Чем дышат птицы?

Преодолевая воздушные потоки с большой легкостью, птицы выполняют различные плавные движения, чередуя направление полета. Возможно, вам интересно будет узнать, что подобные маневры пернатые совершают благодаря дыхательной системе. Птицы умело улавливают встречный ветер. По мнению ученых, механизм летающих созданий, отвечающий за прохождение воздуха, отлажен исключительно и гораздо сложнее, чем у других животных.

↑ Схема дыхательных путей

Дыхательные пути птиц представляют собой сложную систему, состоящую из нескольких частей:

• Носовая и ротовая полости;
• Верхняя и нижняя гортань (фаринкс и сиринкс);
• Трахея;
• Бронхи;
• Воздушные мешки.

Бронхи составляют основу лёгких. При этом птицы имеют только одну трахею, в отличие от млекопитающих. Вдох и выдох при такой системе осуществляются более усложнённым путём. Лёгкие птицы устроены так, что воздух через них проходит насквозь.

При этом только 25 процентов воздуха остаётся в них, остальное набирается в воздушные мешки. При выдохе в лёгкие попадает остальной кислород. Эта система называется двойным дыханием и является отличительной особенностью птиц.

Воздушные мешки птицы являются главным «носителем кислорода» и разрешают «птичий парадокс», состоящий в том, что дышать птицам нужно гораздо больше, чем млекопитающим и человеку, но их лёгкие имеют существенно меньшие относительные размеры, малоподвижны и прикреплены к костям позвоночника и рёбер.

У птиц нет диафрагмы, и движение воздуха создаётся за счёт изменения давления в воздушных мешках, которые растягиваются и сжимаются грудными мышцами. Воздушный мешок играет роль насоса.

строение дыхательной системы птиц фото

Расширяя его, птица нагнетает в него наружный воздух (некоторая часть которого, как уже говорилось, оседает в лёгких через ответвление в трахее); затем она сжимает его, и воздух проходит по другому пути – через лёгкие, откуда выходит в трахею и наружу.

Такое дыхание становится более интенсивным во время полёта; воздух самостоятельно нагнетается в воздушный мешок и выходит из него в процессе взмаха крыльями. Чем более интенсивно птица машет крыльями, тем более глубоко она дышит.

Кроме дыхательной функции, воздушные мешки выполняют дополнительные: облегчают массу тела, способствуют выделению лишнего тепла, а у водоплавающих птиц ещё и обеспечивают плавучесть.

Из чего состоит система дыхания

Дыхательная система у пернатых включает 7 отделов, к которым относят ротовую и носовую полости, затем верхнюю гортань (или фаринкс), трахею, нижнюю гортань (или сиринкс), а также бронхи, легкие и наконец легочные мешки.

Трахея представлена в единственном числе. Есть ответвление, по которому в легкие отводится часть поглощаемого на вдохе воздуха. Трахея используется для выведения отработанного воздуха и для наполнения воздушных мешков. При пении или имитации звуков выполняет роль резонатора и увеличивается в объеме. У небольших птиц размер трахеи столь внушителен (относительно тела), что они резонируют целиком.

Сиринкс также называется певчей гортанью, поскольку задействуется не во время дыхания, а при пении.

Бронхи представляют собой сильно разветвленный орган, расположенный при входе в легкие.

Большие возможности пернатых

Интересно то, что птицы, совершая полеты на дальние расстояния, затрачивают минимальное количество энергии. Многие из них, пролетев несколько тысяч километров, практически не прилагают при этом особых усилий. Было доказано, что пернатым помогает техника планирования. Птичье мастерство заключается в том, что они могут извлекать энергию из ветра. Сначала они взлетают далеко ввысь в потоке встречного ветра, а затем, развернувшись в определенной точке, летят попутно вместе с этой же воздушной струей. При этом немаловажную роль играет и анатомическое строение дыхательной системы птиц. Детальное рассмотрение птичьих органов и их функций поможет нам раскрыть секрет удивительных возможностей пернатых.

Этапы циклов дыхания

Вдыхаемый воздух проходит через два дыхательных цикла. В своей совокупности они состоят из четырёх этапов. Серия из нескольких взаимосвязанных шагов максимизирует контакт свежего воздуха с дыхательной поверхности лёгких. Процесс происходит следующим образом:

• Большая часть воздуха, вдыхаемого за первый шаг, проходит через первичные бронхи в задние воздушные лопасти.
• Вдыхаемый кислород перемещается из задних мешков в лёгкие. Тут происходит газообмен.
• В следующий раз, когда птица вдыхает, насыщенный кислородом поток перемещается из лёгких в передние ёмкости.
• Второй выдох вытесняет обогащённый углекислым газом воздух из передних мешков через бронхи и трахею обратно в атмосферу.

Общие сведения

Если говорить о дыхательной системе птиц кратко, то она имеет следующие особенности:

• Простое строение и небольшая величина носовой полости.
• На разветвлении трахеи (в бифуркации), где она переходит в два основных бронха, имеется механизм для издания звуков – певчая гортань.
• Оптимальное расположение легкого, позволяющее бронхам войти внутрь его и образовать губчатую ветвь из бронхиол, опутанных паутиной капилляров. Некоторые более толстые бронхи не образуют развилок, сильно вытягиваются, выступая за пределы органа в виде тонкостенных мешков.

Схема дыхательной системы птиц представляет собой некий хорошо слаженный потенциал, состоящий из следующих отделов:

• полость носа;
• ротовая полость;
• гортань;
• трахея;
• певчая гортань;
• бронхи;
• легкое;
• воздухоносные мешки.

