Hengitys lintujen suoritetaan hengityselimiin tämän luokan eläinten Se vastaa kudosten ja elinten hapetuksesta ja hiilidioksidin karkottamisesta niiden kehosta. Keuhkojen ympärillä olevat ilmalaukut mahdollistavat ilman yksisuuntaisen virtauksen keuhkojen läpi, tarjoten lisää happea linnun vartaloon.
Lintujen keuhkoihin siirtyvässä yksisuuntaisessa ilmavirrassa on korkea happipitoisuus, korkeampi kuin minkä tahansa nisäkkään, mukaan lukien ihmisen, keuhkoissa. Yhdensuuntainen virtaus estää lintuja hengittämästä “vanhassa ilmassa”, eli ilmassa, joka oli äskettäin keuhkoissaan (Brown, Brain, & Wang, 1997).
Hengityselimen sijainti lintu
Pystyä varastoimaan enemmän happea keuhkoihin antaa lintuille paremman hapettumisen kehostaan pitäen siten ruumiinlämpötilansa säänneltynä lennon aikana.
Lintujen keuhkoissa happea kulkeutuu ilmakapillaareista vereen ja hiilidioksidi kulkee verestä itse kapillaareihin. Kaasumainen vaihto on tässä mielessä erittäin tehokasta.
Linnun morfologia. Esimerkki Vanellus malabaricuksesta. 1-nokka, 2-pää, 3-iiris, 4-oppilas, 5-vaippa, 6-pienemmät peitteet, 7-skaalarit, 8-peitteet, 9-tertiääriset, 10-poikittaiset, 11-primaariset, 12-aukkoiset, 13 -Puolinen, 14-Sääriluu-tarsaalinen nivel, 15-Tarsus, 16-sormet, 17-Tibia, 18-vatsa, 19-kyljet, 20-rinta, 21-kurkku, 22-Wattle, 23-silmäkaista. Lähde: Wikimedia Commons
Lintujen hengityselimet ovat tehokkaita, koska käytetään ohutta pintaa, jonka läpi kaasut ja veren virtaukset mahdollistavat kehon lämpötilan paremman hallinnan. Ilman diffuusio endotermisissä tarkoituksissa on tehokkaampaa, koska pinta, jonka läpi veri ja kaasut virtaavat, on ohuempi (Maina, 2002).
Lintuilla on suhteellisen pienet keuhkot ja korkeintaan yhdeksän ilmapussia, jotka auttavat niitä kaasunvaihtoprosessissa. Tämän ansiosta heidän hengityselinsä on ainutlaatuinen selkärankaisilla eläimillä.
Saatat olla kiinnostunut myös lintujen erittymisjärjestelmästä.
Lintujen hengitysprosessi
Lintujen hengitysprosessi vaatii kaksi sykliä (hengitä, hengitä, hengitä, hengitä) ilman siirtämiseksi koko hengityselimen läpi. Esimerkiksi nisäkkäät tarvitsevat vain yhden hengitysjakson. (Foster & Smith, 2017).
Linnut voivat hengittää suun tai sieraimien kautta. Ilma, joka kulkee näiden aukkojen läpi hengitysprosessin aikana, kulkee nielun ja sitten henkitorven tai tuulen putken läpi.
Tuuliputki on yleensä samanpituinen kuin linnun kaula, mutta joillakin lintuilla, kuten nosturilla, on poikkeuksellisen pitkä kaula ja niiden putki, joka kiertynee rintalastan jatkeena, joka tunnetaan nimellä köli. Tämä tila antaa linnuille kyvyn tuottaa voimakasta resonanssiääntä.
Hengitys
Ensimmäisen hengityksen aikana ilma kulkee sieraimien tai sieraimien läpi, jotka sijaitsevat nokan yläosan ja pään välisessä risteyksessä. Lihavaa kudosta, joka ympäröi sieraimia, tunnetaan vahana joissakin linnuissa.
Lintujen, kuten nisäkkäiden, ilma liikkuu sieraimien läpi nenäonteloon ja kulkee sitten kurkunpään ja henkitorven suuntaan.
Kun henkitorvessa, ilma kulkee syrinxin (lintujen äänien tuottamisesta vastaava elin) läpi ja sen virta on jaettu kahteen osaan, koska lintujen henkitorvessa on kaksi kanavaa.
