферного. Когда крылья летящей птицы поднимаются и давление на грудную клетку и брюшину прекращается, воздух через ноздри или через слегка приоткрытый клюв всасывается в воздушные мешки, проходя при этом через легкие.

Побочные функции воздушных мешков

Помимо главной роли в дыхательном процессе птицы, воздушные мешки выполняют еще некоторые второстепенные функции: они способствуют сохранению тепла в теле птицы, заменяя в этом отношении подкожную жировую клетчатку, так как воздух, подобно жиру, плохой проводник тепла;. далее они облегчают тело птицы во время его полета, подобно эластичным надувным подушкам, и тем самым сберегают мускульную энергию; они ослабляют трение между внутренними органами; уменьшают удельный вес при плавании; усиливают давление на стенки яйцевода при откладывании яиц; наконец, воздушные мешки заменяют мышцы брюшного пресса, увеличивая внутри брюшное давление, что способствует дефекации птицы; при этом экскременты с силой выбрасываются наружу из клоаки.

Статья на тему Органы дыхания птиц

Похожие страницы:

Понравилась статья поделись ей

Источник