Антон Трошин. Биология птиц
Содержание
В начало...
Сердечно-сосудистая система
Сердце у птиц четырехкамерное, большой
и малый круги кровообращения
полностью разделены. Масса сердца у разных
видов составляет различный процент от
массы тела, при чем масса сердца больше у
птиц, в жизни которых преобладает полет и
которые "лучше" летают, у менее "летучих"
птиц масса сердца меньше. Так же обратная
пропорциональность в массе сердца у
крупных и мелких птиц. Так масса сердца чеглока
составляет 1,7% от массы тела, пустельги
- 1,2%, колибри - 2,5%, синицы гаички
- 1,5%, сороки - 0,09%. Кровообращение,
как и другие процессы, у птиц очень
интенсивное. Частота сокращений сердца у
домового воробья в покое составляет 460, а в
полете до 1000! У голубя - 136-600, у чайки
- 130-650, у куриных - 128-340.
Дыхательная система
Дыхательная система птиц, если не самая
совершенная, то самая сложная среди
позвоночных. В дыхательных путях мертвый
объем ограничивается только трахеей,
а воздух движется через легкие только в
одном направлении, при чем полный цикл
воздух совершает за две пары дыхательных
движений (вдох-выдох-вдох-выдох), так
называемое двойное дыхание.
Дыхательные пути птиц начинаются с ноздрей,
продолжаются в носовую полость и верхнюю
гортань, за гортанью следует трахея, длина и
количество хрящевых колец в
которой у разных птиц сильно варьируют,
затем в месте разветвления трахеи на два
бронха находится нижняя гортань птиц (сиринкс),
которая является основным голосовым
аппаратом птиц. Бронхи, войдя в
легкое, отдают вторичные бронхи, частично
выходящие за пределы легкого и образующие
воздушные мешки, располагающиеся в
различных частях тела птицы. Вторичные
бронхи сообщаются между собой
многочисленными парабронхами,
оплетенными сетью кровеносных
капилляров.
|
Рис. 5. Дыхательная
система птиц
Трахея
Главный бронх
Вторичные бронхи
Парабронхи
Брюшной мешок
Дорзальный грудной мешок
Вентральный грудной мешок
Плечевая кость
Шейный мешок
Межключичный мешок с
выростами
К воздушному мешку в грудине
Выросты шейных позвонков
|
Воздушные мешки в несколько раз
превосходят легкие по объему. Воздушные
мешки расположены между внутренними
органами, между мышцами, под кожей и
сообщаются с некоторыми полостями костей.
Мешки не принимают участия в газообмене,
они выполняют множество функций, среди
которых наиболее важные это обеспечение
вентиляции легких и теплоотдача.
Воздушные мешки - единственная эффективная
система охлаждения птиц. Находясь в самых
"горячих местах", между и вокруг
работающих мышц, в брюшной полости и т.д.,
воздушные мешки наполняются воздухом,
имеющим температуру окружающей среды (а
учитывая высокую температуру у птиц,
которая у разных видов колеблется от 38> до
43,5C , температура среды в большинстве
случаев будет ниже), при этом происходит
испарение жидкости со стенок мешков, что
способствует охлаждению их стенок, таким
образом осуществляя охлаждение тела. А в
полете, когда усиливается мышечная работа,
а значит и теплопродукция, учащается и
работа сердца и усиливается внешнее
дыхание, усиление дыхания будет
способствовать интенсивной теплоотдаче.
Они же могут являться и термоизоляторами,
предотвращая теплообмен между тканями,
которые они разделяют, в частности это
внутренние органы и покровные ткани.
Существует пять пар воздушных мешков и один
непарный. Их так же разделяют на передние и
задние. Передние: шейные, межключичные и
переднегрудные, задние: заднегрудные,
брюшные и межключичный (непарный). Задние
мешки больше передних.
Основная особенность дыхания птиц - легкие,
не подлежащие растяжению, заключенные в
жесткую грудную клетку, которая не меняет
своего объема. Поэтому легкие продуваются
воздухом через систему бронхов, а движение
воздуха обеспечивается изменением объема
дыхательных мешков.
Воздух при вдохе по трахее и первичным
бронхам попадает преимущественно в задние
мешки, при выдохе продвигается в легкие. При
втором вдохе воздух из легких попадает в
передние мешки, при втором выдохе выходит
наружу.
Примечательно, что в дыхательных путях птиц
не обнаружено никаких клапанов, так что все
причудливые движения воздуха происходят по
законам гидродинамики.
Интенсивности газообмена способствует
наличие противоточной системы
кровообращения в легких птиц, т.е. кровь и
воздух движутся в противоположных
направлениях, на встречу друг другу. Из-за
этого "более свежие" порции воздуха
контактируют с "более артериальной"
кровью, что обеспечивает эффективный
газообмен.
Птицы из 1 литра воздуха извлекают 40 мл
кислорода (млекопитающие - 30 мл), при этом
напряженность кислорода в артериальной
крови больше, а двуокиси углерода меньше,
чем в выдыхаемом воздухе!
Попробуем схематично показать, как же
противоточная система обеспечивает такой
великолепный газообмен.
|
Рис. 6. Циркуляция воздуха
Главный бронх
Легкое
Брюшной мешок
Дорзальный грудной мешок
Вентральный грудной мешок
Передние мешки
Неопульмо
|
Газообмен у птиц
|
Рис. 7. Газообмен у птиц
Сверху - парабронх, снизу - капилляр,
направление тока воздуха и крови
указаны стрелками. Красными и синими
кружками обозначены соответствено:
кислород и углекислота. При контакте
воздуха и крови через аэрогематический
барьер концентрации кислорода в
воздухе и в крови стремятся
выравняться. То же касается и
углекислоты. Обратите особое внимание
на разницу между результатами
газообмена - выдыхаемым воздухом и
артериальной кровью. Об этой разнице
соотношений газов говорилось ранее. Частота дыхательных движений, как и
частота сердечных сокращений, тем больше,
чем меньше масса птицы. У утки кряквы в
покое - 10-16, у мелких воробьиных - 60-100 дых.движ./мин. |
Газообмен у других
млекопитающих
|
Рис. 8. Газообмен у
млекопитающих
Здесь схематично изображена альвеола
легкого и капилляр. Направление тока
крови, а так же воздуха при вдохе (слева)
и выдохе (справа) указано стрелками.
Опять же, при контакте воздуха и крови
через аэрогематический барьер
концентрации кислорода, равно как и
углекислоты, в воздухе и в крови
стремятся выравняться. Однако контакт
с воздухом происходит только один раз и
концентрации газов в артериальной
крови и в выдыхаемом воздухе равны.
Это наглядная схема, хотя и весьма
грубо иллюстрирующая механизм
газообмена. В частности, из схемы можно
заключить, будто при вдохе в альвеолах
оказывается сразу вдыхаемый воздух,
что совсем не так (воздух в альвеолах
вообще не движется, происходит только
диффузия газов между вдыхаемым и
альвеолярным воздухом). |
Далее...
Написать комментарий
|