النظام التنفسي الطيور: وظائف ، هيكل

الجهاز التنفسي للطيور فريد من نوعه. في الطيور ، تذهب تدفقات الهواء فقط في اتجاه واحد ، وهذا ليس هو الحال مع الفقاريات الأخرى. كيف يمكن للمرء أن يستنشق والزفير من خلال القصبة الهوائية؟ الحل هو مزيج مذهل من الخصائص التشريحية الفريدة والتلاعبات في تدفق الغلاف الجوي. ملامح الجهاز التنفسي للطيور تسبب آليات معقدة من أكياس الهواء. هم غير موجودون في جسم الثدييات.

نظام التنفس الطيور: مخطط

يتم تنفيذ العملية المجنحة عدة مراتبشكل مختلف عن الثدييات. بالإضافة إلى الرئتين ، لديهم أيضًا أكياس هوائية. اعتمادا على الأنواع ، يمكن أن يشمل الجهاز التنفسي للطائر سبعة أو تسعة من هذه الشفرات ، والتي لديها إمكانية الوصول إلى العضد وعظم الفخذ ، والفقرات وحتى الجمجمة. بسبب عدم وجود غشاء ، يتم تحريك الهواء عن طريق تغيير الضغط في أكياس الهواء بمساعدة العضلات الصدرية. وهذا يخلق ضغطًا سلبيًا في الشفرات ، مما يؤدي إلى دخول الهواء إلى الجهاز التنفسي. مثل هذه الإجراءات ليست سلبية. وهي تتطلب تقلصات عضلية معينة لزيادة الضغط على الأكياس الهوائية ودفع الهواء إلى الخارج.

هيكل الجهاز التنفسي للطيور ينطويرفع القص خلال العملية. الطيور الخفيفة لا تتوسع أو تنكمش كأعضاء في الثدييات. في الحيوانات ، يحدث تبادل الأكسجين وثاني أكسيد الكربون في الأكياس الميكروسكوبية التي تسمى الحويصلات الهوائية. في الأقارب المجنحة ، يحدث تبادل الغازات في جدران الأنابيب المجهرية ، المسماة الشعيرات الهوائية. تعمل أجهزة التنفس للطيور بشكل أكثر فاعلية من الثدييات. انهم قادرون على حمل المزيد من الأكسجين مع كل نفس. بالمقارنة مع الحيوانات ذات الوزن المماثل ، هناك معدلات تنفسية أبطأ.

كيف تتنفس الطيور؟

الطيور لديها ثلاث مجموعات مختلفة من الأجهزة التنفسية. هذه هي أكياس الهواء الأمامية ، أكياس الهواء الخفيفة والخلفية. خلال الاستنشاق الأول ، يمر الأكسجين عبر فتحات الأنف عند التقاطع بين الجزء العلوي من المنقار والرأس. هنا يتم تسخينها ، ترطيبها وتصفيتها. يطلق على الأنسجة اللحمية المحيطة بها ، في بعض الأنواع ، اسم الشمع. ثم ينتقل التيار إلى التجويف الأنفي. يذهب الهواء المستنشق إلى أسفل في القصبة الهوائية ، أو الحنجرة التنفسية ، التي تنقسم إلى شعبتين. علاوة على ذلك ، فإنها تتفرع إلى العديد من المسارات في كل رئة.

معظم نسيج هذا العضو هو حول1800 القصبة الهوائية المجاورة المجاورة الصغيرة. فهي تؤدي إلى شعيرات دموية صغيرة متداخلة مع الدم ، حيث يوجد تبادل للغازات. تدفق الهواء لا يذهب مباشرة إلى الرئتين. بدلا من ذلك ، يتبع الحويصلات الذيلية. يمر مقدار صغير من خلال التكوينات الذيلية من خلال القصبات الهوائية ، والتي بدورها تنقسم إلى شعيرات أصغر في القطر. عندما يستنشق الطائر مرة ثانية ، ينتقل الأوكسجين إلى الأكياس الهوائية القحفية ، وينتقل عبر الناسور إلى القصبة الهوائية عبر الحنجرة. وأخيرا ، من خلال تجويف الأنف ويخرج من فتحتي الأنف.

