Sistem pernafasan burung adalah unik. Pada burung, arus udara hanya pergi ke satu arah, yang bukan ciri vertebrata lain. Bagaimanakah anda boleh menyedut dan menghembus melalui satu trakea? Penyelesaiannya ialah gabungan menakjubkan ciri anatomi unik dan manipulasi aliran atmosfera. Ciri-ciri sistem pernafasan burung menentukan mekanisme kompleks kantung udara. Ia tidak terdapat dalam mamalia.
Sistem pernafasan burung: rajah
Proses haiwan bersayap agak berbeza daripada mamalia. Selain paru-paru, mereka juga mempunyai kantung udara. Bergantung pada spesies, sistem pernafasan burung mungkin termasuk tujuh atau sembilan lobus ini, yang mempunyai akses kepada humerus dan femur, vertebra, dan juga tengkorak. Oleh kerana kekurangan diafragma, udara digerakkan dengan menukar tekanan dalam kantung udara dengan bantuan otot dada. Ini mewujudkan tekanan negatif dalam ram, memaksa udara masuk ke dalam sistem pernafasan. Tindakan sedemikian bukanlah pasif. Mereka memerlukan pengecutan otot tertentu untuk meningkatkan tekanan pada kantung udara dan menolak udara keluar.
Struktur sistem pernafasan burung melibatkan menaikkan sternum semasa proses. Paru-paru bulu tidak mengembang atau mengecut seperti organ mamalia. Pada haiwan, pertukaran oksigen dan karbon dioksida berlaku dalam kantung mikroskopik yang dipanggil alveoli. Dalam saudara bersayap, pertukaran gas berlaku di dinding tiub mikroskopik yang dipanggil kapilari udara. Organ pernafasan burung berfungsi lebih cekap berbanding dengan mamalia. Mereka mampu membawa lebih banyak oksigen dengan setiap nafas. Jika dibandingkan dengan haiwan yang sama beratnya, terdapat kadar pernafasan yang lebih perlahan.
Bagaimanakah burung bernafas?
Burung mempunyai tiga set organ pernafasan yang berbeza. Ini adalah kantung udara anterior, paru-paru dan kantung udara posterior. Semasa nafas pertama, oksigen melalui lubang hidung di persimpangan antara bahagian atas paruh dan kepala. Di sini ia dipanaskan, dibasahkan dan ditapis. Tisu berisi yang mengelilingi mereka dipanggil cere dalam beberapa spesies. Aliran itu kemudiannya bergerak ke dalam rongga hidung. Udara yang disedut bergerak lebih jauh ke dalam trakea, atau tenggorokan, yang terbahagi kepada dua bronkus. Mereka kemudian bercabang ke banyak laluan dalam setiap paru-paru.
Kebanyakan tisu organ ini adalah kira-kira 1800 bronkus tertiari kecil bersebelahan. Mereka membawa kepada kapilari udara kecil yang berkait dengan saluran darah, di mana pertukaran gas berlaku. Aliran udara tidak terus ke paru-paru. Sebaliknya, ia mengikuti ke dalam kantung ekor. Sebilangan kecil melalui pembentukan ekor melalui bronkus,yang, seterusnya, dibahagikan kepada diameter kapilari yang lebih kecil. Apabila burung menyedut kali kedua, oksigen bergerak ke dalam kantung udara tengkorak dan keluar melalui fistula ke dalam trakea melalui laring. Dan akhirnya melalui rongga hidung dan keluar dari lubang hidung.
Sistem kompleks
Sistem pernafasan burung terdiri daripada paru-paru berpasangan. Ia mengandungi struktur statik pada permukaan untuk pertukaran gas. Hanya kantung udara yang mengembang dan mengecut, memaksa oksigen bergerak melalui paru-paru yang tidak bergerak. Udara yang disedut kekal dalam sistem selama dua kitaran lengkap sebelum ia habis sepenuhnya. Bahagian sistem pernafasan burung yang manakah bertanggungjawab untuk pertukaran gas? Paru-paru memainkan peranan penting ini. Udara yang habis di situ mula meninggalkan badan melalui trakea. Semasa nafas pertama, gas buangan masuk ke dalam kantung udara anterior.
Mereka tidak boleh segera meninggalkan badan, kerana semasa nafas kedua, udara segar kembali memasuki kedua-dua beg belakang dan paru-paru. Kemudian, semasa pernafasan kedua, aliran pertama mengalir keluar melalui trakea, dan oksigen segar dari kantung posterior memasuki organ untuk pertukaran gas. Struktur sistem pernafasan burung mempunyai struktur yang membolehkan anda mencipta kemasukan udara segar satu arah (satu sisi) di atas permukaan pertukaran gas yang berterusan di dalam paru-paru. Di samping itu, aliran ini mengalir ke sana semasa penyedutan dan pernafasan. Akibatnya, pertukaran oksigen dan karbon dioksida dijalankan secara berterusan.
