Die Atmung von Vögeln erfolgt über die Atemwege dieser Tierklasse; Es ist verantwortlich für die Sauerstoffversorgung der Gewebe und Organe und die Ausscheidung von Kohlendioxid aus dem Körper. Die Luftsäcke, die sich um die Lunge befinden, ermöglichen einen Luftstrom in eine Richtung durch die Lunge und versorgen den Körper des Vogels mit mehr Sauerstoff.
Der unidirektionale Luftstrom, der in die Lunge von Vögeln gelangt, hat einen hohen Sauerstoffgehalt, der höher ist als der in der Lunge eines Säugetiers, einschließlich des Menschen. Einwegströmung verhindert, dass Vögel „alte Luft“ einatmen, dh Luft, die sich kürzlich in ihrer Lunge befand (Brown, Brain & Wang, 1997).
Lage der Atemwege bei einem Vogel
Durch die Möglichkeit, mehr Sauerstoff in der Lunge zu speichern, können Vögel ihren Körper besser mit Sauerstoff versorgen und so ihre Körpertemperatur während des Flugs regulieren.
In der Lunge von Vögeln wird Sauerstoff von den Luftkapillaren zum Blut abgegeben, und Kohlendioxid gelangt vom Blut zu den Kapillaren selbst. Der Gasaustausch ist in diesem Sinne sehr effizient.
Morphologie eines Vogels. Beispiel für Vanellus malabaricus. 1-Schnabel, 2-Kopf, 3-Iris, 4-Schüler, 5-Mantel, 6-kleine Verstecke, 7-Skapuliere, 8-Verstecke, 9-Tertiär, 10-Rumpf, 11-Primär, 12-Entlüftung, 13 -Hoch, 14-Tibia-Fußwurzelgelenk, 15-Fußwurzel, 16-Finger, 17-Tibia, 18-Bauch, 19-Flanken, 20-Brust, 21-Hals, 22-Flechtwerk, 23-Augenstreifen. Quelle: Wikimedia Commons
Das Atmungssystem von Vögeln ist dank der Verwendung einer dünnen Oberfläche, durch die Gase und Blut fließen, effizient, was eine bessere Kontrolle der Körpertemperatur ermöglicht. Die Diffusion von Luft für endotherme Zwecke ist effektiver, da die Oberfläche, durch die Blut und Gase fließen, dünner ist (Maina, 2002).
Vögel haben relativ kleine Lungen und maximal neun Luftsäcke, die ihnen beim Gasaustausch helfen. Dies ermöglicht es, dass ihr Atmungssystem bei Wirbeltieren einzigartig ist.
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Prozess der Vogelatmung
Der Atmungsprozess bei Vögeln erfordert zwei Zyklen (Einatmen, Ausatmen, Einatmen, Ausatmen), um die Luft durch das gesamte Atmungssystem zu bewegen. Säugetiere benötigen beispielsweise nur einen Atemzyklus. (Foster & Smith, 2017).
Vögel können durch den Mund oder die Nase atmen. Die Luft, die während des Inhalationsprozesses durch diese Öffnungen eintritt, strömt durch den Pharynx und dann durch die Luftröhre oder den Windschlauch.
Die Luftröhre hat im Allgemeinen die gleiche Länge wie der Hals des Vogels. Einige Vögel wie Kraniche haben jedoch einen außergewöhnlich langen Hals und ihre Luftröhre kräuselt sich innerhalb einer Verlängerung des Brustbeins, die als Kiel bekannt ist. Dieser Zustand gibt Vögeln die Möglichkeit, Geräusche mit hoher Resonanz zu erzeugen.
Inhalation
Während des ersten Einatmens strömt die Luft durch die Nasenlöcher oder Nasenlöcher, die sich an der Verbindungsstelle zwischen der Oberseite des Schnabels und dem Kopf befinden. Das fleischige Gewebe, das die Nasenlöcher umgibt, ist bei einigen Vögeln als Wachs bekannt.
Luft bei Vögeln wie bei Säugetieren strömt durch die Nasenlöcher in die Nasenhöhle und gelangt dann in den Kehlkopf und die Luftröhre.
In der Luftröhre strömt die Luft durch die Syrinx (Organ, das für die Erzeugung von Geräuschen bei Vögeln verantwortlich ist), und ihr Strom wird in zwei Teile geteilt, da die Luftröhre von Vögeln zwei Kanäle hat.
