Клас птахів. Системи дихання у птахів Яка будова легень у птахів

Найвища потреба птахів у кисні позначилися на будові їх повітроносних шляхів та легень, а також призвела до появи повітряних мішків.

Повітроносні шляхи у птахів починаються носовими отворами (ніздрями) у дзьобі. Вхід у них оточений віночком з пір'я, що запобігає проникненню пилу та води (у водоплавних птахів ніздрі додатково оточені восковою шкіркою) в носову порожнину. З неї повітря через хоани та ротоглоточную порожнину надходить у верхню горло. Тут надгортаного хряща немає, яке функцію при ковтанні виконує поперечна складка слизової оболонки і задня частина мови. Верхня гортань переходить у довгу трахею, яка складається з великої кількості (у курей від 100 до 130, а у гусей - до 200) замкнених кілець. Наприкінці трахеї розташована нижня або співча гортань. Вона є (рис. 3) розширення, яке через дві голосові щілини, відкривається в правий та лівийголовні (або первинні) бронхи.

Мал. 3. Співоча горло:

1 – трахея; 2 – розширення гортані; 3 - місток;

Стінки голосових щілин при видиху здатні коливатися зі звуковими частотами, а розширення нижньої гортані посилює звук, що утворюється (резонатора). Тому нижня гортань поряд з функцією повітроносних шляхів здатна формувати голос птахів.

Кожен головний бронх (правий та лівий) йде від нижньої гортані до легені на своєму боці.

Легкі птахів розташовані в грудобрюшній порожнині (у птахів є лише зачатки діафрагми) зліва та праворуч від хребта. Вони є пружними (у ссавців вони еластичні), а їх дорсальна поверхня з'єднана з ребрами. Легкі складаються із системи відкритих з обох кінців трубочок, у яких повітря рухається лише одному напрямку. Ці трубочки утворюються при послідовному розподілі правого (у правій легені) і лівого (у лівій легені) первинних бронхів на вторинні ендо- та ектобронхи. У дорсальній частині легені переважно утворюються ендобронхи, а у вентральній - ектобронхи. Ендобронхи проникають у паренхіму легені і там послідовно розпадаються на безліч дрібніших парабронхівта обплетених кровоносними судинами повітряних капілярів(Тут відбувається обмін газів між повітрям та кров'ю). Ектобронхи майже не проникають у паренхіму легені, а виходять із неї та утворюють сліпі вирости, названі повітряними мішками.

Повітряні мішки розташовані між внутрішніми органами, між м'язами, під шкірою, а деякі (особливо у хижих птахів) навіть з'єднуються з порожнинами пневматичних кісток(шийні та спинні кістки, хребці, плечова, грудна та крижова кістки, хребетні кінці ребер). Тому через їх виступаючий уламок птах може дихати при пошкодженні гортані та трахеї. До основних повітряних мішок відносяться чотири парні (шийні, передньогрудні, задньогрудні та черевні) і один непарний (ключичний). По локалізації та вкладу у зовнішнє дихання їх ділять на передні (шийні, ключичний та передньогрудні) та задні (заднігрудні та черевні) повітряні мішки. Їх загальний обсяг у кілька разів більший за легені.

Газообмін у повітряних мішках не відбувається, а основна їх функція полягає у забезпеченні вентиляції легень(Втягують і виштовхують повітря). Крім того, повітроносні мішки забезпечують охолодження птахів,знижують щільність її тіла, служать резервуаром повітря, сприяють нормальному положенню тіла при польоті, виконують роль амортизатора для внутрішніх органівпри різких переміщеннях,а також покращують проходження кишкового вмісту та виділення посліду.

Таким чином, органи дихання та мале коло кровообігу сприяють газообміну між альвеолами легень та кров'ю. Потім, насичена киснем артеріальна кров має бути доставлена до клітин, а надлишок вуглекислого газу, що утворився в них, вже з венозною кров'ю - вступити в структури, що забезпечують його вихід у навколишнє середовище.