نظام معقد

يتكون الجهاز التنفسي للطيور من الرئتين المقترنين. أنها تحتوي على هياكل ثابتة على السطح لتبادل الغاز. قم بتوسيع وسحب الحقائب الهوائية فقط ، مما يجبر الأكسجين على التحرك عبر الرئتين. ويبقى الهواء المستنشق في النظام لدورتين كاملتين قبل استهلاكه بالكامل. أي جزء من الجهاز التنفسي للطيور هو المسؤول عن تبادل الغازات؟ لعبت هذا الدور المهم من قبل الرئتين. يبدأ الهواء المنهك هناك في مغادرة الجسم عبر القصبة الهوائية. خلال الاستنشاق الأول ، تمر غازات العادم إلى الأكياس الهوائية الأمامية.

لا يمكنهم ترك الجسم في الحال ، لأنمرة ثانية من الهواء الاستنشاق الثاني يدخل مرة أخرى على حد سواء أكياس الظهر والرئتين. ثم ، خلال الزفير الثاني ، يتدفق التدفق الأول من خلال القصبة الهوائية ، ويدخل الأكسجين الطازج من الحويصلات الخلفية الأعضاء لتبادل الغازات. هيكل الجهاز التنفسي للطيور لديه بنية تسمح لك بإنشاء تدفق أحادي الاتجاه (من جانب واحد) للهواء النقي فوق سطح تبادل الغازات في الرئتين. بالإضافة إلى ذلك ، يمر هذا التدفق خلال كل من الاستنشاق وانتهاء الصلاحية. ونتيجة لذلك ، يتم تبادل الأكسجين وثاني أكسيد الكربون بشكل مستمر.

كفاءة النظام

ميزات الجهاز التنفسي للطيور تسمحتلقي كمية الأكسجين اللازمة للخلايا في الجسم. والميزة الكبرى هي هيكل أحادي الاتجاه والشعب الهوائية. هنا الشعيرات الدموية الهواء على مساحة إجمالية تفوق، على سبيل المثال، في الثدييات. أكبر هذا المؤشر، يمكن أن المزيد من الأوكسجين وثاني أكسيد الكربون تعمم في الدم والأنسجة، والتي تنص على التنفس أكثر كفاءة.

هيكل وتشريح الأكياس الهوائية

الطائر لديه عدة مجموعات من الهواءالقدرات ، بما في ذلك الذيلية الصدرية والذيلية الذيلية. يشمل الهيكل القحفي الكيسات الصدرية والرقبة والصدر القحفية. يحدث تقلصهم أو توسعهم عندما يتغير جزء الجسم الذي يتواجدون فيه. يتم التحكم في حجم التجويف بواسطة حركة العضلات. تقع أكبر سعة للهواء داخل الجدار البريتوني وتحيط بالأعضاء الموجودة فيه. في حالة نشطة ، على سبيل المثال ، أثناء الرحلة ، يحتاج الطائر إلى مزيد من الأكسجين. تسمح لك القدرة على الضغط وتوسيع تجاويف الجسم ليس فقط بقيادة المزيد من الهواء عبر الرئتين ، ولكن أيضًا لتسهيل وزن المخلوق ذي الريش.

خلال الرحلة ، الحركة السريعة للأجنحةيخلق تدفق جوي يملأ الأكياس الهوائية. إن عضلات الصحافة البطنية مسؤولة إلى حد كبير عن العملية ، حيث تكون في حالة هدوء. يختلف النظام التنفسي للطيور على حد سواء من الناحية الهيكلية والوظيفية عن تلك المتأصلة في الثدييات. تحتوي الطيور على رئات ، وهي هياكل إسفنجية صغيرة مدمجة تشكلت بين الضلوع على جانبي العمود الفقري في التجويف الصدري. تزن الأنسجة الكثيفة لهذه الأعضاء المجنحة بقدر ما تزن في الثدييات ذات وزن الجسم المتساوي ، ولكنها تحتل فقط نصف الحجم. الأفراد الأصحاء ، كقاعدة عامة ، لديهم لون وردي فاتح خفيف.

