Dihalni sistem ptic je edinstven. Pri pticah gredo zračni tokovi samo v eno smer, kar za druge vretenčarje ni značilno. Kako lahko vdihnete in izdihnete skozi en sapnik? Rešitev je neverjetna kombinacija edinstvenih anatomskih lastnosti in manipulacije atmosferskega toka. Značilnosti dihalnega sistema ptic določajo zapletene mehanizme zračnih vrečk. Niso prisotni pri sesalcih.
Dihalni sistem ptic: diagram
Proces pri krilatih živalih je nekoliko drugačen kot pri sesalcih. Poleg pljuč imajo tudi zračne vrečke. Odvisno od vrste lahko dihalni sistem ptic vključuje sedem ali devet od teh rež, ki imajo dostop do nadlahtnice in stegnenice, vretenc in celo lobanje. Zaradi pomanjkanja diafragme se zrak premika s spreminjanjem tlaka v zračnih vrečah s pomočjo prsnih mišic. To ustvarja podtlak v lopaticah, ki potiska zrak v dihalni sistem. Takšna dejanja niso pasivna. Potrebujejo določene mišične kontrakcije, da povečajo pritisk na zračne vrečke in iztisnejo zrak.
Zgradba dihalnega sistema ptic vključuje dviganje prsnice med procesom. Pljuča iz perja se ne širijo ali krčijo kot organi sesalcev. Pri živalih izmenjava kisika in ogljikovega dioksida poteka v mikroskopskih vrečkah, imenovanih alveoli. Pri krilatih sorodnikih poteka izmenjava plinov v stenah mikroskopskih cevi, imenovanih zračne kapilare. Dihalni organi ptic delujejo učinkoviteje kot pri sesalcih. Z vsakim vdihom so sposobni prenašati več kisika. V primerjavi z živalmi podobne teže je dihanje počasnejše.
Kako ptice dihajo?
Ptice imajo tri različne sklope dihalnih organov. To so sprednje zračne vrečke, pljuča in zadnje zračne vrečke. Med prvim vdihom kisik prehaja skozi nosnice na stičišču med vrhom kljuna in glavo. Tukaj se segreje, navlaži in filtrira. Mesnato tkivo, ki jih obdaja, se pri nekaterih vrstah imenuje cere. Nato se tok premakne v nosno votlino. Vdihani zrak potuje naprej v sapnik ali sapnik, ki se razdeli na dva bronha. Nato se razcepijo na številne poti v vsakem pljuču.
Večina tkiva tega organa je približno 1800 majhnih sosednjih terciarnih bronhijev. Vodijo do drobnih zračnih kapilar, ki se prepletajo s krvnimi žilami, kjer poteka izmenjava plinov. Zračni tok ne gre neposredno v pljuča. Namesto tega sledi v repne vrečke. Majhna količina prehaja skozi repne formacije skozi bronhije,ki pa so v premeru razdeljene na manjše kapilare. Ko ptica drugič vdihne, se kisik premakne v lobanjske zračne vrečke in nazaj skozi fistulo v sapnik skozi grlo. In končno skozi nosno votlino in iz nosnic.
kompleksni sistem
Dihalni sistem ptic je sestavljen iz parnih pljuč. Vsebujejo statične strukture na površini za izmenjavo plinov. Le zračne vrečke se širijo in krčijo, zaradi česar se kisik premika skozi nepremična pljuča. Vdihani zrak ostane v sistemu dva popolna cikla, preden se popolnoma porabi. Kateri del ptičjega dihalnega sistema je odgovoren za izmenjavo plinov? To pomembno vlogo imajo pljuča. Tam izčrpani zrak začne zapuščati telo skozi sapnik. Med prvim vdihom odpadni plini prehajajo v sprednje zračne vrečke.
Ne morejo takoj zapustiti telesa, saj med drugim vdihom svež zrak spet vstopi tako v hrbtne vreče kot v pljuča. Nato med drugim izdihom prvi tok izteče skozi sapnik, svež kisik iz zadnjih vrečk pa vstopi v organe za izmenjavo plinov. Struktura dihalnega sistema ptic ima strukturo, ki vam omogoča, da ustvarite enosmerni (enostranski) dotok svežega zraka nad površino tekoče izmenjave plinov v pljučih. Poleg tega ta tok prehaja tja tako med vdihom kot izdihom. Posledično se izmenjava kisika in ogljikovega dioksida izvaja neprekinjeno.
