يتم تنفس الطيور عن طريق الجهاز التنفسي لهذه الفئة من الحيوانات ؛ وهي مسؤولة عن أكسجة الأنسجة والأعضاء وطرد ثاني أكسيد الكربون من الجسم. تسمح الأكياس الهوائية الموجودة حول الرئتين بتدفق الهواء في اتجاه واحد عبر الرئتين ، مما يوفر المزيد من الأكسجين لجسم الطائر.
يحتوي التدفق أحادي الاتجاه للهواء الذي ينتقل إلى رئتي الطيور على نسبة عالية من الأكسجين ، أعلى من تلك الموجودة في رئة أي حيوان ثديي ، بما في ذلك البشر. يمنع التدفق أحادي الاتجاه الطيور من استنشاق "الهواء القديم" ، أي الهواء الذي كان مؤخرًا في رئتيهم (Brown، Brain، & Wang، 1997).
موقع الجهاز التنفسي في الطائر
تسمح القدرة على تخزين المزيد من الأكسجين في الرئتين للطيور بتزويد أجسامهم بالأكسجين بشكل أفضل ، وبالتالي الحفاظ على درجة حرارة أجسامهم منظمة أثناء الطيران.
في رئتي الطيور ، يتم توصيل الأكسجين من الشعيرات الدموية إلى الدم ، ويمر ثاني أكسيد الكربون من الدم إلى الشعيرات الدموية نفسها. وبهذا المعنى ، فإن التبادل الغازي فعال للغاية.
مورفولوجيا الطيور. مثال على Vanellus malabaricus. 1 منقار ، 2-رأس ، 3-قزحية ، 4-تلميذ ، 5-عباءة ، 6-أغطية أقل ، 7-Scapulars ، 8-Coverts ، 9-Tertiary ، 10-Rump ، 11-Primary ، 12-Vent ، 13 - مرتفع ، 14 ، مفصل عظم الساق ، 15 ، طرسوس ، 16 إصبعًا ، 17 ، قصبة ، 18 بطن ، 19 جناحًا ، 20 صدرًا ، 21 حلقًا ، 22 عينًا ، 23 شريط عين. المصدر: ويكيميديا كومنز
يتميز الجهاز التنفسي للطيور بالكفاءة بفضل استخدام سطح رقيق يتم من خلاله تدفق الغازات والدم ، مما يسمح بتحكم أكبر في درجة حرارة الجسم. يعد انتشار الهواء لأغراض ماصة للحرارة أكثر فاعلية حيث يكون السطح الذي يتدفق من خلاله الدم والغازات أرق (Maina ، 2002).
تمتلك الطيور رئتين صغيرتين نسبيًا وتسعة أكياس هوائية كحد أقصى تساعدهم في عملية تبادل الغازات. هذا يسمح للجهاز التنفسي أن يكون فريدًا بين الحيوانات الفقارية.
قد تكون مهتمًا أيضًا بالنظام الإخراجي للطيور.
عملية تنفس الطيور
تتطلب عملية التنفس عند الطيور دورتين (الشهيق ، الزفير ، الشهيق ، الزفير) لتحريك الهواء عبر الجهاز التنفسي بأكمله. فالثدييات ، على سبيل المثال ، تحتاج فقط إلى دورة تنفس واحدة. (فوستر وسميث ، 2017).
يمكن للطيور أن تتنفس من خلال أفواهها أو أنفها. يمر الهواء الذي يدخل من خلال هذه الفتحات أثناء عملية الاستنشاق عبر البلعوم ثم عبر القصبة الهوائية أو أنبوب الرياح.
عادةً ما يكون القصبة الهوائية بنفس طول رقبة الطائر ، إلا أن بعض الطيور مثل الرافعات لها رقبة طويلة بشكل استثنائي وقصبة هوائية تلتف داخل امتداد لعظمة القص تُعرف باسم العارضة. تمنح هذه الحالة الطيور القدرة على إنتاج أصوات رنين عالية.
استنشاق
أثناء الاستنشاق الأول ، يمر الهواء عبر فتحات الأنف أو الخياشيم الموجودة عند التقاطع بين أعلى المنقار والرأس. يُعرف النسيج اللحمي الذي يحيط بفتحات الأنف بالشمع في بعض الطيور.
ينتقل الهواء في الطيور ، كما هو الحال في الثدييات ، عبر فتحات الأنف ، إلى التجويف الأنفي ثم إلى الحنجرة والقصبة الهوائية.
وبمجرد دخوله إلى القصبة الهوائية ، يمر الهواء من خلال أنبوب المصفار (العضو المسؤول عن إنتاج الأصوات في الطيور) وينقسم تياره إلى قسمين ، لأن القصبة الهوائية للطيور لها قناتان.
