Putnu elpošana veic elpošanas sistēmu par šīs grupas dzīvniekiem; Tas ir atbildīgs par audu un orgānu skābekļa pievadīšanu un oglekļa dioksīda izvadīšanu no to ķermeņa. Gaisa plaušas, kas atrodas ap plaušām, ļauj vienvirziena gaisa plūsmai caur plaušām, nodrošinot putna ķermenim vairāk skābekļa.
Vienvirziena gaisa plūsmai, kas pārvietojas putnu plaušās, ir augsts skābekļa saturs, lielāks nekā tas, kas atrodams jebkura zīdītāja, arī cilvēka, plaušās. Vienvirziena plūsma neļauj putniem elpot “vecā gaisā”, tas ir, gaisā, kas nesen bija viņu plaušās (Brown, Brain, & Wang, 1997).
Elpošanas sistēmas atrašanās vieta putnā
Spēja uzglabāt vairāk skābekļa plaušās ļauj putniem labāk piesātināt savu ķermeni ar skābekli, tādējādi lidojuma laikā uzturot ķermeņa temperatūru regulētu.
Putnu plaušās skābeklis no gaisa kapilāriem tiek piegādāts asinīm, un oglekļa dioksīds no asinīm nonāk pašos kapilāros. Gāzveida apmaiņa šajā ziņā ir ļoti efektīva.
Putna morfoloģija. Vanellus malabaricus piemērs. 1-knābis, 2-galviņa, 3-īrisa, 4-skolēns, 5-mantija, 6-mazāki segumi, 7-kapuļi, 8-segumi, 9-terciārie, 10-ripas, 11-primārie, 12-ventilācijas, 13 -Tigh, 14-stilba kaula-tarsāla locītava, 15-Tarsus, 16-Fingers, 17-stilba kaula, 18-vēders, 19-Flanks, 20-krūtīs, 21-rīkle, 22-Wattle, 23-acs josla. Avots: Wikimedia Commons
Putnu elpošanas sistēma ir efektīva, pateicoties plānas virsmas izmantošanai, caur kuru plūst gāzes un asinis, kas ļauj labāk kontrolēt ķermeņa temperatūru. Gaisa difūzija endotermiskiem mērķiem ir efektīvāka, jo virsma, caur kuru asinis un gāzes plūst, ir plānāka (Maina, 2002).
Putniem ir salīdzinoši mazas plaušas un līdz deviņiem gaisa maisiņiem, kas viņiem palīdz ar gāzes apmaiņas procesu. Tas ļauj viņu elpošanas sistēmai būt unikālai mugurkaulnieku vidū.
Jums var būt interesē arī putnu ekskrēcijas sistēma.
Putnu elpošanas process
Putnu elpošanas procesam nepieciešami divi cikli (ieelpot, izelpot, ieelpot, izelpot), lai gaiss pārvietotos pa visu elpošanas sistēmu. Piemēram, zīdītājiem ir nepieciešams tikai viens elpošanas cikls. (Foster & Smith, 2017).
Putni var elpot caur muti vai nāsīm. Gaiss, kas ieelpo caur šīm atverēm inhalācijas procesa laikā, iet caur rīkli un pēc tam caur traheju vai vēja cauruli.
Vēja caurule parasti ir tāda paša garuma kā putna kakls, tomēr dažiem putniem, piemēram, celtņiem, ir ārkārtīgi garš kakls un to caurule, kas izliecas krūšu kaula pagarinājumā, kas pazīstams kā ķīlis. Šis nosacījums putniem dod iespēju radīt augstas rezonanses skaņas.
Ieelpošana
Pirmās ieelpošanas laikā gaiss iziet caur nāsīm vai nāsīm, kas atrodas krustojumā starp knābja augšdaļu un galvu. Mīkstie audi, kas ieskauj nāsis, dažiem putniem ir zināmi kā vasks.
Putnu, tāpat kā zīdītāju, gaiss pārvietojas caur nāsīm, deguna dobumā un pēc tam balsenē un trahejā.
Iekļūstot trahejā, gaiss iziet cauri syrinx (orgāns, kas atbild par putnu radīto skaņu), un tā strāva tiek sadalīta divās daļās, jo putnu trahejai ir divi kanāli.