Učinkovitost sistema
Lastnosti dihalnega sistema ptic vam omogočajo, da dobite potrebno količino kisika za celice telesa. Velika prednost je enosmerna narava in struktura bronhijev. Tu imajo zračne kapilare večjo skupno površino kot na primer pri sesalcih. Višja kot je ta številka, več kisika in ogljikovega dioksida lahko kroži v krvi in tkivih, kar zagotavlja učinkovitejše dihanje.
Struktura in anatomija zračnih vrečk
Ptica ima več kompletov zračnih rezervoarjev, vključno z repnim ventralnim in repnim torakalnim. Sestava lobanje vključuje cervikalne, klavikularne in kranialne torakalne vrečke. Do njihovega krčenja ali razširitve pride, ko se spremeni del telesa, v katerega so nameščeni. Velikost votline je nadzorovana z gibanjem mišic. Največja posoda za zrak se nahaja znotraj stene peritoneja in obdaja organe, ki se nahajajo v njej. V aktivnem stanju, na primer med letom, ptica potrebuje več kisika. Sposobnost krčenja in širjenja telesnih votlin ne omogoča le hitrega premikanja več zraka skozi pljuča, temveč tudi olajšanje teže pernatega bitja.
Med letom hitro premikanje kril ustvari atmosferski tok, ki napolni zračne vrečke. Za proces v mirovanju so v veliki meri odgovorne trebušne mišice. Dihalni sistem ptic se tako strukturno kot funkcionalno razlikuje od dihalnega sistema sesalcev. Ptice imajo pljuča - majhne, kompaktne gobaste strukture, oblikovane med rebri na obeh straneh hrbtenice v prsni votlini. Gosta tkiva teh krilatih organov tehtajo toliko kot tkiva sesalcev enake telesne teže, vendar zavzemajo le polovico prostornine. Zdravi posamezniki imajo ponavadi svetlo rožnata pljuča.
petje
Funkcije dihalnega sistema ptic niso omejene na dihanje in oksigenacijo telesnih celic. Sem spada tudi petje, preko katerega poteka komunikacija med posamezniki. Žvižganje je zvok, ki ga proizvaja vokalni organ, ki se nahaja na dnu višine sapnika. Tako kot pri grlu pri sesalcih ga proizvaja vibracija zraka, ki teče skozi organ. Ta posebna lastnost omogoča nekaterim vrstam ptic, da proizvajajo izjemno zapletene vokalizacije, vse do posnemanja človeškega govora. Nekatere vrste pesmi lahko oddajajo veliko različnih zvokov.
Stape dihalnih ciklov
Vdihani zrak prehaja skozi dva dihalna cikla. V celoti so sestavljeni iz štirih stopenj. Serija več medsebojno povezanih korakov maksimizira stik svežega zraka z dihalno površino pljuč. Postopek je naslednji:
- Večina zraka, vdihanega med prvim korakom, prehaja skozi primarne bronhije v zadnje zračne režnje.
- Vdihani kisik se premika iz zadnjih vrečk v pljuča. Tukaj poteka izmenjava plina.
- Naslednjič, ko ptica vdihne, sitatok kisika se premika iz pljuč v sprednje rezervoarje.
- Drugi izdih potisne zrak, obogaten z ogljikovim dioksidom, iz sprednjih vrečk skozi bronhije in sapnik nazaj v ozračje.
Velika potreba po kisiku
Zaradi visoke stopnje presnove, potrebne za let, je vedno velika potreba po kisiku. Če podrobno razmislimo, kakšen dihalni sistem imajo ptice, lahko sklepamo: lastnosti njegove naprave precej pomagajo zadovoljiti to potrebo. Čeprav imajo ptice pljuča, se za prezračevanje večinoma zanašajo na zračne vrečke, ki predstavljajo 15 % njihove celotne telesne prostornine. Hkrati njihove stene nimajo dobre oskrbe s krvjo, zato ne igrajo neposredne vloge pri izmenjavi plinov. Delujejo kot posredniki pri premikanju zraka skozi dihalni sistem.
Krilati nimajo diafragme. Zato je namesto rednega širjenja in krčenja dihalnih organov, kot ga opazimo pri sesalcih, aktivna faza pri pticah izdih, ki zahteva krčenje mišic. Obstajajo različne teorije o tem, kako ptice dihajo. Mnogi znanstveniki še vedno preučujejo proces. Strukturne značilnosti dihalnega sistema ptic in sesalcev ne sovpadajo vedno. Te razlike omogočajo našim krilatim bratom, da imajo potrebne prilagoditve za letenje in petje. Prav tako je potrebna prilagoditev za vzdrževanje visoke stopnje presnove za vsa leteča bitja.