الهواء في عملية تنفس الطيور ، لا يذهب مباشرة إلى الرئتين ، أولاً يذهب إلى الأكياس الهوائية الذيلية ، ومن هناك ينتقل إلى الرئتين وأثناء الاستنشاق الثاني ينتقل إلى الأكياس الهوائية في الجمجمة. خلال هذه العملية ، تتمدد جميع الأكياس الهوائية مع دخول الهواء إلى جسم الطائر.
زفير
أثناء الزفير الأول ، ينتقل الهواء من الحويصلات الهوائية الخلفية إلى القصبات الهوائية (فينتروبونشي و دورسوبرونشي) ثم إلى الرئتين. تنقسم القصبات إلى فروع شعرية صغيرة يتدفق من خلالها الدم ، وفي هذه الشعيرات الدموية يتم تبادل الأكسجين لثاني أكسيد الكربون.
في الزفير الثاني ، يخرج الهواء من الأكياس الهوائية من خلال أنبوب المصفار ثم إلى القصبة الهوائية والحنجرة وأخيراً إلى التجويف الأنفي ومن فتحتي الأنف. خلال هذه العملية ، ينخفض حجم الأكياس مع خروج الهواء من جسم الطائر.
بناء
الطيور لديها حنجرة ، وعلى عكس الثدييات ، فإنها لا تستخدمها لإنتاج الأصوات. هناك عضو يسمى مصفار يعمل بمثابة "صندوق صوت" ويسمح للطيور بإصدار أصوات عالية الرنين.
من ناحية أخرى ، للطيور رئتان ، ولكن لديهم أيضًا أكياس هوائية. اعتمادًا على الأنواع ، سيكون لدى الطائر سبعة أو تسعة أكياس هوائية.
الطيور ليس لديها الحجاب الحاجز ، لذلك يتم تهجير الهواء داخل وخارج الجهاز التنفسي من خلال التغيرات في ضغط الأكياس الهوائية. تتسبب عضلات الصدر في الضغط على عظمة القص إلى الخارج ، مما يخلق ضغطًا سلبيًا في الأكياس التي تسمح للهواء بالدخول إلى الجهاز التنفسي (Maina JN ، 2005).
عملية الزفير ليست سلبية ، ولكنها تتطلب تقلص بعض العضلات لزيادة الضغط في الأكياس الهوائية ودفع الهواء للخارج. بما أن القص يجب أن يتحرك أثناء عملية التنفس ، فمن المستحسن عند الإمساك بالطائر عدم ممارسة قوى خارجية يمكن أن تعيق حركته ، حيث يمكن أن تخنق الطائر.
أكياس هوائية
الطيور لديها الكثير من "المساحات الفارغة" في الداخل تسمح لها بالقدرة على الطيران. يشغل هذا الفضاء الفارغ الأكياس الهوائية التي تنتفخ وتفرغ أثناء عملية تنفس الطائر.
عندما ينفخ الطائر صدره ، لا تعمل الرئتان بل الأكياس الهوائية. تكون رئتا الطيور ثابتة ، والأكياس الهوائية هي التي تتحرك لضخ الهواء إلى نظام الشعب الهوائية المعقد في الرئتين.
تسمح الحويصلات الهوائية بتدفق الهواء في اتجاه واحد عبر الرئتين. هذا يعني أن الهواء الذي يصل إلى الرئتين هو في الغالب "هواء نقي" يحتوي على نسبة أعلى من الأكسجين.
هذا النظام هو عكس نظام الثدييات ، حيث يكون تدفق الهواء فيها ثنائي الاتجاه ويدخل ويخرج من الرئتين في فترة زمنية قصيرة ، مما يعني أن الهواء لا يكون منعشًا أبدًا ويختلط دائمًا مع الهواء الذي تم استنشاقه بالفعل (ويلسون ، 2010).
تحتوي الطيور على تسعة أكياس هوائية على الأقل تسمح لها بتوصيل الأكسجين إلى أنسجة الجسم وإزالة ثاني أكسيد الكربون المتبقي. كما أنها تلعب دور تنظيم درجة حرارة الجسم أثناء مرحلة الطيران.
يمكن وصف الأكياس الهوائية التسعة للطيور على النحو التالي:
- كيس هوائي بين الترقوة
- كيسان هوائي لعنق الرحم
- كيسان هوائيان صدريان أماميان
- كيسان هوائي خلفي صدري
- كيسان هوائيان في البطن
يمكن تقسيم وظيفة هذه الأكياس التسعة إلى أكياس أمامية (بين الترقوة وعنق الرحم وصدري أمامي) وأكياس خلفية (صدرية خلفية وبطن).