Отже, дихання у тварин з легеневим типом дихання можна поділити на такі етапи:

зовнішнє дихання чи вентиляція легень;

обмін газів між альвеолами легень та кров'ю капілярів малого кола кровообігу;

транспорт газів кров'ю;

газообмін між кров'ю капілярів великого колакровообігу та клітинами тканин;

внутрішнє (клітинне чи тканинне) дихання.

Подолаючи повітряні потоки з великою легкістю, птахи виконують різні плавні рухи, чергуючи напрямок польоту. Можливо, вам цікаво буде дізнатися, що подібні маневри пернаті здійснюють завдяки дихальній системі. Птахи вміло вловлюють зустрічний вітер. На думку вчених, механізм літаючих створінь, який відповідає за проходження повітря, налагоджений винятково і набагато складніше, ніж у інших тварин.

Великі можливості пернатих

Цікаво те, що птахи, здійснюючи польоти на далекі відстані, витрачають мінімальна кількістьенергії. Багато хто з них, пролетівши кілька тисяч кілометрів, практично не докладає при цьому особливих зусиль. Було доведено, що пернатим допомагає техніка планування. Пташина майстерність полягає в тому, що вони можуть отримувати енергію з вітру. Спочатку вони злітають далеко вгору в потоці зустрічного вітру, а потім, розвернувшись у певній точці, летять попутно разом з цим повітряним струменем. При цьому важливу роль відіграє анатомічна будова дихальної системи птахів. Детальний розгляд пташиних органів та їх функцій допоможе нам розкрити секрет дивовижних можливостей пернатих.

Загальні відомості

Якщо говорити про дихальну систему птахів коротко, то вона має такі особливості:

Проста будова та невелика величина носової порожнини.
На розгалуженні трахеї (у біфуркації), де вона переходить у два основні бронхи, є механізм для видання звуків – співча гортань.
Оптимальне розташування легені, що дозволяє бронхам увійти всередину його і утворити губчасту гілку з бронхіол, обплутаних павутиною капілярів. Деякі товстіші бронхи не утворюють розвилок, сильно витягуються, виступаючи за межі органу у вигляді тонкостінних мішків.

Схема дихальної системи птахів є якимось добре злагодженим потенціалом, що складається з наступних відділів:

порожнина носа;
Ротова порожнина;
горло;
трахея;
співча гортань;
бронхи;
легеня;
повітроносні мішки.

Будова повітропровідних шляхів

Початковою точкою дихальної системи птахів є ніздрі. Вони відкривають шлях для проходження повітря в порожнину носа і через верхню горло в трахею. Будова самої трахеї у всіх птахів дуже різна і в основному залежить від довжини та кількості кілець, що складаються з хрящової тканини. На місці біфуркації трофеї знаходиться сирінкс, який представляє голосовий апарат пернатих. Розташовується цей спеціальний орган у нижній частині гортані. У цьому місці трахея утворює розвилку з двох бронхів, які заходять у легке. Перетворившись на вторинні бронхи, ці органи частково виходять із легкого, утворюючи повітроносні мішки у різних областях тіла птахів. В організмі пернатих є безліч парабронхів, обплутаних кровоносними капілярами, що взаємодіють із вторинними.

Легкі

Даний орган має витягнуту форму, майже не еластичний і не розташовується вільно. Легкі щільно закріплені між ребрами шляхом вдавлювання верхньої поверхнею дорсальної. На них можна побачити сліди від ребер у вигляді борозенок. Такі органи дихальної системи птахів, як легені та бронхи, мають унікальну будову. Зливаючись між собою, вони являють собою щільну губку, що складається з невеликих відгалужень. При вході в легені, бронхи розходяться більш дрібні освіти. За рахунок вторинних та третинних розвилок бронхів легкі птахи відрізняються губчастою будовою. Вони мають світло-червоний колір і виконують найважливішу функцію газообміну. Дрібні дихальні трубочки, що знаходяться в легенях, пропускають атмосферне повітря в кров крізь епітеліальні клітини. Насичення киснем відбувається також через ендотелій капілярів.