Kecekapan sistem
Ciri-ciri sistem pernafasan burung membolehkan anda mendapatkan jumlah oksigen yang diperlukan untuk sel-sel badan. Kelebihan besar ialah sifat dan struktur bronkus satu arah. Di sini, kapilari udara mempunyai jumlah luas permukaan yang lebih besar daripada, sebagai contoh, dalam mamalia. Lebih tinggi angka ini, lebih banyak oksigen dan karbon dioksida boleh beredar dalam darah dan tisu, yang memastikan pernafasan lebih cekap.
Struktur dan anatomi kantung udara
Burung itu mempunyai beberapa set tangki udara, termasuk ventral kaudal dan toraks kaudal. Komposisi tengkorak termasuk kantung toraks serviks, klavikular dan kranial. Penguncupan atau pengembangan mereka berlaku apabila bahagian badan di mana ia diletakkan berubah. Saiz rongga dikawal oleh pergerakan otot. Bekas terbesar untuk udara terletak di dalam dinding peritoneum dan mengelilingi organ yang terletak di dalamnya. Dalam keadaan aktif, contohnya semasa penerbangan, burung memerlukan lebih banyak oksigen. Keupayaan untuk mengecut dan mengembangkan rongga badan membolehkan bukan sahaja untuk memacu lebih banyak udara melalui paru-paru dengan cepat, tetapi juga untuk meringankan berat makhluk berbulu itu.
Semasa penerbangan, pergerakan pantas sayap menghasilkan aliran atmosfera yang memenuhi kantung udara. Otot perut sebahagian besarnya bertanggungjawab untuk proses semasa berehat. Sistem pernafasan burung berbeza dari segi struktur dan fungsi daripada mamalia. Burung mempunyai paru-paru - struktur span kecil yang padat terbentuk di antara tulang rusuk di kedua-dua belah tulang belakang dalam rongga toraks. Tisu padat organ bersayap ini beratnya sama beratnya dengan mamalia dengan berat badan yang sama, tetapi hanya menempati separuh isipadu. Individu yang sihat cenderung mempunyai paru-paru merah jambu cerah.
Menyanyi
Fungsi sistem pernafasan burung tidak terhad kepada pernafasan dan pengoksigenan sel badan. Ini juga termasuk nyanyian, di mana komunikasi berlaku antara individu. Bersiul ialah bunyi yang dihasilkan oleh organ vokal yang terletak di pangkal ketinggian trakea. Seperti laring mamalia, ia dihasilkan oleh getaran udara yang mengalir melalui organ. Sifat pelik ini membolehkan sesetengah spesies burung menghasilkan penyuaraan yang sangat kompleks, sehingga tiruan ucapan manusia. Sesetengah spesies lagu boleh menghasilkan banyak bunyi yang berbeza.
Peringkat kitaran pernafasan
Udara yang disedut melalui dua kitaran pernafasan. Secara keseluruhannya, ia terdiri daripada empat peringkat. Satu siri beberapa langkah yang saling berkaitan memaksimumkan sentuhan udara segar dengan permukaan pernafasan paru-paru. Prosesnya adalah seperti berikut:
- Kebanyakan udara yang disedut semasa langkah pertama melalui bronkus primer ke dalam lobus udara posterior.
- Oksigen yang disedut bergerak dari kantung belakang ke paru-paru. Di sinilah pertukaran gas berlaku.
- Lain kali burung tersedut, kenyangaliran oksigen bergerak dari paru-paru ke tangki hadapan.
- Hembusan nafas kedua menolak udara yang diperkaya karbon dioksida keluar dari kantung anterior melalui bronkus dan trakea kembali ke atmosfera.
Permintaan oksigen tinggi
Disebabkan oleh kadar metabolisme yang tinggi yang diperlukan untuk penerbangan, sentiasa terdapat permintaan yang tinggi untuk oksigen. Mempertimbangkan secara terperinci jenis sistem pernafasan burung, kita boleh membuat kesimpulan: ciri perantinya cukup membantu untuk memenuhi keperluan ini. Walaupun burung mempunyai paru-paru, mereka kebanyakannya bergantung pada kantung udara untuk pengudaraan, yang membentuk 15% daripada jumlah keseluruhan badan mereka. Pada masa yang sama, dinding mereka tidak mempunyai bekalan darah yang baik, oleh itu mereka tidak memainkan peranan langsung dalam pertukaran gas. Mereka bertindak sebagai perantara untuk menggerakkan udara melalui sistem pernafasan.
Yang bersayap tidak mempunyai diafragma. Oleh itu, bukannya pengembangan dan penguncupan biasa organ pernafasan, seperti yang diperhatikan dalam mamalia, fasa aktif dalam burung adalah tamat tempoh, yang memerlukan penguncupan otot. Terdapat pelbagai teori tentang cara burung bernafas. Ramai saintis masih mengkaji proses itu. Ciri-ciri struktur sistem pernafasan burung dan mamalia tidak selalunya bertepatan. Perbezaan ini membolehkan saudara kita yang bersayap mempunyai penyesuaian yang diperlukan untuk terbang dan menyanyi. Ia juga merupakan penyesuaian yang diperlukan untuk mengekalkan kadar metabolisme yang tinggi untuk semua makhluk terbang.
