Co mají ptáci místo plic?

dýchací systém ptáků Je zodpovědný za saturaci tkání a orgánů kyslíkem a odstraňování oxidu uhličitého z těla. Vzduchové vaky umístěné kolem plic umožňují jednosměrné proudění vzduchu plícemi a poskytují tělu ptáků více kyslíku.

Jednosměrný proud vzduchu, který vstupuje do plic ptáků, má vysoký obsah kyslíku, vyšší než plíce jakéhokoli savce, včetně lidí. Jednosměrné proudění brání ptákům dýchat „starý vzduch“, tedy vzduch, který byl nedávno v jejich plicích (Brown, Brain, & Wang, 1997).

Schopnost uložit více kyslíku v plicích umožňuje ptákům lépe okysličovat svá těla, a tak udržovat regulovanou tělesnou teplotu během letu. V plicích ptáků je kyslík distribuován ze vzduchových kapilár do krve a oxid uhličitý se pohybuje z krve do stejných kapilár. V tomto smyslu je výměna plynů velmi účinná.

Dýchací systém ptáků je účinný díky použití tenkého povrchu, kterým procházejí plyny a průtok krve, což umožňuje lepší kontrolu tělesné teploty. Difúze vzduchu pro endotermické účely je účinnější, pokud je povrch, kterým prochází krev a plyny tenčí (Maina, 2002).

Ptáci mají relativně malé plíce a maximálně devět vzduchových vaků, které jim pomáhají v procesu výměny plynů. To umožňuje, aby byl váš dýchací systém mezi obratlovci jedinečný.

Možná vás bude zajímat i vylučovací systém ptactva.

Dýchací proces ptáků

Dýchací proces u ptáků vyžaduje dva cykly (nádech, výdech, nádech, výdech), aby se vzduch pohyboval celým dýchacím systémem. Savci například potřebují pouze dýchací cyklus. (Foster & Smith, 2017).

Ptáci mohou dýchat ústy nebo nosními dírkami. Vzduch, který vstupuje těmito otvory během procesu inhalace, prochází hltanem a poté průdušnicí nebo dýchací trubicí.

Průdušnice je obvykle stejně dlouhá jako krk ptáka, avšak někteří ptáci, jako například jeřábi, mají výjimečně dlouhý krk a průdušnici, která se kroutí v prodloužení hrudní kosti známé jako karina. Tento stav dává ptákům schopnost produkovat zvuky s vysokou rezonancí.

inhalace

Během prvního nádechu vzduch prochází nosními dírkami nebo nosními dírkami umístěnými na spojnici mezi vrcholem a hlavou. Masitá tkáň obklopující nosní dírky se u některých ptáků nazývá vosk.

Vzduch u ptáků, stejně jako u savců, se pohybuje nosními dírkami, do nosní dutiny a poté do hrtanu a průdušnice.

Jakmile se vzduch dostane do průdušnice, prochází injekční stříkačkou (orgán zodpovědný za vydávání zvuků u ptáků) a jeho proudění se rozdělí na dva, protože průdušnice u ptáků má dva kanály.

Při dýchání ptáků vzduch nevstupuje přímo do plic, nejprve se dostává do vzduchových vaků, odkud vstupuje do plic, a při druhém vdechování do lebečních vaků. Během tohoto procesu se všechny vzduchové vaky rozšíří do té míry, že vzduch vstoupí do těla ptáka.

výdech

Při prvním výdechu se vzduch přesouvá ze zadních vzduchových vaků do průdušek (ventrobronchi a dorsobronchi) a poté do plic. Průdušky jsou rozděleny na malé kapilární větve, kterými proudí krev právě v těchto vzduchových kapilárách dochází k výměně kyslíku a oxidu uhličitého.

Při druhém výdechu se vzduch uvolňuje ze vzduchových vaků přes injekční stříkačku a poté do průdušnice, hrtanu a nakonec do nosní dutiny a ven z nosních dírek. Při tomto procesu se objem vaků zmenší natolik, že z ptačího těla odchází vzduch.

struktura

Ptáci mají hrtan, ale na rozdíl od savců jej nepoužívají k vytváření zvuků. Existuje orgán zvaný injekční stříkačka, který je zodpovědný za vytvoření „hlasové schránky“ a umožňuje ptákům produkovat vysoce rezonanční zvuky.

Na druhou stranu ptáci mají plíce, ale také vzduchové vaky. V závislosti na druhu bude mít pták sedm nebo devět vzduchových vaků.

Ptáci nemají bránici, takže vzduch se pohybuje uvnitř a vně dýchacího systému změnou tlaku vzduchových vaků. Svaly hrudníku nutí hrudní kost k tlačení směrem ven a vytvářejí podtlak ve vacích, což umožňuje vzduchu vstupovat do dýchacího systému (Maina JN, 2005).

Proces výdechu není pasivní, ale vyžaduje kontrakci určitých svalů, aby se zvýšil tlak ve vzduchových vacích a vytlačil vzduch ven. Protože se hrudník musí během dýchání pohybovat, doporučuje se, aby při chytání ptáka nepůsobily žádné vnější síly, které by mohly bránit jeho pohybu, protože by se pták mohl udusit.