Складний процес дихання

Головна особливість будови дихальної системи птахів - охоплена грудною клітиною легка, не підвладна розтягуванню. Кісткова тканинане дозволяє змінювати конфігурацію птиці в цій галузі, тому легеня пропускає повітря за допомогою бронхів. Далі йдуть повітряні мішки, які забезпечують проходження повітря рахунок зміни свого обсягу. Розтягуються ємності здатні пропускати більшу частину кисню (75%), що потрапив у вторинні бронхи, решта затримується легкими. Коли птах перебуває у польоті, дихальні мішки постійно розширюються та стискаються. Причому, чим швидше відбуватиметься помах її крил, тим інтенсивнішим буде дихання. При скоєнні махів вгору повітря стрімко затягується в легкі і тонкостінні утворення, а коли перната опускає крила, на видиху, з мішків повітря повторно проходить крізь легені.

Особливість, описана вище, спрацьовує у птахів лише у стані польоту. Коли вони знаходяться на відпочинку, грудна клітка знаходить здатність звужуватися та розширюватися.

Завдяки тому, що між диханням та рухом крил існує тісний взаємозв'язок, птах не загине у польоті. Варто звернути увагу ще на одну важливу деталь під час здійснення цього процесу – посилений газообмін.

Подвійне дихання

Дихальна система птахів влаштована в такий спосіб, що у повітряних мішках насичення крові киснем немає. Як згадувалося, у легенях затримується менший обсяг повітря (25%) й у окислення крові використовується мала його частина. Щоб поповнити брак кисню, на виході струмінь повітря з мішків знову проходить через легені. Таким чином, як при вдиху, так і при видиху, легені збагачуються киснем, процес насичення крові відбувається саме в цьому органі. Щоб більш насичене повітря повідомлялося з артеріальною кров'ю, їх потоки рухаються протилежно один до одного. Цей газообмінний процес прийнято називати другим диханням.

Роль повітряних мішків

При вдиху головні бронхи доставляють життєво важливий потік у легені та задні дихальні мішки. На зворотному шляху повітря, що пройшло через легені, надходить у передні резервуари. Справа в тому, що відпрацьоване повітря відразу не залишає організм птаха. В результаті першого видиху він затримується у передньому мішку, а лише після другого залишає його. Виконуючи шлях через центральні бронхи і трахею, він виходить у вигляді діоксиду вуглецю. На його місце моментально надходить наступна порція повітря із заднього мішка, що пройшла крізь легені. Рух потоку відбувається у одному напрямі. Як видно, тонкостінним утворенням відводиться важлива роль процесі дихання птахів.

Повітряних ємностей у пернатих достатньо для того, щоб забезпечити комфортний політ. За рахунок них тіло птиці стає легшим і зменшується його щільність. Добре наповнені мішки, що знаходяться між органами, захищають птахів від перегріву під час подорожі.

Класифікація повітроносних мішків

Пернаті мають 9 тонкостінних повітроносних утворень, що належать до основних. Крім них, дихальна система птахів наділена проміжними наростами і мішками, що розташовуються позаду тулуба.

Основні поділяються на 4 парні утворення та один окремий: шийні, передньогрудні, черевні, задньогрудні та непарний ключичний. Усередині слизову оболонку мішка покриває шар миготливого епітелію. Їхні стінки досить еластичні і мають капілярну мережу. Повітряні утворення укладаються між внутрішніми органами та м'язами. Деякі їх видно навіть у порожнинах деяких трубчастих кісток.

Завдяки наявності цілого комплекту дихальних мішків, в організмі птахів вони можуть виконувати такі ролі:

брати участь у газообмінному процесі;
задавати правильне положення тіла у польоті;
забезпечувати своєчасне охолодження тіла;
створювати захист внутрішніх органів, виступаючи у ролі амортизаторів;
полегшувати вагу тіла;
служити резервуаром повітря.

Голосовий апарат

Одна з найцікавіших функцій дихальної системи птахів – уміння співати. Така майстерність знову ж таки обумовлюється пристроєм унікального механізму повітропровідного апарату. Верхня щілина, розташована за язиком, приводить у верхню частину гортані, яка називається фаринксом. Ця область складається з типових хрящів і як голосовий апарат у пернатих не виступає (як властиво іншим наземним тваринам з класу хребетних).