Die Luft bei der Atmung von Vögeln gelangt nicht direkt in die Lunge, sondern in die kaudalen Luftsäcke, von wo aus sie in die Lunge gelangt, und beim zweiten Einatmen in die kranialen Luftsäcke. Während dieses Prozesses dehnen sich alle Luftsäcke aus, wenn Luft in den Körper des Vogels eindringt.
Ausatmung
Während des ersten Ausatmens gelangt Luft von den hinteren Luftsäcken zu den Bronchien (Ventrobronchi und Dorsobronchi) und anschließend zur Lunge. Die Bronchien sind in kleine Kapillaräste unterteilt, durch die das Blut fließt. In diesen Luftkapillaren findet der Austausch von Sauerstoff gegen Kohlendioxid statt.
Beim zweiten Ausatmen tritt Luft aus den Luftsäcken durch die Syrinx und dann in die Luftröhre, den Kehlkopf und schließlich in die Nasenhöhle und aus den Nasenlöchern aus. Während dieses Vorgangs nimmt das Volumen der Säcke ab, wenn die Luft den Körper des Vogels verlässt.
Struktur
Vögel haben jedoch einen Kehlkopf und verwenden ihn im Gegensatz zu Säugetieren nicht zur Erzeugung von Geräuschen. Es gibt ein Organ namens Syrinx, das als „Sprachbox“ fungiert und es Vögeln ermöglicht, hochresonante Geräusche zu erzeugen.
Auf der anderen Seite haben Vögel Lungen, aber sie haben auch Luftsäcke. Je nach Art hat der Vogel sieben oder neun Luftsäcke.
Vögel haben kein Zwerchfell, daher wird Luft durch Druckänderungen der Luftsäcke in die Atemwege und aus diesen heraus verdrängt. Die Brustmuskeln bewirken, dass das Brustbein nach außen gedrückt wird, wodurch ein Unterdruck in den Säcken entsteht, der es der Luft ermöglicht, in die Atemwege einzudringen (Maina JN, 2005).
Der Ausatmungsprozess ist nicht passiv, sondern erfordert die Kontraktion bestimmter Muskeln, um den Druck in den Luftsäcken zu erhöhen und die Luft herauszutreiben. Da sich das Brustbein während des Atemvorgangs bewegen muss, wird empfohlen, beim Fangen eines Vogels keine äußeren Kräfte auszuüben, die seine Bewegung blockieren könnten, da der Vogel ersticken könnte.
Luftsäcke
Vögel haben viel "leeren Raum" im Inneren, so dass sie fliegen können. Dieser leere Raum wird von Luftsäcken eingenommen, die sich während des Atmungsprozesses des Vogels aufblasen und entleeren.
Wenn ein Vogel seine Brust aufbläst, arbeiten nicht die Lungen, sondern die Luftsäcke. Die Lungen von Vögeln sind statisch, die Luftsäcke sind diejenigen, die sich bewegen, um Luft in ein komplexes Bronchialsystem in der Lunge zu pumpen.
Luftsäcke ermöglichen einen einseitigen Luftstrom durch die Lunge. Dies bedeutet, dass die Luft, die die Lunge erreicht, meist "Frischluft" mit einem höheren Sauerstoffgehalt ist.
Dieses System ist dem von Säugetieren entgegengesetzt, deren Luftstrom bidirektional ist und in kurzer Zeit in die Lunge eintritt und diese verlässt. Dies bedeutet, dass die Luft niemals frisch ist und sich immer mit der bereits eingeatmeten Luft vermischt (Wilson) , 2010).
Vögel haben mindestens neun Luftsäcke, mit denen sie dem Körpergewebe Sauerstoff zuführen und das verbleibende Kohlendioxid entfernen können. Sie spielen auch die Rolle der Regulierung der Körpertemperatur während der Flugphase.
Die neun Luftsäcke von Vögeln können wie folgt beschrieben werden:
- Ein interklavikulärer Luftsack
- Zwei zervikale Luftsäcke
- Zwei vordere Brustluftsäcke
- Zwei hintere Brustluftsäcke
- Zwei Bauchluftsäcke
Die Funktion dieser neun Säcke kann in vordere Säcke (interklavikuläre, zervikale und vordere Brust) und hintere Säcke (hintere Brust und Bauch) unterteilt werden.