الغناء

وظائف الجهاز التنفسي للطيور ليست كذلكمحدودة فقط عن طريق التنفس والأكسجين من خلايا الجسم. ويشمل ذلك أيضًا الغناء ، والذي يتم من خلاله التواصل بين الأفراد. الصفير هو الصوت الذي تم الحصول عليه بواسطة العضو الصوتي الموجود في قاعدة ارتفاع القصبة الهوائية. كما هو الحال مع حنجرة الثدييات ، يتم إنتاجه عن طريق اهتزاز الهواء المتدفق عبر العضو. تسمح هذه الخاصية الغريبة لبعض أنواع الطيور بإنتاج أصوات معقدة للغاية ، وصولا إلى تقليد الكلام البشري. يمكن لبعض المطربين إنتاج العديد من الأصوات المختلفة.

مراحل دورات التنفس

الهواء المستنشق يمر عبر اثنين من الجهاز التنفسيدورة. في مجملها تتكون من أربع مراحل. سلسلة من عدة خطوات متداخلة تزيد من اتصال الهواء النقي بسطح الجهاز التنفسي للرئتين. هذه العملية هي كما يلي:

1. معظم الهواء ، الذي يتم استنشاقه للخطوة الأولى ، يمر عبر القصبات الهوائية الأساسية إلى شفرات الهواء الخلفية.
2. ينتقل الأكسجين المستنشق من الأكياس الخلفية إلى الرئتين. هناك تبادل الغازات.
3. في المرة التالية التي يستنشق فيها الطير ، ينتقل التيار الغني بالأكسجين من الرئتين إلى الخزانات الأمامية.
4. الزفير الثاني يزيح الهواء المخصب من ثاني أكسيد الكربون من الحويصلات الأمامية من خلال القصبات الهوائية والقصبة الهوائية إلى الغلاف الجوي.

ارتفاع الطلب على الأوكسجين

بسبب ارتفاع معدل الأيض ،ضروري لرحلة الطيران ، هناك دائما حاجة عالية للأكسجين. بالتفصيل ، مع الأخذ بعين الاعتبار أي نوع من الجهاز التنفسي في الطيور ، يمكننا أن نستنتج: ميزات جهازه تساعد في تلبية هذه الحاجة. على الرغم من أن الطيور لديها رئات ، فإنها تعتمد بشكل كبير على الأكياس الهوائية للتهوية ، والتي تشكل 15 ٪ من إجمالي حجم الجسم. في الوقت نفسه ، لا تحتوي جدرانها على إمدادات دم جيدة ، لذا فهي لا تلعب دورًا مباشرًا في تبادل الغازات. يعملون كوسطاء لحركة الهواء من خلال الجهاز التنفسي.

المجنح لا يوجد لديه الحجاب الحاجز. لذلك ، بدلاً من التوسع والتعاقد بانتظام لأعضاء الجهاز التنفسي ، كما هو ملاحظ في الثدييات ، فإن الطور الفعال في الطيور هو زفير يتطلب تقلص العضلات. هناك العديد من النظريات حول كيفية تنفس الطيور. لا يزال العديد من العلماء يدرسون هذه العملية. لا تتطابق دائمًا خصائص بنية الجهاز التنفسي للطيور والثدييات. هذه الاختلافات تسمح لأخوتنا المجنحة أن يكون لديهم الأجهزة الضرورية للطيران والغناء. بل هو أيضا تكيف ضروري للحفاظ على معدل الأيض عالية لجميع المخلوقات الطائرة.