Сиринкс, що знаходиться на нижній частині гортані, відповідає за приємний спів птахів. Хрящові кільця трахеї підтримують оптимальне розширення стінки цього органу. Від її зовнішньої частини відходять голосові перетинки та впадають у сирінкс. В області біфуркації трофеї всередину гортані входить ще одна перетинка, яка називається внутрішньою голосовою. Коли співочі м'язи починають скорочуватися, перетинки напружуються. При видиху повітря з легенів проникає в голосові щілини та виробляє коливання перетинок, внаслідок чого вони починають видавати звуки. При цьому трахея служить резонатором і розширюється обсягом у момент співу.

Через особливу властивість голосового апарату змінювати свою форму, пернаті можуть відтворювати різні звуки, а деякі з них здатні імітувати мовлення людей. Щоб цей орган нормально функціонував, йому приділяється достатньо місця в пташиному організмі. Виходячи з цього, у дрібних птахів у процес співу залучається майже все тіло.

У маленьких пташок частота актів дихання значно більша, ніж у великих. Наприклад, малий веретенник долає відстань до 10 000 тисяч кілометрів приблизно за 9 діб. Він має здатність відчувати наближення вихорів і намагається вловлювати попутний вітер.

Найменша пташка колібрі за одну секунду виконує до 80 рухів крилами. При цьому вона вміло виконує свій танець у повітрі, літаючи убік, і навпаки. Важить вона трохи більше одного грама, а за розміром така сама, як бджола. Примітно, що ця мініатюрна пташка є близькою родичкою звичайних стрижів.

Дихальна система птахів дозволяє деяким розмовляти. Найвідомішим балакуном вважався папуга Жако. Він також був представником Червоної книги. Йому вдавалося вимовляти повні пропозиції різних мовах. Словниковий запас папуги складав близько 400 слів.

Для чорного стрижу небо слугує рідною домівкою. Птах може бути у висоті кілька років, не повертаючись на землю. Усі свої потреби вона здійснює у польоті.

Крім анатомічної будови, політ великих птахів здійснюється завдяки особливій конструкції: пір'я орлів і лелек по краях їхніх крил вивертаються вгору, утворюючи вертикальний вигин. Ця особливість дозволяє помножити підйомну силу пернатих при невеликому розмірі крила, що полегшує їх політ.

Сапсан - одна з найшвидших представників у всьому світі, яка може набирати до 300 км/год. До того ж птахи тіло птаха сягає 1 м завдовжки. Їхні самки зазвичай більші, ніж самці.

Висновок

Розглянувши особливості дихальної системи птахів, можна сміливо зробити висновок, що це один із найскладніших механізмів, що є в природі. Наприклад, наявність двох гортанів дозволяє пернатим спілкуватися між собою своєю мовою та виконувати гарні мелодії для людей.

Органи дихання птахів характерні: 1) простотою структури носової порожнини. 2) наявністю самостійної ділянки в трахеї для видання звуку (співча гортань), 3) цілком своєрідною будовою легень, що займають дуже мале місце в грудній клітці, але ускладнених розвитком особливих повітроносних мішків. Вони різнобічно обслуговують птахів із оригінальною можливістю вентилювання своїх газообмінних ділянок під час польоту.
Носова порожнина-cavum nabi-вузька та коротка, розділена носовою перегородкою-septum nasi-на праву та ліву половини. Ніздрі або округлі, або овальні, причому у курей при вході в них є невелика нерухома покришка-носовий клапан, а навколо ніздрів розташований віночок коротких щетинкоподібних пір'я. Краї, що обрамляють ніздрі, складаються з восковиці. У гусей та качок наскрізні, тобто сполучені один з одним, ніздрі лежать попереду носової перегородки.
У кожній половині носової порожнини знаходиться по три невеликі хрящові раковини. Лабіринту гратчастої кістки немає. Нюх у птахів слабо розвинений; нюховий нерв їх гілкується в дорзальній раковині та носовій перегородці. Поблизу медіального кута ока у лобовій кістці лежить пакет носових залоз-gl. nasalis,-вивідна протока яких відкривається в носову порожнину.
Гортань-larynx (верхня гортань-larynx superior)-розташована на дні глотки, де видно вхід у горло у формі щілинного отвору, оточеного віночком сосочків слизової оболонки.