Alle Säcke haben sehr dünne Wände mit einigen Kapillargefäßen, so dass sie beim Gasaustauschprozess keine wichtige Rolle spielen. Ihre Aufgabe ist es jedoch, die Lungen, in denen der Gasaustausch stattfindet, belüftet zu halten.
Luftröhre
Die Luftröhre von Vögeln ist 2,7-mal länger und 1,29-mal breiter als die von Säugetieren ähnlicher Größe. Die Arbeit der Luftröhre von Vögeln ist die gleiche wie die von Säugetieren, sie besteht darin, dem Luftstrom zu widerstehen. Bei Vögeln ist das Luftvolumen, dem die Luftröhre standhalten muss, 4,5-mal größer als das Luftvolumen, das in der Luftröhre von Säugetieren vorhanden ist.
Vögel kompensieren den weiten Hohlraum in der Luftröhre mit einem relativ größeren Atemzugvolumen und einer niedrigeren Atemfrequenz, etwa einem Drittel derjenigen von Säugetieren. Diese beiden Faktoren tragen zum geringeren Einfluss des Luftvolumens auf die Luftröhre bei (Jacob, 2015).
Die Luftröhre teilt sich oder teilt sich in zwei primäre Bronchien in der Syrinx. Die Syrinx ist ein Organ, das nur bei Vögeln vorkommt, da bei Säugetieren die Geräusche im Kehlkopf erzeugt werden.
Der Haupteingang zur Lunge erfolgt über die Bronchien und ist als Mesobronchium bekannt. Der Mesobronchus teilt sich in kleinere Röhren, sogenannte Dorsobronchi, die wiederum zu den kleineren Parabronchi führen.
Die Parabronchi enthalten Hunderte kleiner Äste und Luftkapillaren, die von einem üppigen Netzwerk von Blutkapillaren umgeben sind. Innerhalb dieser Luftkapillaren findet der Gasaustausch zwischen Lunge und Blut statt.
Lunge
Die Struktur der Lungen von Vögeln kann je nach den Auswirkungen der Parabronchi leicht variieren. Die meisten Vögel haben ein Paar Parabronchi, die aus einer "alten" Lunge (paläopulmonisch) und einer "neuen" Lunge (neopulmonisch) bestehen.
Bei einigen Vögeln fehlt jedoch der neopulmonale Parabronchus, wie dies bei Pinguinen und einigen Entenrassen der Fall ist.
Singende Vögel wie Kanarienvögel und Gallinaceae haben einen entwickelten neopulmonalen Parabronchus, bei dem 15% oder 20% des Gasaustauschs stattfinden. Andererseits ist der Luftstrom in diesem Parabronchus bidirektional, während er im paläopulmonalen Parabronchus unidirektional ist (Team, 2016).
Bei Vögeln dehnen oder kontrahieren sich die Lungen nicht wie bei Säugetieren, da der Gasaustausch nicht in den Alveolen, sondern in den Luftkapillaren stattfindet und die Luftsäcke für die Belüftung der Lunge verantwortlich sind. .
Verweise
- Brown, RE, Brain, JD & Wang, N. (1997). Das aviäre Atmungssystem: Ein einzigartiges Modell für Studien zur Atemtoxizität und zur Überwachung der Luftqualität. Environ Health Perspect, 188-200.
- Foster, D. & Smith. (2017). Abteilung für Veterinär- und Wasserdienstleistungen. Aus dem Atmungssystem von Vögeln entnommen: Anatomie und Funktion: peteducation.com.
- Jacob, J. (5. Mai 2015). Erweiterung. Aus dem Avian Respiratory System abgerufen: articles.extension.org ..
- Maina, JN (2002). Evolution der Vögel und der hocheffizienten parabronchialen Lunge. In JN Maina, Funktionelle Morphologie des Atmungssystems von Wirbeltieren (S. 113). New Hampshire: Wissenschaftsverlag Inc.
- Maina, JN (2005). Das Lungen-Luft-Sack-System der Vögel: Entwicklung, Struktur und Funktion. Johannesburg: Springer.
- Team, AN (9. Juli 2016). Fragen Sie die Natur. Erhalten von Das Atmungssystem von Vögeln erleichtert den effizienten Austausch von Kohlendioxid und Sauerstoff über einen kontinuierlichen unidirektionalen Luftstrom und Luftsäcke: asknature.org.
- Wilson, P. (Juli 2010). Currumbin Valley Vet Services. Abgerufen von Was sind Luftsäcke ?: Currumbinvetservices.com.au.