تحتوي جميع الأكياس على جدران رقيقة جدًا مع بعض الأوعية الشعرية ، لذا فهي لا تلعب دورًا مهمًا في عملية تبادل الغازات. ومع ذلك ، فإن واجبهم هو الحفاظ على تهوية الرئتين حيث يتم تبادل الغازات.
القصبة الهوائية
يبلغ طول القصبة الهوائية عند الطيور 2.7 مرة أطول و 1.29 مرة من تلك الموجودة في الثدييات ذات الحجم المماثل. عمل القصبة الهوائية للطيور هو نفسه عمل الثدييات ، فهو يتألف من مقاومة تدفق الهواء. ومع ذلك ، في الطيور ، يكون حجم الهواء الذي يجب أن تتحمله القصبة الهوائية 4.5 مرة أكبر من حجم الهواء الموجود في القصبة الهوائية للثدييات.
تعوض الطيور الفراغ الواسع في القصبة الهوائية بحجم مد أكبر نسبيًا ومعدل تنفس أقل ، حوالي ثلث مثيله في الثدييات. يساهم هذان العاملان في تقليل تأثير حجم الهواء على القصبة الهوائية (جاكوب ، 2015).
تنقسم القصبة الهوائية أو تنقسم إلى قصبتين رئيسيتين في مصفار. المصفار هو عضو موجود فقط في الطيور ، حيث يتم إنتاج الأصوات في الثدييات في الحنجرة.
المدخل الرئيسي إلى الرئتين هو من خلال الشعب الهوائية ويعرف باسم الميزوبرونشيوم. ينقسم الميزوبرونخوس إلى أنابيب أصغر تسمى الدرسوبرونكي والتي بدورها تؤدي إلى شبيه القصبات الأصغر.
تحتوي القصبات على مئات الفروع الصغيرة والشعيرات الدموية التي تحيط بها شبكة غزيرة من الشعيرات الدموية. يحدث تبادل الغازات بين الرئتين والدم داخل هذه الشعيرات الدموية.
رئتين
قد يختلف هيكل رئتي الطيور اختلافًا طفيفًا اعتمادًا على تشعبات شبه القصبات. تمتلك معظم الطيور زوجًا من شبه القصبات ، يتكون من رئة "قديمة" (قديمة) ورئة "جديدة" (نيوبولمونيك).
ومع ذلك ، تفتقر بعض الطيور إلى parabronchus neopulmonic ، كما هو الحال مع طيور البطريق وبعض سلالات البط.
الطيور المغردة ، مثل الكناري و gallinaceae ، لديها parabronchus neopulmonic متطور حيث يحدث 15 ٪ أو 20 ٪ من تبادل الغازات. من ناحية أخرى ، يكون تدفق الهواء في هذا parabronchus ثنائي الاتجاه ، بينما في parabronchus paleopulmonic يكون أحادي الاتجاه (Team ، 2016).
في حالة الطيور ، لا تتمدد الرئتان أو تنقبض كما يحدث في الثدييات ، حيث أن تبادل الغازات لا يحدث في الحويصلات الهوائية ولكن في الشعيرات الدموية والأكياس الهوائية مسؤولة عن تهوية الرئتين..
المراجع
- Brown، RE، Brain، JD، & Wang، N. (1997). الجهاز التنفسي للطيور: نموذج فريد لدراسات التسمم التنفسي ومراقبة جودة الهواء. منظور الصحة البيئية ، 188-200.
- فوستر ، دي ، وسميث. (2017). قسم الخدمات البيطرية والمائية. تم الاسترجاع من الجهاز التنفسي للطيور: علم التشريح والوظيفة: peteducation.com.
- جاكوب ، ج. (5 مايو 2015). تمديد. تم الاسترجاع من الجهاز التنفسي للطيور: articles.extension.org..
- ماينا ، جي إن (2002). تطور الطيور والرئة ذات الكفاءة العالية. في JN Maina ، مورفولوجيا وظيفية للجهاز التنفسي الفقاري (ص 113). نيو هامبشاير: Science Publisher Inc.
- ماينا ، جي إن (2005). نظام كيس الهواء الرئوي للطيور: التطور والبنية والوظيفة. جوهانسبرج: سبرينغر.
- Team ، AN (9 تموز 2016). اسأل الطبيعة. تم الحصول عليها من الجهاز التنفسي للطيور يسهل التبادل الفعال لثاني أكسيد الكربون والأكسجين عبر تدفق الهواء أحادي الاتجاه المستمر والأكياس الهوائية: asknature.org.
- ويلسون ، ب. (يوليو 2010). خدمات وادي كورومبين البيطرية. تم الاسترجاع من ما هي أكياس الهواء؟: curumbinvetservices.com.au.