Остів гортані (рис. 274) складається лише з кільцеподібного та черпалоподібного хряща. Кільцеподібний хрящ-cartilago cricoidea-складний і побудований з пластинок: непарної вентральної (1, 1"), парних бічних (2, 2') та непарної дорзальної ділянки (3, 3'). Вентральна, увігнута всередину гортані пластинка рано окостеніє. ділянку дорзального краю пластинки скріплюється з бічними пластинками (у гусей зростається) Бічні пластинки з дорзального боку замикаються рано окостеневающим дорзальним ділянкою кільцеподібного хряща, з'єднуючись, таким чином, нерухомо.На ньому попереду є дві суглобові поверхні
Черпалоподібні хрящі-cartilagines arytaenoideae-складаються з хрящової дорзальної та кісткової вентральної ділянок (Ar. d, Ar. v).
Попереду входу в горло на дні глотки слизової оболонкою утворена поперечна складка, що грає роль надгортанника. Внутрішня поверхня горла вистелена миготливим епітелієм і не утворює голосових губ.
Остів гортані досить рухливий і управляється м'язами: а) кільцеподібно-черпалоподібним медіальним-m. cricoarytaenoideus medialis-функціонуючим як звужувач гортані; б) кільцеподібно-черпалоподібним латеральним - m. cricoarytaenoideus lateralis,-розширюючим горло; в) гортаннопід'язичним-m. laryngohyoideus,-висуває гортань вперед, і г) грудинно-гортанним-m. стерноларингіус, що повертає горло на місце покійного становища.
Трахея-trachea (рис. 273-2)-відносно довга, в перерізі округла або поперечноовальна. Її кістяк складається з хрящових кілець, що окостеніють у старих гусей і качок. Слизова оболонка цієї ділянки повітроносного шляху нічого особливого не уявляє. Трахея рухлива і управляється двома м'язами: a) m. ypsilotrachealis йде до трахеї від ключиці (або від нижньої гортані) і супроводжує трахею на всьому її протязі; б) m. Bternotrachealis прямує від грудної кістки до бокових сторін трахеї.
Співоча, або нижня гортань-syrinx s. larynx inferior (рис. 275) - у свійських птахів лежить біля місця розгалуження трахеї на бронхи (syrinx bronchotrachealis). Її анатомічними частинами є: барабан, місток з напівмісячною мембраною та барабанні (зовнішня та внутрішня) перетинки.
Барабан-timpanum (2)-місцева модифікація дихального горла у вигляді розросту декількох потовщених з боків кілець трахеї. У гусей вони зливаються один з одним. У вершини поділу трахеї на бронхи сагітально виступає як підсилювач барабана хрящовий, нерідко окостеневає освіта-місток (3). Він поділяє вхід з трахеї до бронх і доповнюється півмісячною складкою слизової оболонки-membrana semilunaris. У барабані сформовані пристрої, які можна вважати аналогічними голосовим губам ссавців.
Таких голосових пристроїв є дві однаково побудовані пари-права і ліва. Кожна пара складається з внутрішньої та зовнішньої барабанних мембран, що лежать один проти одного.

