Dýchání ptáků se provádí dýchací systém této třídy zvířat; Je zodpovědný za okysličování tkání a orgánů a vytlačování oxidu uhličitého z těla. Vzduchové vaky umístěné kolem plic umožňují jednosměrný proud vzduchu přes plíce a poskytují více kyslíku do těla ptáka.
Jednosměrný proud vzduchu, který se pohybuje do plic ptáků, má vysoký obsah kyslíku, vyšší než ten, který se nachází v plicích jakéhokoli savce, včetně člověka. Jednosměrný průtok zabraňuje ptákům dýchat ve „starém vzduchu“, tj. Ve vzduchu, který byl nedávno v plicích (Brown, Brain & Wang, 1997).
Umístění dýchacího systému u ptáka
Schopnost ukládat více kyslíku v plicích umožňuje ptákům lépe okysličovat své tělo, a tak udržovat teplotu těla regulovanou během letu.
V plicích ptáků je kyslík dodáván ze vzduchových kapilár do krve a oxid uhličitý přechází z krve do kapilár samotných. Plynná výměna je v tomto smyslu velmi účinná.
Morfologie ptáka. Příklad Vanellus malabaricus. 1-zobák, 2-hlava, 3-iris, 4-žák, 5-plášť, 6-menší kryty, 7-Scapulars, 8-Cover, 9-Terciární, 10-Rump, 11-Primární, 12-Vent, 13 -Vysoký, 14-tibi-tarsální kloub, 15-Tarsus, 16-prsty, 17-Tibia, 18-břicho, 19-boků, 20-hrudník, 21-hrdlo, 22-watt, 23-oční dráha. Zdroj: Wikimedia Commons
Dýchací systém ptáků je účinný díky použití tenkého povrchu, kterým proudí plyny a krev, což umožňuje větší kontrolu tělesné teploty. Difúze vzduchu pro endotermické účely je účinnější, protože povrch, kterým proudí krev a plyny, je tenčí (Maina, 2002).
Ptáci mají relativně malé plíce a maximálně devět vzduchových vaků, které jim pomáhají při procesu výměny plynu. Toto umožňuje jejich dýchací systém být jedinečný mezi obratlovci.
Také by vás mohlo zajímat vylučovací systém ptáků.
Proces dýchání ptáků
Dýchací proces u ptáků vyžaduje dva cykly (vdechnutí, výdech, vdechnutí, výdech) k pohybu vzduchu celým dýchacím systémem. Například savci potřebují pouze jeden cyklus dýchání. (Foster & Smith, 2017).
Ptáci mohou dýchat ústy nebo nosními dírkami. Vzduch, který vstupuje těmito otvory během inhalačního procesu, prochází hltanem a poté průdušnicí nebo větrnou trubicí.
Průdušnice je obecně stejná délka jako krk ptáka, avšak někteří ptáci, jako jeřáby, mají výjimečně dlouhý krk a jejich průdušnici, která se kroutí v prodloužení hrudní kosti známé jako kýl. Tato podmínka dává ptákům možnost produkovat zvuky s vysokou rezonancí.
Inhalace
Během první inhalace vzduch prochází nosními dírkami nebo nosními dírkami umístěnými ve spoji mezi vrcholem zobáku a hlavou. Masitá tkáň obklopující nosní dírky je u některých ptáků známá jako vosk.
Vzduch u ptáků, stejně jako u savců, se pohybuje nosními dírkami do nosní dutiny a poté do hrtanu a průdušnice.
Jednou v průdušnici vzduch prochází syrinxem (orgán zodpovědný za produkci zvuků u ptáků) a jeho proud je rozdělen na dva, protože průdušnice ptáků má dva kanály.
Vzduch v procesu dýchání ptáků nejde přímo do plic, nejprve jde do kaudálních vzduchových vaků, odkud prochází do plic a při druhé inhalaci prochází do lebečních vzduchových vaků. Během tohoto procesu se všechny vzdušné vaky rozšiřují, když vzduch vstupuje do těla ptáka.
Výdech
Během prvního výdechu se vzduch pohybuje ze zadních vzduchových vaků do průdušek (ventrobronchi a dorsobronchi) a následně do plic. Průdušky se dělí na malé kapilární větve, kterými prochází krev. Právě v těchto vzduchových kapilárách dochází k výměně kyslíku za oxid uhličitý.
Při druhém výdechu vzduch opouští vzduchové vaky skrze syrinx a poté do průdušnice, hrtanu a nakonec do nosní dutiny a ven z nosních dír. Během tohoto procesu se objem pytlů snižuje, když vzduch opouští tělo ptáka.
Struktura
Ptáci však mají hrtan a na rozdíl od savců ho nepoužívají k vytváření zvuků. Existuje orgán nazývaný syrinx, který funguje jako „hlasová schránka“ a umožňuje ptákům produkovat vysoce rezonanční zvuky.
Na druhé straně mají ptáci plíce, ale také vzduchové vaky. V závislosti na druhu bude mít pták sedm nebo devět vzduchových vaků.
Ptáci nemají bránici, takže vzduch je přemísťován do resp. Z dýchacího systému prostřednictvím změn tlaku vzduchových vaků. Svaly hrudníku způsobují, že se hrudní dutina tlačí směrem ven, což vytváří podtlak ve váčcích, který umožňuje vzduchu vstupovat do dýchacího systému (Maina JN, 2005).