Putnu elpošanas procesā gaiss nenokļūst tieši plaušās, vispirms tas nokļūst gaisa balona gaisa pusēs, no kurienes tas nokļūst plaušās, bet otrās ieelpošanas laikā tas nokļūst galvaskausa gaisa maisiņos. Šī procesa laikā visi gaisa maisiņi izplešas, kad gaiss nonāk putna ķermenī.
Izelpošana
Pirmās izelpas laikā gaiss pārvietojas no aizmugurējiem gaisa maisiņiem uz bronhiem (ventrobronchi un dorsobronchi) un pēc tam uz plaušām. Bronhi tiek sadalīti mazos kapilāru zaros, caur kuriem asinis plūst, tieši šajos gaisa kapilāros notiek skābekļa apmaiņa pret oglekļa dioksīdu.
Otrajā izelpojot gaiss izplūst no gaisa maisiņiem caur syrinx un pēc tam trahejā, balsenē un, visbeidzot, deguna dobumā un no nāsīm. Šī procesa laikā maisu tilpums samazinās, jo gaiss atstāj putna ķermeni.
Uzbūve
Putniem tomēr ir balsene, un atšķirībā no zīdītājiem viņi to neizmanto, lai radītu skaņas. Ir kāds orgāns, ko sauc par syrinx un kas darbojas kā “balss kaste” un ļauj putniem radīt ļoti rezonējošas skaņas.
No otras puses, putniem ir plaušas, bet viņiem ir arī gaisa maisiņi. Atkarībā no sugas putnam būs septiņi vai deviņi gaisa maisiņi.
Putniem nav diafragmas, tāpēc, mainot gaisa maisu spiedienu, gaiss tiek izspiests elpošanas sistēmā un no tās. Krūškurvja muskuļi izraisa krūšu kaula nospiešanu uz āru, maisiņos radot negatīvu spiedienu, kas ļauj gaisam iekļūt elpošanas sistēmā (Maina JN, 2005).
Izelpas process nav pasīvs, bet, lai palielinātu spiedienu gaisa maisiņos un izstumtu gaisu, nepieciešama noteiktu muskuļu kontrakcija. Tā kā krūšu kaula elpināšanas laikā ir jāpārvietojas, ķerot putnu, ieteicams neveikt ārējus spēkus, kas varētu bloķēt tā kustību, jo tas var putnu nosmakt.
Gaisa maisiņi
Putniem iekšpusē ir daudz "tukšas vietas", kas ļauj viņiem lidot. Šo tukšo vietu aizņem gaisa maisiņi, kas putnu elpošanas procesa laikā piepūšas un izplūst.
Kad putns piepūš krūtīs, strādā nevis plaušas, bet gaisa maisi. Putnu plaušas ir statiskas, gaisa maisiņi ir tie, kas pārvietojas, lai iesūknētu gaisu sarežģītā bronhu sistēmā plaušās.
Gaisa maisiņi ļauj vienvirziena gaisa plūsmai caur plaušām. Tas nozīmē, ka gaiss, kas nonāk plaušās, lielākoties ir “svaigs gaiss” ar lielāku skābekļa saturu.
Šī sistēma ir pretēja zīdītājiem, kuru gaisa plūsma ir divvirzienu un plaušās nonāk un iziet īsā laika posmā, kas nozīmē, ka gaiss nekad nav svaigs un vienmēr tiek sajaukts ar jau ieelpotu (Vilsons , 2010).
Putniem ir vismaz deviņi gaisa maisiņi, kas ļauj tiem piegādāt skābekli ķermeņa audos un noņemt atlikušo oglekļa dioksīdu. Viņi arī spēlē ķermeņa temperatūras regulēšanas lomu lidojuma fāzē.
Deviņus putnu gaisa maisus var aprakstīt šādi:
- Interclavicular gaisa maisiņš
- Divas dzemdes kakla gaisa maisi
- Divas priekšējās krūšu kurvja gaisa maisi
- Divas aizmugurējās krūšu kurvja gaisa paciņas
- Divas vēdera gaisa maisi
Šo deviņu maisu funkciju var iedalīt priekšējās maisiņos (starpclavikulāros, dzemdes kakla un krūšu priekšējā daļā) un aizmugurējos maisiņos (muguras krūšu un vēdera priekšējās daļas).