Lintujen hengitysprosessissa oleva ilma ei mene suoraan keuhkoihin, ensin se menee niska-ilmapusseihin, josta se kulkeutuu keuhkoihin ja toisen hengityksen aikana se kulkee kallon ilmansäkkien sisään. Tämän prosessin aikana kaikki ilmalaukut laajenevat ilman saapuessa linnun vartaloon.
uloshengitys
Ensimmäisen uloshengityksen aikana ilma siirtyy takaosan ilmapussista keuhkoihin (ventrobronchi ja dorsobronchi) ja sen jälkeen keuhkoihin. Keuhkoputket jaetaan pieniin kapillaarihaaroihin, joiden läpi veri virtaa, juuri näissä ilmakapillaareissa tapahtuu hapen vaihto hiilidioksidiksi.
Toisessa uloshengityksessä ilma poistuu ilmapusseista syrinxin läpi ja sitten henkitorveen, kurkunpään ja lopulta nenäonteloon ja sieraimiin. Tämän prosessin aikana säkkien tilavuus vähenee, kun ilma poistuu linnun rungosta.
Rakenne
Linnuilla on kuitenkin kurkunpää, ja toisin kuin nisäkkäät, ne eivät käytä sitä äänien tuottamiseen. Siellä on syrinx-niminen elin, joka toimii ”äänilaatikkona” ja antaa linnuille mahdollisuuden tuottaa voimakkaasti resonoivia ääniä.
Toisaalta lintuilla on keuhkot, mutta heillä on myös ilmapusseja. Lajeista riippuen linnussa on seitsemän tai yhdeksän ilmahupua.
Linnuilla ei ole kalvoa, joten ilma siirtyy hengityselimeen ja ulos hengitysilmasta ilmansäkkien paineen muutosten kautta. Rintakehän lihakset aiheuttavat rintalastan puristumisen ulospäin, mikä aiheuttaa säkkien negatiivisen paineen, jonka avulla ilma pääsee hengityselimiin (Maina JN, 2005).
Hengitysprosessi ei ole passiivinen, mutta vaatii tiettyjen lihaksien supistumista ilmapussien paineen lisäämiseksi ja ilman ulos ajamiseksi. Koska rintalastan on liikuttava hengitysprosessin aikana, suositellaan, että lintua pyydyttäessä ei käytetä ulkoisia voimia, jotka voisivat estää sen liikkumisen, koska lintu voi tukahduttaa.
Ilmapussi
Lintujen sisällä on paljon "tyhjää tilaa", jonka avulla ne voivat lentää. Tätä tyhjää tilaa vievät ilmalaukut, jotka täyttyvät ja tyhjenevät linnun hengitysprosessin aikana.
Kun lintu paisuttaa rintaansa, eivät keuhkot toimi, vaan ilmapussi. Lintujen keuhkot ovat staattisia. Ilmapussit liikkuvat pumppaamaan ilmaa keuhkojen monimutkaiseen keuhkoputkistoon.
Ilmalaukut mahdollistavat ilman yksisuuntaisen virtauksen keuhkojen läpi. Tämä tarkoittaa, että keuhkoihin päästävä ilma on enimmäkseen "raikasta ilmaa", jolla on korkeampi happipitoisuus.
Tämä järjestelmä on päinvastoin kuin nisäkkäät, joiden ilmavirta on kaksisuuntainen ja joka tulee keuhkoihin ja poistuu niistä lyhyessä ajassa, mikä tarkoittaa, että ilma ei ole koskaan raikas ja sekoittuu aina siihen, joka on jo hengitetty (Wilson, 2010).
Lintuissa on ainakin yhdeksän ilmapussia, joiden avulla ne voivat toimittaa happea kehon kudoksiin ja poistaa jäljellä olevan hiilidioksidin. Ne myös säätelevät kehon lämpötilaa lentovaiheen aikana.
Lintujen yhdeksän ilmapussia voidaan kuvata seuraavasti:
- Interclavicular-ilmapussi
- Kaksi kohdunkaulan ilmapussia
- Kaksi rintakehän etuosaa
- Kaksi rintakehän takaosaa
- Kaksi vatsan ilman säkkiä
Näiden yhdeksän säkin toiminta voidaan jakaa etuosapussiin (interklavalaariseen, kohdunkaulan ja rintakehän etuosaan) ja takaosaan (rintakehän ja vatsan takaosa).
Kaikilla säkkeillä on erittäin ohuet seinät, joissa on joitakin kapillaari-astioita, joten niillä ei ole tärkeätä roolia kaasunvaihtoprosessissa. Heidän velvollisuutensa on kuitenkin pitää keuhkot, joissa kaasunvaihto tapahtuu, tuuletetut.