Proces výdechu není pasivní, ale vyžaduje stažení určitých svalů ke zvýšení tlaku ve vzduchových vakech a vytlačení vzduchu ven. Jelikož se hrudník musí během dýchacího procesu pohybovat, doporučuje se, aby při chytání ptáka nebyly vyvíjeny vnější síly, které by mohly jeho pohybu blokovat, protože může ptáka dusit.
Air Sacks
Ptáci mají uvnitř hodně prázdného prostoru, který jim umožňuje létat. Toto prázdné místo je obsazeno vzduchovými vaky, které se během dýchacího procesu ptáka nafouknou a vypustí.
Když pták nafoukne hruď, nefungují to plíce, ale vzduchové vaky. Plíce ptáků jsou statické, vzduchové vaky se pohybují tak, aby pumpovaly vzduch do složitého bronchiálního systému v plicích.
Vzduchové vaky umožňují jednosměrný proud vzduchu přes plíce. To znamená, že vzduch, který se dostane do plic, je většinou „čerstvý vzduch“ s vyšším obsahem kyslíku.
Tento systém je v protikladu k systému savců, jejichž proud vzduchu je obousměrný a vstupuje a opouští plíce v krátkém časovém období, což znamená, že vzduch není nikdy čerstvý a je vždy smíchán se systémem, který již byl nadechnut (Wilson, 2010).
Ptáci mají nejméně devět vzduchových vaků, které jim umožňují dodávat kyslík do tělesných tkání a odstraňovat zbývající oxid uhličitý. Hrají také roli při regulaci tělesné teploty během fáze letu.
Devět vzdušných vaků ptáků lze popsat takto:
- Meziklavikulární vzduchový vak
- Dva vaky na krční vzduch
- Dva přední hrudní vzduchové vaky
- Dva zadní hrudní vzduchové vaky
- Dva břišní vzduchové vaky
Funkce těchto devíti vaků lze rozdělit na přední vaky (interclavikulární, krční a přední hrudní) a zadní vaky (zadní hrudní a břišní).
Všechny vaky mají velmi tenké stěny s některými kapilárními nádobami, takže nehrají důležitou roli v procesu výměny plynu. Jejich povinností je však udržovat ventilaci plic, kde dochází k výměně plynu.
Průdušnice
Průdušnice ptáků je 2,7krát delší a 1,29krát širší než u savců podobné velikosti. Práce průdušnice ptáků je stejná jako práce savců, spočívá v tom, že odolává proudu vzduchu. U ptáků je však objem vzduchu, který musí průdušnice vydržet, 4,5krát větší než objem vzduchu přítomného v průdušnici savců.
Ptáci kompenzují široký prázdný prostor v průdušnici relativně větším přílivovým objemem a nižší dýchací frekvencí, asi o jednu třetinu oproti savcům. Tyto dva faktory přispívají k nižšímu vlivu objemu vzduchu na průdušnici (Jacob, 2015).
Průdušnice rozdvojuje nebo rozděluje na dvě primární průdušky v syrinxu. Syrinx je orgán, který se vyskytuje pouze u ptáků, protože u savců se zvuky vytvářejí v hrtanu.
Hlavním vchodem do plic je průdušek a je známá jako mesobronchium. Mezobronchus se dělí na menší trubice zvané dorsobronchi, které zase vedou k menším parabronchi.
Parabronchi obsahují stovky malých větví a leteckých kapilár obklopených bohatou sítí krevních kapilár. Výměna plynu mezi plícemi a krví probíhá v těchto vzduchových kapilárách.
Plíce
Struktura plic ptáků se může mírně lišit v závislosti na rozvětvení parabronchi. Většina ptáků má pár parabronchi, složený ze „starých“ plic (paleopulmonálních) a „nových“ plic (neopulmonálních).
Některým ptákům však chybí neopulmonální parabronchus, jako je tomu v případě tučňáků a některých plemen kachen.
Zpívající ptáci, jako jsou kanárky a gallinaceae, mají rozvinutý neopulmonální parabronchus, kde dochází k 15% nebo 20% výměny plynu. Na druhé straně proudění vzduchu v tomto parabronchi je obousměrné, zatímco v paleopulmonálním parabronchu je jednosměrné (Team, 2016).
V případě ptáků se plíce neroztahují nebo smršťují jako u savců, protože k výměně plynu nedochází v alveolech, ale ve vzduchových kapilárách a vzduchové vaky jsou zodpovědné za ventilaci plic..
Reference
- Brown, RE, Brain, JD a Wang, N. (1997). Vtáčí dýchací systém: jedinečný model pro studium respirační toxikózy a monitorování kvality ovzduší. Environ Health Perspect, 188-200.
- Foster, D. a Smith. (2017). Oddělení veterinárních a vodních služeb. Citováno z respiračního systému ptáků: Anatomie a funkce: peteducation.com.
- Jacob, J. (5. května 2015). Rozšíření. Citováno z Avian Respiratory System: articles.extension.org..
- Maina, JN (2002). Evoluce ptáků a vysoce efektivní parabronchiální plíce. V JN Maina, funkční morfologie dýchacího systému obratlovců (str. 113). New Hampshire: Science Publisher Inc.
- Maina, JN (2005). Plicní vzduchový systém ptáků: vývoj, struktura a funkce. Johannesburg: Springer.
- Team, AN (9. července 2016). Zeptejte se přírody. Získané z dýchacího systému ptáků usnadňují účinnou výměnu oxidu uhličitého a kyslíku prostřednictvím nepřetržitého jednosměrného proudění vzduchu a vzduchových vaků: asknature.org.
- Wilson, P. (červenec 2010). Vet služby Currumbin Valley. Citováno z „Co jsou vzduchové Sacs?“: Currumbinvetservices.com.au.