Внутрішні барабанні мембрани-membranae timpaniformes internae (5)-відходять по сторонах від містка і прилеглої медіальної стінки кожного бронха. Вони сформовані слизовою оболонкою у вигляді еластичних складок, що виступають усередину відповідного бронха.
Зовнішні барабанні мембрани-membranae timpaniformes externae (4)-виступають від зовнішніх стінок кожного бронха, також у вигляді еластичних складок. В результаті коливання цих мембран виходить звук. У качок в області знаходження голосового органу з лівого боку розвинений особливий кістковий барабанний міхур-bulla timpaniformis (рис. 276), що грає роль резонатора.
Самки птахів мають менш диференційовану співочу горло в порівнянні з самцями. У співчих птахів для напруги та розслаблення мембран є спеціальні м'язи.
Легкі-pulmones (рис. 277-8)-побудовані своєрідно і, незважаючи на малу величину, пристосовані до досконалого обміну газами, особливо при польоті. p align="justify"> Для птахів характерно також наявність ряду специфічних випинань деяких бронхів за межі легень з утворенням величезних повітроносних мішків. Вони грають у житті птахів різну роль.
Невеликі за обсягом, рожевого кольору праве і ліве легені розташовані безпосередньо під хребтом і в поглибленнях між хребетними кінцями ребер, внаслідок чого їхня дорзальна поверхня нерівна (вона вклинена в ніші між краями ребер, що виступають). Вентральна поверхня легень належить до описаної вже рудиментарної діафрагми.
По довжині тулуба легені займають місце від одного ребра до розташування нирок.
Будова легень внаслідок своєрідності ходу та розгалуження бронхів дуже складна. Загалом розподіл бронхів такий. Кожне легене з вентрального боку входить головний бронх (b) і тягнеться в товщі органу каудально до заднього краю.
Однак він не закінчується тут, а продовжується за межі легені, розширюючись у великий черевний повітроносний мішок (7) (див. далі).
Незабаром після свого входу в легкий головний бронх злегка веретеноподібно розширюється напередодні vestibulum. Від головного бронха відгалужуються два ряди - дорзальний і вентральний - вторинних бронхів.

Більшість вторинних бронхів залишається в межах паренхіми легень, але три бронхи, як і головний, виходять із кожного легені за межі органу, також формуючи повітроносні мішки (5, 6). Te з вторинних бронхів, які розгалужуються в межах легені, називаються внутрішніми бронхами-ендобронхами, а ті, що виходять своїми кінцями за межі легені-зовнішніми бронхами-ентобронхами. У товщі легені всі вторинні бронхи з'єднані між собою численними дрібнішими бронхами-парабронхами. Від парабронхів уже відгалужується велике числовипинання з дихальними поверхнями», тобто респіраторні ділянки легені. Система бронхіальних розгалужень у легкому має безліч анастомозів.
Повітряні мішки.Як зазначалося вище, ряд наскрізних бронхів відкривається в повітроносні мішки. Вони є тонкостінними випинаннями слизової оболонки, щільно одягненої серозною оболонкою і відносно бідною судинами, і дають відгалуження, що проникають у кістки (за винятком кісток черепа), які і тому стають пневматизованими. Таких мішків в обох легень налічують дев'ять, їх один непарний, інші парні.
1)Межключнчный мішок-saccus interclavicularis (1)-розвивається в непарний орган завдяки злиттю по середній сагітальної лінії двох спочатку розділених випинань з того й іншого легені. Випинання походить від ключичного вентрального ектобронху. Цей мішок підрозділяється на внутрішньогрудний та позагрудний відділи.
Внутрішньогрудний відділ лежить між ключицями і охоплює з вентральної, дорзальної та бічних сторін серце. Позагрудний відділ утворює ряд виростів, серед яких пахвовий дивертикул – diverticulum axiliaro (2) – повідомляється ходом з плечовою кісткою (3). Цей дивертикул грає велику роль газообміні при польоті птахів.
2) Шийні (парні) мішки-sacci cervicales (4)-розвиваються з шийного вентрального ектобронху кожного легені. Вони розташовані над трахеєю та стравоходом. Від переднього кінця шийного мішка бере початок повітроносний хід, що прямує в шию і пневматизує шийні хребці. Є також хід, що проводить повітря у грудні хребці та ребра.
3) Краніальні грудні (або проміжні) мішки-sacci thoracici (intermedii) craniales (5)-походять з каудо-вентрального ектобронху. Вони лежать під легкими і простягаються назад до останнього ребра,
4) Каудальні грудні (або проміжні) мішки-sacci thoracici (intermedii) caudales (6)-похідні відгалуження задньої ділянки головного бронха, тобто відходять так само, як і наступний, черевний мішок. Вони належать до печінки, шлунка, кишечника та черевних мішків.
5) Черевні мішки-sacci abdominales (7)-найбільш об'ємні, з дуже еластичними стінками і починаються від заднього кінця головного бронха. Вони вільно лежать у порожнині тіла та мають ряд дивертикулів. Останні пневматизують поперекові та крижові хребці, кістки тазу та стегнову кістку.
Задні грудні та черевні мішки характеризуються специфічною особливістю, Що полягає в тому, що від них відокремлюються мішкові бронхи-saccobronclii (d, е). Ці бронхи також вступають у легеню, розгалужуються в його товщі і з'єднуються з респіраторними ділянками легень.
Значення повітроносних мішків різноманітне, але на першому плані стоїть їхній ділянці в газообміні. По-перше, мішки служать запасними резервуарами повітря, що має велике значення для птахів; так, качки і гуси можуть довго тримати голову зануреною у воду, шукаючи корм. По-друге, завдяки мішкам сам акт газообміну піднімається на вельми досконалий ступінь, так як газообмінне поле легень може отримувати свіжі порції кисню з двох протилежних сторін: а) при вдиху з трахеї звичайним шляхом; б) при видиху з двох задніх повітроносних мішків. через мішкові бронхи. У силу такого пристрою окислювальний процес в організмі птахів, а отже, і прояви їхнього життя, протікає дуже інтенсивно, з виділенням значної кількості теплоти. Температура тіла птахів перевищує таку ссавців. По-третє, пахвові дивертикули міжключичних мішків при польоті птахів виконують роль хутра, що замінює рух грудної клітки. При спокої та поступальних рухах по суші, інакше кажучи, при складених крилах, дихальні рухи відбуваються шляхом розширення та спаду грудної клітки, особливо руху грудної кістки (рис. 278). При польоті грудна клітка як опорне місце для м'язів крил міцно фіксується. Вентиляція легень у умовах здійснюється пасивно внаслідок здавлювання і розширення пахвових дивертикулів помахами крил за скорочення і розслаблення грудних м'язів.

