Kuşların solunum sistemi benzersizdir. Kuşlarda, hava akımları diğer omurgalıların özelliği olmayan yalnızca bir yöne gider. Bir trakeadan nasıl nefes alıp verebilirsiniz? Çözüm, benzersiz anatomik özelliklerin ve atmosferik akış manipülasyonunun harika bir birleşimidir. Kuşların solunum sisteminin özellikleri, hava keselerinin karmaşık mekanizmalarını belirler. Memelilerde bulunmazlar.
Kuş solunum sistemi: diyagram
Kanatlı hayvanlardaki süreç, memelilerdekinden biraz farklıdır. Akciğerlere ek olarak, hava keseleri de vardır. Türlere bağlı olarak, kuşların solunum sistemi, humerus ve femur, omurlar ve hatta kafatasına erişimi olan bu loblardan yedi veya dokuzunu içerebilir. Diyaframın olmaması nedeniyle göğüs kasları yardımıyla hava keselerindeki basınç değiştirilerek hava hareket ettirilir. Bu, kanatlarda negatif basınç oluşturarak havayı solunum sistemine girmeye zorlar. Bu tür eylemler pasif değildir. Hava kesecikleri üzerindeki basıncı artırmak ve havayı dışarı atmak için belirli kas kasılmalarına ihtiyaç duyarlar.
Kuşların solunum sisteminin yapısı, işlem sırasında göğüs kafesinin yukarı kaldırılmasını içerir. Tüylü akciğerler, memeli organları gibi genişlemez veya büzülmez. Hayvanlarda oksijen ve karbondioksit değişimi alveol adı verilen mikroskobik keselerde gerçekleşir. Kanatlı akrabalarda gaz değişimi, hava kılcal damarları adı verilen mikroskobik tüplerin duvarlarında gerçekleşir. Kuşların solunum organları memelilerinkinden daha verimli çalışır. Her nefeste daha fazla oksijen taşıyabilirler. Benzer ağırlıktaki hayvanlarla karşılaştırıldığında, daha yavaş nefes alma oranları vardır.
Kuşlar nasıl nefes alır?
Kuşların üç farklı solunum organı vardır. Bunlar ön hava keseleri, akciğerler ve arka hava keseleridir. İlk nefeste oksijen, gaganın üst kısmı ile başın birleşme noktasındaki burun deliklerinden geçer. Burada ısıtılır, nemlendirilir ve süzülür. Onları çevreleyen etli dokuya bazı türlerde cere denir. Akış daha sonra burun boşluğuna hareket eder. Solunan hava, iki bronşa ayrılan trakeaya veya nefes borusuna doğru ilerler. Daha sonra her bir akciğerde birçok yola ayrılırlar.
Bu organın dokusunun çoğu yaklaşık 1800 küçük bitişik üçüncül bronştur. Gaz değişiminin gerçekleştiği kan damarlarıyla iç içe geçen küçük hava kılcal damarlarına yol açarlar. Hava akımı doğrudan akciğerlere gitmez. Bunun yerine, kaudal keseleri takip eder. Bronşlardan küçük bir miktar kuyruk oluşumlarından geçer,bu da çap olarak daha küçük kılcal damarlara bölünmüştür. Kuş ikinci kez nefes aldığında, oksijen kafatasındaki hava keselerine girer ve fistül yoluyla gırtlak yoluyla soluk borusuna geri döner. Ve son olarak burun boşluğundan ve burun deliklerinden dışarı.
Karmaşık sistem
Kuşların solunum sistemi çift akciğerlerden oluşur. Gaz değişimi için yüzeyde statik yapılar içerirler. Sadece hava kesecikleri genişler ve büzülür, oksijeni hareketsiz akciğerlerde hareket etmeye zorlar. Solunan hava, tamamen tükenmeden önce iki tam döngü boyunca sistemde kalır. Kuşun solunum sisteminin hangi kısmı gaz değişiminden sorumludur? Akciğerler bu önemli rolü oynar. Orada atılan hava soluk borusu yoluyla vücudu terk etmeye başlar. İlk nefes sırasında atık gazlar ön hava keseciklerine geçer.
Vücudu hemen terk edemezler çünkü ikinci nefeste temiz hava tekrar hem sırt torbalarına hem de ciğerlere girer. Daha sonra, ikinci ekshalasyon sırasında, ilk akış trakeadan dışarı akar ve arka keselerden gelen taze oksijen, gaz değişimi için organlara girer. Kuşların solunum sisteminin yapısı, akciğerlerde devam eden gaz değişiminin yüzeyinin üzerinde tek yönlü (tek taraflı) bir temiz hava akışı oluşturmanıza izin veren bir yapıya sahiptir. Ayrıca bu akış hem inhalasyon hem de ekshalasyon sırasında oradan geçer. Sonuç olarak oksijen ve karbondioksit değişimi sürekli gerçekleşir.
