Fuglenes åndedrætssystem er unikt. Hos fugle går luftstrømmene kun i én retning, hvilket ikke er karakteristisk for andre hvirveldyr. Hvordan kan du indånde og udånde gennem et luftrør? Løsningen er en fantastisk kombination af unikke anatomiske egenskaber og atmosfærisk flowmanipulation. Funktioner i fuglenes åndedrætssystem bestemmer de komplekse mekanismer i luftsækkene. De er ikke til stede hos pattedyr.
Fugleluftveje: diagram
Processen hos bevingede dyr er noget anderledes end hos pattedyr. Ud over lunger har de også luftsække. Afhængigt af arten kan fuglenes åndedrætssystem omfatte syv eller ni af disse lapper, som har adgang til humerus og lårben, ryghvirvler og endda kraniet. På grund af den manglende mellemgulv flyttes luften ved at ændre trykket i luftsækkene ved hjælp af brystmusklerne. Dette skaber undertryk i skovlene, hvilket tvinger luft ind i åndedrætssystemet. Sådanne handlinger er ikke passive. De kræver visse muskelsammentrækninger for at øge trykket på luftsækkene og skubbe luften ud.
Strukturen af fuglenes luftveje involverer at hæve brystbenet under processen. Fjerlunger udvider eller trækker sig ikke sammen som pattedyrsorganer. Hos dyr foregår udvekslingen af ilt og kuldioxid i mikroskopiske sække kaldet alveoler. Hos vingede slægtninge finder gasudveksling sted i væggene i mikroskopiske rør kaldet luftkapillærer. Fugles åndedrætsorganer arbejder mere effektivt end pattedyrs. De er i stand til at bære mere ilt med hvert åndedrag. Sammenlignet med dyr af lignende vægt, er der langsommere vejrtrækningshastigheder.
Hvordan trækker fugle vejret?
Fugle har tre forskellige sæt af åndedrætsorganer. Disse er de forreste luftsække, lungerne og de bagerste luftsække. Under det første åndedrag passerer ilt gennem næseborene ved krydset mellem toppen af næbbet og hovedet. Her opvarmes, fugtes og filtreres. Det kødfulde væv, der omgiver dem, kaldes cere hos nogle arter. Strømmen bevæger sig derefter ind i næsehulen. Den indåndede luft bevæger sig længere ned i luftrøret, eller luftrøret, som deler sig i to bronkier. De forgrener sig derefter i mange stier i hver lunge.
Det meste af vævet i dette organ er omkring 1800 små tilstødende tertiære bronkier. De fører til små luftkapillærer, der fletter sig sammen med blodkar, hvor gasudveksling finder sted. Luftstrømmen går ikke direkte til lungerne. I stedet følger den ind i halesækkene. En lille mængde passerer gennem haleformationerne gennem bronkierne,som igen er opdelt i mindre kapillærer i diameter. Når fuglen inhalerer en anden gang, bevæger ilt sig ind i kranieluftsækkene og tilbage ud gennem fistelen ind i luftrøret gennem strubehovedet. Og til sidst gennem næsehulen og ud af næseborene.
Kompleks system
Fugles luftveje består af parrede lunger. De indeholder statiske strukturer på overfladen til gasudveksling. Kun luftsækkene udvider sig og trækker sig sammen, hvilket tvinger ilt til at bevæge sig gennem de ubevægelige lunger. Den indåndede luft forbliver i systemet i to hele cyklusser, før den er helt brugt op. Hvilken del af fuglens åndedrætssystem er ansvarlig for gasudveksling? Lungerne spiller denne vigtige rolle. Luften, der udsuges dér, begynder at forlade kroppen gennem luftrøret. Under det første åndedrag passerer affaldsgasserne ind i de forreste luftsække.
De kan ikke umiddelbart forlade kroppen, for under det andet åndedrag kommer frisk luft igen ind i både rygposer og lunger. Så, under den anden udånding, strømmer den første strøm ud gennem luftrøret, og frisk ilt fra de bageste sække kommer ind i organerne til gasudveksling. Strukturen af fuglenes luftveje har en struktur, der giver dig mulighed for at skabe en ensrettet (ensidig) tilstrømning af frisk luft over overfladen af den igangværende gasudveksling i lungerne. Derudover passerer dette flow der under både indånding og udånding. Som et resultat udføres udvekslingen af ilt og kuldioxid kontinuerligt.