Дихальна система птахів вважається найскладнішою серед усіх тварин.

Це і зрозуміло: літаючий спосіб життя вимагає виключно розвиненого дихального механізму та налагодженої його роботи.

Схема дихальних шляхів

Дихальні шляхи птахів є складною системою, що складається з кількох частин:

Носова та ротова порожнини;
Верхня та нижня гортань (фаринкс та сирінкс);
Трахея;
Бронхи;
Повітряні мішки.

Бронхи становлять основу легень. При цьому птахи мають лише одну трахею, на відміну від ссавців. Вдих і видих за такої системи здійснюються більш ускладненим шляхом. Легкі птахи влаштовані так, що повітря через них проходить наскрізь.

При цьому лише 25 відсотків повітря залишається у них, решта набирається у повітряні мішки. При видиху в легені потрапляє решта кисню. Ця система називається подвійним диханням і є характерною особливістю птахів.

Повітряні мішки птиці є головним «носієм кисню» і дозволяють «пташиний парадокс», що полягає в тому, що дихати птахам потрібно набагато більше, ніж ссавцям і людині, але їх легені мають значно менші відносні розміри, малорухливі та прикріплені до кісток хребта та ребер.

У птахів немає діафрагми, і рух повітря створюється рахунок зміни тиску в повітряних мішках, які розтягуються і стискаються грудними м'язами. Повітряний мішок відіграє роль насоса.

будова дихальної системи птахів фото

Розширюючи його, птах нагнітає в нього зовнішнє повітря (деяка частина якого, як говорилося, осідає в легень через відгалуження в трахеї); потім вона стискає його, і повітря проходить іншим шляхом – через легені, звідки виходить у трахею та назовні.

Таке дихання стає інтенсивнішим під час польоту; повітря самостійно нагнітається у повітряний мішок і виходить із нього в процесі помаху крилами. Чим інтенсивніше птах махає крилами, тим глибше він дихає.

Крім дихальної функції повітряні мішки виконують додаткові: полегшують масу тіла, сприяють виділенню зайвого тепла, а у водоплавних птахів ще й забезпечують плавучість.

Ефективність

Описана будова дихальних шляхів птахів дозволяє більш ефективно здійснювати газообмін порівняно з легенями ссавців, а тим більше рептилій та амфібій. Свіже повітря надходить у легені і під час вдиху, і під час видиху.