Строение воздухопроводящих путей

Начальной точкой дыхательной системы птиц являются ноздри. Они открывают путь для прохождения воздуха в полость носа и через верхнюю гортань в трахею. Строение самой трахеи у всех птиц очень разное и в основном зависит от длины и количества колец, состоящих из хрящевой ткани. На месте бифуркации трофеи находится сиринкс, который представляет голосовой аппарат пернатых. Располагается этот особый орган в нижней части гортани. В этом же месте трахея образует развилку из двух бронхов, которые заходят в легкое. Преобразовавшись во вторичные бронхи, эти органы частично выходят из легкого, образуя воздухоносные мешки в различных областях тела птиц. В организме пернатых имеется множество парабронхов, опутанных кровеносными капиллярами, взаимодействующих со вторичными.

Связь с другими системами и органами

Наличие воздушных мешков отражается не только на дыхательной системе птиц. В числе прочего они помогают:

• делать тело легче;
• задавать правильное положение тела во время полета;
• избавляться от излишков тепла;
• защищать от повреждений внутренние органы, играя роль амортизаторов;
• увеличивать плавучесть (у водоплавающих видов).

Кроме того, при их участии газообмен осуществляется более эффективно, чем у млекопитающих или рептилий с амфибиями. Это связано с тем, что поступление свежего воздуха не прекращается даже во время выдоха.

Строение легких и воздушных мешков

Легкие по форме удлиненные, светло-красного цвета, не эластичны и располагаются несвободно (их верхняя поверхность, обращенная к спине, вдавлена между ребрами). Они напоминают плотные губчатые тела (такая структура увеличивает поверхность органа). Мельчайшие элементы представляют собой тонкие, замкнутые наглухо бронхиолы, каждая из которых опутана капиллярами. В этой части дыхательная система птиц осуществляет газообмен.

Воздушные (легочные) мешки представляют собой крупные, не разветвившиеся бронхи, вышедшие за пределы легких и преобразовавшиеся в полости с тонкими стенками. Они вместительнее главного органа.

Легочные мешки располагаются между внутренними органами, часть их ответвлений находится в костных полостях, среди мышц и под кожей.

Количество воздушных мешков у пернатых не ограничено. Например, есть черепные полости, спинные, грудные и так далее. Но число основных мешков обычно равняется 9 (4 пары и 1 непарный). Именно благодаря их наличию тело птицы оказывается достаточно легким для продолжительных полетов.

Сложный процесс дыхания

Главная особенность строения дыхательной системы птиц – обхваченное грудной клеткой легкое, не подвластное растягиванию. Костная ткань не позволяет изменять конфигурацию птицы в этой области, поэтому легкое пропускает воздух с помощью бронхов. Далее следуют воздушные мешки, обеспечивающие прохождение воздуха за счет изменения своего объема. Растягивающиеся емкости способны пропускать большую часть кислорода (75%), попавшего во вторичные бронхи, остальной задерживается легкими. Когда птица находится в полете, дыхательные мешки постоянно расширяются и сжимаются. Причем, чем быстрее будет происходить взмах ее крыльев, тем интенсивнее будет дыхание. При совершении махов вверх, воздух стремительно затягивается в легкие и тонкостенные образования, а когда пернатая опускает крылья, на выдохе, из мешков воздух повторно проходит сквозь легкие.

Особенность, описанная выше, срабатывает у птиц только в состоянии полета. Когда они находятся на отдыхе, грудная клетка обретает способность сужаться и расширяться.

Благодаря тому, что между дыханием и движением крыльев существует тесная взаимосвязь, птица не погибнет в полете. Стоит обратить внимание еще на одну важную деталь при совершении этого процесса – усиленный газообмен.

Двойное дыхание

Дыхательная система птиц устроена таким образом, что в воздушных мешках насыщение крови кислородом не происходит. Как уже упоминалось, в легких задерживается меньший объем воздуха (25%) и для окисления крови используется малая его часть. Чтобы пополнить недостающий запас кислорода, на выходе струя воздуха из мешков вновь проходит через легкие. Таким образом, как при вдохе, так и при выдохе, легкие обогащаются кислородом, а процесс насыщения крови происходит именно в этом органе. Чтобы более насыщенный воздух сообщался с артериальной кровью, их потоки движутся противоположно друг другу. Данный газообменный процесс принято называть вторым дыханием.

Классификация воздухоносных мешков

Пернатые имеют 9 тонкостенных воздухоносных образований, относящихся к основным. Кроме них, дыхательная система птиц наделена промежуточными наростами и мешками, располагающимися сзади туловища.

Основные разделяются на 4 парных образования и один отдельный: шейные, переднегрудные, брюшные, заднегрудные и непарный ключичный. Внутри слизистую оболочку мешка покрывает слой мерцательного эпителия. Их стенки довольно эластичны и имеют капиллярную сеть. Воздухоносные образования укладываются между внутренними органами и мышцами. Некоторые из них видны даже в полостях некоторых трубчатых костей.

Благодаря наличию целого комплекта дыхательных мешков, в организме птиц они могут выполнять следующие роли:

• принимать участие в газообменном процессе;
• задавать правильное положение тела в полете;
• обеспечивать своевременное охлаждение тела;
• создавать защиту внутренним органам, выступая в роли амортизаторов;
• облегчать вес тела;
• служить резервуаром для воздуха.

Поделитесь в соц.сетях:

Оцените статью: (Пока оценок нет) Загрузка...