Henkitorvi
Lintujen henkitorvi on 2,7 kertaa pidempi ja 1,29 kertaa leveämpi kuin samankokoisten nisäkkäiden. Lintujen henkitorven toiminta on sama kuin nisäkkäiden, se koostuu ilmavirtauksen vastustamisesta. Lintujen ilmatila, jonka henkitorven on kestettävä, on kuitenkin 4,5 kertaa suurempi kuin nisäkkäiden henkitorvessa oleva ilmatilavuus.
Linnut kompensoivat henkitorven leveän tyhjän tilan suhteellisen suurella vuoroveden tilavuudella ja pienemmällä hengitysnopeudella, noin kolmanneksella nisäkkäiden. Nämä kaksi tekijää vaikuttavat ilmamäärän pienempaan vaikutukseen henkitorveen (Jacob, 2015).
Henkitorvi haarkaa tai jakautuu kahteen primaariseen keuhkoputkeen syrinxissä. Syrinx on elin, jota esiintyy vain lintuissa, koska nisäkkäissä ääni syntyy kurkunpäässä.
Keuhkojen pääsisäänkäynti tapahtuu keuhkoputkien läpi ja tunnetaan nimellä mesobronchium. Mesobronchus jakaantuu pienempiin putkiin, joita kutsutaan dorsobronchiiksi, jotka puolestaan johtavat pienempiin parabronchiin.
Parabronchi sisältää satoja pieniä oksia ja ilmakapillaareja, joita ympäröi runsaasti verikapillaareja sisältävä verkko. Kaasunvaihto keuhkojen ja veren välillä tapahtuu näissä ilmakapillaareissa.
keuhkot
Lintujen keuhkojen rakenne voi vaihdella hieman parabronkkien seurauksista riippuen. Suurimmalla osalla lintuja on pari parabronchi-paria, jotka koostuvat ”vanhasta” keuhkosta (paleopulmonisesta) ja “uudesta” keuhkosta (neopulmonisesta).
Joillakin lintuilla ei kuitenkaan ole neopulmonista parabronchusta, kuten pingviinien ja joidenkin ankkojen rotujen kohdalla.
Laulavilla lintuilla, kuten kanarilla ja gallinaceae, on kehittynyt neopulmoninen parabronchus, jossa tapahtuu 15% tai 20% kaasunvaihdosta. Toisaalta ilmavirta tässä parabronchuksessa on kaksisuuntainen, kun taas paleopulmonisessa parabronchuksessa se on yksisuuntainen (Team, 2016).
Lintujen kohdalla keuhkot eivät laajene tai supistu, kuten tekevät nisäkkäistä, koska kaasunvaihto ei tapahdu alveoleissa, vaan ilmakapillaareissa ja ilmalaukut vastaavat keuhkojen tuuletuksesta..
Viitteet
- Brown, RE, Brain, JD, & Wang, N. (1997). Lintuhengitysjärjestelmä: ainutlaatuinen malli hengitysteiden toksikoosin tutkimuksille ja ilmanlaadun seurannalle. Environ Health Perspect, 188-200.
- Foster, D., ja Smith. (2017). Eläinlääkintä- ja vesipalveluosasto. Haettu lintujen hengitysjärjestelmästä: Anatomia ja toiminta: peteducation.com.
- Jacob, J. (5. toukokuuta 2015). Laajennus. Haettu lintujen hengitysjärjestelmästä: articles.extension.org..
- Maina, JN (2002). Lintujen evoluutio ja erittäin tehokas parabronkiaalinen keuhko. JN Mainassa, selkärankaisten hengityselinten funktionaalinen morfologia (s. 113). New Hampshire: Science Publisher Inc.
- Maina, JN (2005). Lintujen keuhko-ilmajärjestelmä: kehitys, rakenne ja toiminta. Johannesburg: Springer.
- Team, AN (9. heinäkuuta 2016). Kysy luonto. Saatu lintujen hengityselimestä helpottaa hiilidioksidin ja hapen tehokasta vaihtoa jatkuvan yksisuuntaisen ilmavirran ja ilmapussien kautta: asknature.org.
- Wilson, P. (heinäkuu 2010). Currumbin Valley Vet Services. Haettu osiosta Mikä ovat ilmapussi?: Currumbinvetservices.com.au.