Airbagy

Ptáci mají v sobě spoustu „prázdného prostoru“, který jim umožňuje létat. Tento prázdný prostor zabírají vzduchové vaky, které se nafukují a vyfukují během procesu dýchání ptáka.

Když pták nafoukne hrudník, nepracují plíce, ale vzduchové vaky. Ptačí plíce jsou stacionární, vzduchové vaky jsou ty, které se pohybují, aby pumpovaly vzduch do složitého bronchiálního systému v plicích.

Vzduchové vaky umožňují jednosměrné proudění vzduchu plícemi. To znamená, že vzduch, který se dostává do plic, je většinou „čerstvý vzduch“ s vyšším obsahem kyslíku.

Tento systém je opakem savců, jejichž proudění vzduchu je obousměrné a během krátké doby vstupuje do plic a opouští je, což znamená, že vzduch není nikdy čerstvý a je vždy smíchán s tím, který již byl vdechnut (Wilson 2010).

Ptáci mají nejméně devět vzduchových vaků, které jim umožňují dodávat kyslík do tělesných tkání a odstraňovat zbývající oxid uhličitý. Slouží také k regulaci tělesné teploty během letové fáze.

Devět vzdušných vaků ptáků lze popsat takto:

• Meziklíčkový vzdušný vak
• Dva cervikální vzduchové vaky
• Dvě přední hrudní kapsy
• Dvě zadní hrudní kapsy
• Dva břišní vzduchové vaky

Funkce těchto devíti vaků lze rozdělit na přední váčky (interklavikulární, cervikální a přední prsní) a zadní váčky (zadní prsní a břišní).

Všechny vaky mají velmi tenké stěny s některými kapilárními cévami, takže nehrají důležitou roli v procesu výměny plynů. Jeho povinností však je udržovat plíce ventilované tam, kde dochází k výměně plynů.

průdušnice

Průdušnice ptáků je 2,7krát delší a 1,29krát širší než u savců podobné velikosti. Funkce průdušnice u ptáků je stejná jako u savců, spočívá v odporu proti proudění vzduchu. U ptáků je však objem vzduchu, kterému musí průdušnice odolat, 4,5krát větší než objem vzduchu přítomného v průdušnici savců.

Ptáci kompenzují široký prázdný tracheální prostor tím, že používají relativně větší dechový objem a nižší dechovou frekvenci, přibližně třetinovou než u savců. Tyto dva faktory pomáhají snižovat vliv objemu vzduchu na průdušnici (Jacob, 2015).

Průdušnice se v syrinxu rozdvojuje nebo rozděluje na dva primární průdušky. Stříkačka je orgán, který se vyskytuje pouze u ptáků, stejně jako u savců zvuky vycházejí z hrtanu.

Hlavní vstup do plic je přes průdušky a je známý jako mesobronchium. Mesobronchium se dělí na menší trubice zvané dorsobronchiální, které zase dávají vzniknout menším parabronchiům.

Parabronchi obsahují stovky malých větví a vzduchových kapilár, obklopených bohatou sítí krevních kapilár. V těchto vzduchových kapilárách dochází k výměně plynů mezi plícemi a krví.

plic

Struktura plic ptáků se může mírně lišit v závislosti na větvení parabronchi. Většina ptáků má pár parabronchi, sestávající ze „staré“ plíce (paleopulmonální) a „nové“ plíce (novotvar).

Někteří ptáci však postrádají neopulmonální parabronchium, jako je tomu u tučňáků a některých plemen kachen.

Zpívající ptáci, jako jsou kanárci a kurní ptáci, mají vyvinutou neopulmonickou parabronchii, kde dochází k 15 nebo 20 % výměny plynů. Na druhé straně je proudění vzduchu v této parabronchii obousměrné, zatímco v paleopulmonální parabronchii je jednosměrné (Team, 2016).

U ptáků se plíce neroztahují a nestahují jako u savců, protože k výměně plynů nedochází v alveolech, ale ve vzduchových kapilárách a jsou to vzduchové vaky odpovědné za ventilaci plic.

odkazy

1. Brown, R.E., Brain, J.D., & Wang, N. (1997). Dýchací systém ptáků: unikátní model pro studium respirační toxikózy a sledování kvality ovzduší. Environmental Health Perspective, 188 – 200.
2. Foster D. a Smith. (2017). Oddělení veterinárních a vodních služeb. Převzato z Avian Respiratory System: Anatomy and Function: peteducation.com.
3. Jacob J (5. května 2015) Prodloužení. Převzato z Avian Respiratory System: article.extension.org.
4. Maina, J. N. (2002). Ptačí evoluce a vysoce účinná parabronchiální plíce. In J. N. Maina, Funkční morfologie dýchacího systému obratlovců (str. 113). New Hampshire: Science Publisher Inc.
5. Maina, J. N. (2005). Vzdušný vak ptáků: vývoj, struktura a funkce. Johannesburg: Springer.
6. Tým A.N. (9. července 2016). Zeptejte se Přírody. Extrahovaný z dýchacího systému ptáků podporuje účinnou výměnu oxidu uhličitého a kyslíku prostřednictvím nepřetržitého jednosměrného proudění vzduchu a vzduchových vaků: asnature.org.
7. Wilson, P. (červenec 2010). Veterinární služba Currumbin Valley. Převzato z Co jsou vzduchové vaky?: Currumbinvetservices.com.au.