Sistem verimliliği
Kuşların solunum sisteminin özellikleri, vücut hücreleri için gerekli oksijen miktarını almanızı sağlar. Büyük avantaj, bronşların tek yönlü doğası ve yapısıdır. Burada, hava kılcal damarları, örneğin memelilerdekinden daha büyük bir toplam yüzey alanına sahiptir. Bu rakam ne kadar yüksek olursa, kanda ve dokularda o kadar fazla oksijen ve karbondioksit dolaşabilir ve bu da daha verimli nefes almayı sağlar.
Hava keselerinin yapısı ve anatomisi
Kuşun, kaudal ventral ve kaudal torasik dahil olmak üzere birkaç hava tankı seti vardır. Kafatasının bileşimi servikal, klaviküler ve kraniyal torasik keseleri içerir. Büzülmeleri veya genişlemeleri, yerleştirildikleri vücut kısmı değiştiğinde meydana gelir. Boşluğun boyutu kas hareketi ile kontrol edilir. Hava için en büyük kap, periton duvarının içinde bulunur ve içinde bulunan organları çevreler. Aktif bir durumda, örneğin uçuş sırasında, kuşun daha fazla oksijene ihtiyacı vardır. Vücut boşluklarını dar altma ve genişletme yeteneği, yalnızca ciğerlere daha fazla hava girmesini sağlamakla kalmaz, aynı zamanda tüylü yaratığın ağırlığını da hafifletir.
Uçuş sırasında kanatların hızlı hareketi, hava keseciklerini dolduran atmosferik bir akış oluşturur. Karın kasları, istirahat halindeki süreçten büyük ölçüde sorumludur. Kuşların solunum sistemi, memelilerinkinden hem yapısal hem de işlevsel olarak farklıdır. Kuşların akciğerleri vardır - göğüs boşluğunda omurganın her iki tarafında kaburgalar arasında oluşan küçük, kompakt süngerimsi yapılar. Bu kanatlı organların yoğun dokuları, eşit vücut ağırlığına sahip memelilerinki kadar ağırdır, ancak hacminin yalnızca yarısını kaplar. Sağlıklı bireyler açık pembe ciğerlere sahip olma eğilimindedir.
Şarkı söylemek
Kuşların solunum sisteminin işlevleri, vücut hücrelerinin nefes alması ve oksijenlenmesi ile sınırlı değildir. Bu aynı zamanda bireyler arasında iletişimin gerçekleştiği şarkı söylemeyi de içerir. Islık, soluk borusunun yüksekliğinin tabanında bulunan ses organının ürettiği sestir. Memeli gırtlağında olduğu gibi, organdan akan havanın titreşimi ile üretilir. Bu tuhaf özellik, bazı kuş türlerinin insan konuşmasının taklidine varan son derece karmaşık seslendirmeler üretmesine olanak tanır. Bazı şarkı türleri birçok farklı ses üretebilir.
Solunum döngülerinin aşamaları
Solunan hava iki solunum döngüsünden geçer. Bütünlüklerinde, dört aşamadan oluşurlar. Birbiriyle ilişkili birkaç adımdan oluşan bir dizi, temiz havanın akciğerlerin solunum yüzeyiyle temasını en üst düzeye çıkarır. İşlem aşağıdaki gibidir:
- İlk adımda solunan havanın çoğu birincil bronşlardan arka hava loblarına geçer.
- Solunan oksijen arka keselerden akciğerlere doğru hareket eder. Gaz alışverişi burada gerçekleşir.
- Kuş bir daha soluduğunda, doygunoksijen akışı akciğerlerden ön tanklara doğru hareket eder.
- İkinci nefes verme karbondioksitle zenginleştirilmiş havayı ön keselerden bronşlar ve soluk borusu yoluyla atmosfere geri iter.
Yüksek oksijen ihtiyacı
Uçuş için gerekli olan yüksek metabolizma hızı nedeniyle, oksijene her zaman yüksek bir talep vardır. Kuşların ne tür bir solunum sistemine sahip olduğunu ayrıntılı olarak düşünürsek, şu sonuca varabiliriz: cihazının özellikleri bu ihtiyacı karşılamaya oldukça yardımcı olur. Kuşların akciğerleri olmasına rağmen, toplam vücut hacimlerinin %15'ini oluşturan havalandırma için çoğunlukla hava keselerine güvenirler. Aynı zamanda, duvarları iyi bir kan kaynağına sahip değildir, bu nedenle gaz değişiminde doğrudan bir rol oynamazlar. Havayı solunum sisteminde hareket ettirmek için aracı görevi görürler.
Kanatlıların diyaframı yoktur. Bu nedenle memelilerde olduğu gibi solunum organlarının düzenli genişleme ve daralması yerine kuşlarda aktif evre kas kasılmasını gerektiren ekspirasyondur. Kuşların nasıl nefes aldığına dair çeşitli teoriler var. Birçok bilim insanı hala süreci inceliyor. Kuşların ve memelilerin solunum sisteminin yapısal özellikleri her zaman örtüşmez. Bu farklılıklar kanatlı kardeşlerimizin uçmak ve şarkı söylemek için gerekli uyarlamalara sahip olmalarını sağlar. Ayrıca tüm uçan canlılar için yüksek bir metabolizma hızı sağlamak için gerekli bir adaptasyondur.