Systemeffektivitet
Funktioner i fugles åndedrætssystem giver dig mulighed for at få den mængde ilt, der er nødvendig for kroppens celler. Den store fordel er den ensrettede natur og struktur af bronkierne. Her har luftkapillærerne et større samlet overfladeareal end for eksempel hos pattedyr. Jo højere dette tal er, jo mere ilt og kuldioxid kan cirkulere i blodet og vævene, hvilket sikrer en mere effektiv vejrtrækning.
Struktur og anatomi af luftsækkene
Fuglen har flere sæt lufttanke, inklusive kaudal ventral og kaudal thorax. Sammensætningen af kraniet inkluderer de cervikale, claviculære og kraniale thoraxsække. Deres sammentrækning eller ekspansion opstår, når den del af kroppen, hvori de er placeret, ændres. Størrelsen af hulrummet styres af muskelbevægelser. Den største beholder til luft er placeret inde i væggen af bughinden og omgiver de organer, der er placeret i den. I aktiv tilstand, for eksempel under flyvning, har fuglen brug for mere ilt. Evnen til at trække sig sammen og udvide kropshulrum gør det ikke kun muligt hurtigt at drive mere luft gennem lungerne, men også at lette vægten af det fjerklædte væsen.
Under flyvningen skaber den hurtige bevægelse af vingerne en atmosfærisk strømning, der fylder luftsækkene. Mavemusklerne er i høj grad ansvarlige for processen, mens de er i hvile. Fuglenes åndedrætssystem adskiller sig både strukturelt og funktionelt fra pattedyrenes. Fugle har lunger - små, kompakte svampede strukturer dannet blandt ribbenene på hver side af rygsøjlen i brysthulen. Det tætte væv i disse vingede organer vejer lige så meget som pattedyrs med samme kropsvægt, men fylder kun halvdelen af volumenet. Raske personer har tendens til at have lyserøde lunger.
Sang
Funktionerne i fugles åndedrætssystem er ikke begrænset til vejrtrækning og iltning af kropsceller. Dette inkluderer også sang, hvorigennem kommunikation sker mellem individer. Fløjten er lyden produceret af vokalorganet placeret i bunden af højden af luftrøret. Som med pattedyrsstrubehovedet, er det produceret af vibrationer af luft, der strømmer gennem organet. Denne ejendommelige egenskab tillader nogle fuglearter at producere ekstremt komplekse vokaliseringer, op til efterligning af menneskelig tale. Nogle sangarter kan producere mange forskellige lyde.
Stadier af vejrtrækningscyklusser
Den indåndede luft passerer gennem to respirationscyklusser. I deres helhed består de af fire stadier. En række af flere indbyrdes forbundne trin maksimerer frisk lufts kontakt med lungernes respiratoriske overflade. Processen er som følger:
- Det meste af den luft, der indåndes under det første trin, passerer gennem de primære bronkier ind i de bageste luftlapper.
- Den indåndede ilt bevæger sig fra de bagerste sække til lungerne. Det er her gasudveksling finder sted.
- Næste gang fuglen trækker vejret, mætiltstrømmen bevæger sig fra lungerne til de forreste tanke.
- Den anden udånding skubber kuldioxid-beriget luft ud af de forreste sække gennem bronkierne og luftrøret tilbage til atmosfæren.
Højt iltbehov
På grund af det høje stofskifte, der kræves til flyvning, er der altid et stort behov for ilt. I betragtning af i detaljer, hvilken slags luftvejssystem fugle har, kan vi konkludere: funktionerne i dens enhed hjælper ganske vist med at tilfredsstille dette behov. Selvom fugle har lunger, er de mest afhængige af luftsække til ventilation, som udgør 15% af deres samlede kropsvolumen. Samtidig har deres vægge ikke en god blodforsyning, derfor spiller de ikke en direkte rolle i gasudvekslingen. De fungerer som mellemled til at flytte luft gennem åndedrætssystemet.
De bevingede har ingen mellemgulv. Derfor, i stedet for den regelmæssige udvidelse og sammentrækning af åndedrætsorganerne, som det observeres hos pattedyr, er den aktive fase hos fugle udånding, hvilket kræver muskelsammentrækning. Der er forskellige teorier om, hvordan fugle trækker vejret. Mange forskere studerer stadig processen. Strukturelle træk ved fugle og pattedyrs luftveje falder ikke altid sammen. Disse forskelle gør det muligt for vores bevingede brødre at få de nødvendige tilpasninger til at flyve og synge. Det er også en nødvendig tilpasning for at opretholde et højt stofskifte for alle flyvende væsner.