Visiem maisiem ir ļoti plānas sienas ar dažiem kapilāriem traukiem, tāpēc tiem nav liela nozīme gāzes apmaiņas procesā. Tomēr viņu pienākums ir uzturēt ventilējamas plaušas vietās, kur notiek gāzes apmaiņa.
Vējš
Putnu traheja ir 2,7 reizes garāka un 1,29 reizes plašāka nekā līdzīga lieluma zīdītājiem. Putnu trahejas darbs ir tāds pats kā zīdītājiem, tas sastāv no gaisa plūsmas pretošanās. Tomēr putniem gaisa tilpums, kas jāiztur trahejai, ir 4,5 reizes lielāks nekā zīdītāju trahejā esošais gaisa tilpums.
Putni kompensē plašo tukšo vietu trahejā ar salīdzinoši lielāku paisuma tilpumu un zemāku elpošanas ātrumu, apmēram vienu trešdaļu no zīdītājiem. Šie divi faktori veicina gaisa tilpuma mazāku ietekmi uz traheju (Jacob, 2015).
Traheja divkāršojas vai sadalās divos primārajos bronhos syrinx. Syrinx ir orgāns, kas sastopams tikai putniem, jo zīdītājiem skaņas rodas balsenē.
Galvenā ieeja plaušās notiek caur bronhiem un ir pazīstama kā mezobronhijs. Mezobronchus sadalās mazākās caurulēs, ko sauc par dorsobronchi, kas savukārt noved pie mazākiem parabronchi.
Parabronhos ir simtiem mazu zaru un gaisa kapilāru, ko ieskauj bagātīgs asins kapilāru tīkls. Gāzes apmaiņa starp plaušām un asinīm notiek šajos gaisa kapilāros.
Plaušas
Putnu plaušu struktūra var nedaudz atšķirties atkarībā no parabronhu sekām. Lielākajai daļai putnu ir parabronhu pāris, kas sastāv no “vecās” plaušas (paleopulmoniskās) un “jaunās” plaušas (neopulmoniskās).
Tomēr dažiem putniem trūkst neopulmonisko parabronchus, kā tas ir pingvīnu un dažu pīļu šķirņu gadījumā.
Dziedošajiem putniem, piemēram, kanārijputniņiem un gallinaceae, ir attīstīts neopulmonisks parabronhuss, kurā notiek 15% vai 20% gāzes apmaiņas. No otras puses, gaisa plūsma šajā parabronchus ir divvirzienu, savukārt paleopulmoniskajā parabronchus tā ir vienvirziena (Team, 2016).
Putnu gadījumā plaušas neizplešas vai nesaraujas, kā tas notiek zīdītājiem, jo gāzes apmaiņa nenotiek alveolās, bet gaisa kapilāros un gaisa maisi ir atbildīgi par plaušu ventilāciju. .
Atsauces
- Brauns, RE, Brain, JD, & Wang, N. (1997). Putnu elpošanas sistēma: unikāls modelis elpceļu toksikozes pētījumiem un gaisa kvalitātes uzraudzībai. Vides veselības perspektīva, 188-200.
- Foster, D., & Smith. (2017). Veterināro un ūdens pakalpojumu departaments. Izgūts no putnu elpošanas sistēmas: anatomija un funkcija: peteducation.com.
- Jēkabs, J. (2015. gada 5. maijs). Pagarinājums. Izgūts no putnu elpošanas sistēmas: raksti.extension.org ..
- Maina, JN (2002). Putnu evolūcija un ļoti efektīva parabronhiālā plauša. Žurnālā JN Maina, mugurkaulnieku elpošanas sistēmas funkcionālā morfoloģija (113. lpp.). Ņūhempšīra: Science Publisher Inc.
- Maina, JN (2005). Putnu plaušu sistēma: Attīstība, uzbūve un darbība. Johanesburga: Springers.
- Team, AN (2016. gada 9. jūlijs). Pajautājiet dabai. Iegūts no putnu elpošanas sistēmas, kas veicina efektīvu oglekļa dioksīda un skābekļa apmaiņu, izmantojot nepārtrauktu vienvirziena gaisa plūsmu un gaisa maisiņus: asknature.org.
- Vilsons, P. (2010. gada jūlijs). Currumbin Valley veterinārārstu pakalpojumi. Saņemts no Kas ir gaisa maisi?: Currumbinvetservices.com.au.