При цьому відпрацьоване повітря не може відразу покинути організм: між легенями та трахеєю знаходиться передній повітряний мішок, і при першому видиху непотрібне повітря залишається там. Під час другого видиху повітря звідти виходить назовні, а його місце заповнює нова порція, що пройшла з головного – заднього повітряного мішка через легені.

Комплект повітряних мішків у птахів досить великий і обмежується розглянутими двома. Є черепні мішки, до складу яких входять ключичний, шийний та краніальний. Велика кількість цих порожнин забезпечує птаху легке тіло, здатне до тривалого польоту.

Однак функції дихальної системи птахів не обмежуються власне диханням. Вона відповідає і за співи. Повітря проходить через нижню гортань - Сірінкс, яка також є відмінною особливістю класу птахів. Трахея грає роль резонатора і може збільшуватися обсягом під час співу.

Ці та інші зміни форми голосового апарату дозволяють птахам відтворювати величезну кількість звуків, зокрема імітувати людську мову. Виходячи із розмірів трахеї, можна сказати, що у маленьких птахів за резонування відповідає весь організм.

Дихальна система птахів особлива. Це пов'язано з тим, що для польоту потрібно більше енергії, ніж це потрібно для ходіння по землі і для плавання в товщі води. Щоб в організмі вироблялося більше енергії, йому потрібно більше кисню. Отже, дихальна система птахів у процесі еволюції мала стати дуже ефективною, як і сталося. Для птахів характерно так зване подвійне диханняколи кисень у легені надходить і при вдиху і при видиху. Таке дихання ще називають безперервним. Це можливо завдяки тому, що птахи мають не тільки легені, але і легеневі мішки. Легеневі мішки також називають повітряними мішками.

При вдиху птиці повітря заповнює як легкі, і задні легеневі мішки. Газообмін (тобто проникнення в кров кисню та виділення з неї вуглекислого газу) відбувається лише у легенях. Тому на вдиху повітря в задніх міхах залишається свіжим (багатим киснем). На видиху використане повітря з легенів виходить у передні повітряні мішки, а свіже повітря із задніх легеневих мішків надходить у легені. З передніх повітряних мішків виходить через центральні бронхи та трахею назовні при видиху.

Як відомо, дихальну систему тварин (зокрема і птахів) становлять як легкі, а й інші органи, переважно грають допоміжну функцію. У птахів це горло, трахея, бронхи. Крім того, у птахів у нижній частині трахеї є нижня гортань з голосовим апаратом. Спочатку йде верхня горло, потім трахея, далі нижня горло, від неї відходить один центральний бронх, який розгалужується на два (правий і лівий). Бронхи заходять у легені та гілкуються там на дрібні вторинні та третинні.

Найлегші птахів мають губчасту будову. Причому ця «губка» досить щільна, що складається переважно з дрібних відгалужень бронхів. Стінки вторинних та третинних бронхів містять густу капілярну мережу.

Легеневі мішки птахів за обсягом можуть у рази перевищувати легені. Це важливо не тільки для процесу дихання, але і для зменшення щільності тіла, а також для охолодження в процесі польоту. Енергія виділяється навіть у вигляді тепла. Якби птиці у своїй ефективно не охолоджували тіло, то перегрілися б.

У дихальній системі птахів зазвичай повітряних мішків чотири пари та один непарний. Вони мають тонкі стінки, які легко розтягуються. Мішки утворюються як вирости бронхів. Повітряні мішки лежать серед внутрішніх органів, між м'язами і навіть заходять у порожнини трубчастих кісток.

Механізм засмоктування та викидання повітря у птахів у польоті та у спокої (коли вони не летять) різниться. У спокої птахи розширюють та стискають грудну клітку. У польоті розширюються та стискаються повітряні мішки завдяки рухам м'язів крил та черевним м'язам. Груди птахів у польоті залишаються майже нерухомими і створюють опору для крил. Коли крила піднімаються, повітряні мішки розтягуються, коли опускаються, мішки стискаються. Таким чином, чим сильніший і частіше птах махає крилами, тим інтенсивніше здійснюється процес дихання. Кількість вдихів-видихів за хвилину в польоті у птахів може бути більшою в десятки разів порівняно зі станом спокою.