Das Atmungssystem der Vögel ist einzigartig. Bei Vögeln gehen Luftströmungen nur in eine Richtung, was für andere Wirbeltiere nicht charakteristisch ist. Wie kann man durch eine Luftröhre ein- und ausatmen? Die Lösung ist eine erstaunliche Kombination aus einzigartigen anatomischen Merkmalen und atmosphärischer Strömungsmanipulation. Merkmale des Atmungssystems von Vögeln bestimmen die komplexen Mechanismen der Luftsäcke. Sie kommen bei Säugetieren nicht vor.
Vogelatmungssystem: Diagramm
Der Prozess bei geflügelten Tieren ist etwas anders als bei Säugetieren. Neben Lungen haben sie auch Luftsäcke. Je nach Art kann das Atmungssystem von Vögeln sieben oder neun dieser Lappen umfassen, die Zugang zu Humerus und Femur, Wirbeln und sogar zum Schädel haben. Aufgrund des fehlenden Zwerchfells wird die Luft bewegt, indem der Druck in den Luftsäcken mit Hilfe der Brustmuskeln verändert wird. Dadurch entsteht ein Unterdruck in den Flügeln, wodurch Luft in das Atmungssystem gepresst wird. Solche Aktionen sind nicht passiv. Sie erfordern bestimmte Muskelkontraktionen, um den Druck auf die Luftsäcke zu erhöhen und die Luft herauszudrücken.
Die Struktur des Atmungssystems von Vögeln beinh altet das Anheben des Brustbeins während des Prozesses. Federlungen dehnen oder kontrahieren nicht wie die Organe von Säugetieren. Bei Tieren findet der Austausch von Sauerstoff und Kohlendioxid in mikroskopisch kleinen Bläschen statt, die Alveolen genannt werden. Bei geflügelten Verwandten findet der Gasaustausch in den Wänden mikroskopisch kleiner Röhrchen statt, die als Luftkapillaren bezeichnet werden. Die Atmungsorgane von Vögeln arbeiten effizienter als die von Säugetieren. Sie können mit jedem Atemzug mehr Sauerstoff transportieren. Im Vergleich zu Tieren mit ähnlichem Gewicht gibt es langsamere Atemfrequenzen.
Wie atmen Vögel?
Vögel haben drei verschiedene Arten von Atmungsorganen. Dies sind die vorderen Luftsäcke, die Lunge und die hinteren Luftsäcke. Während des ersten Atemzugs strömt Sauerstoff durch die Nasenlöcher an der Verbindung zwischen der Schnabelspitze und dem Kopf. Hier wird es erhitzt, befeuchtet und gefiltert. Das fleischige Gewebe, das sie umgibt, wird bei einigen Arten Cere genannt. Der Fluss bewegt sich dann in die Nasenhöhle. Die eingeatmete Luft wandert weiter nach unten in die Trachea oder Luftröhre, die sich in zwei Bronchien teilt. Sie verzweigen sich dann in jeder Lunge in viele Pfade.
Der größte Teil des Gewebes dieses Organs besteht aus etwa 1800 kleinen benachbarten tertiären Bronchien. Sie führen zu winzigen Luftkapillaren, die sich mit Blutgefäßen verflechten, in denen der Gasaustausch stattfindet. Der Luftstrom geht nicht direkt zu den Lungen. Stattdessen folgt es in die Schwanzsäcke. Eine kleine Menge geht durch die Schwanzformationen durch die Bronchien,die wiederum in kleinere Kapillaren im Durchmesser unterteilt sind. Wenn der Vogel ein zweites Mal einatmet, bewegt sich Sauerstoff in die kranialen Luftsäcke und zurück durch die Fistel in die Luftröhre durch den Kehlkopf. Und schließlich durch die Nasenhöhle und aus den Nasenlöchern heraus.
Komplexes System
Das Atmungssystem von Vögeln besteht aus gepaarten Lungen. Sie enth alten an der Oberfläche statische Strukturen zum Gasaustausch. Nur die Luftsäcke dehnen sich aus und ziehen sich zusammen, wodurch Sauerstoff gezwungen wird, sich durch die unbeweglichen Lungen zu bewegen. Die eingeatmete Luft verbleibt für zwei komplette Zyklen im System, bevor sie vollständig aufgebraucht ist. Welcher Teil des Atmungssystems des Vogels ist für den Gasaustausch verantwortlich? Die Lunge spielt diese wichtige Rolle. Die dort ausgestoßene Luft beginnt den Körper durch die Luftröhre zu verlassen. Beim ersten Atemzug gelangen die Abgase in die vorderen Luftsäcke.
Sie können den Körper nicht sofort verlassen, da beim zweiten Atemzug wieder frische Luft in beide Rückentaschen und Lungen gelangt. Dann, während der zweiten Ausatmung, strömt der erste Strom durch die Luftröhre aus, und frischer Sauerstoff aus den hinteren Säcken gelangt zum Gasaustausch in die Organe. Die Struktur des Atmungssystems von Vögeln hat eine Struktur, die es Ihnen ermöglicht, einen unidirektionalen (einseitigen) Frischluftstrom über der Oberfläche des laufenden Gasaustauschs in der Lunge zu erzeugen. Außerdem fließt dieser Strom sowohl beim Einatmen als auch beim Ausatmen dorthin. Dadurch findet ein kontinuierlicher Austausch von Sauerstoff und Kohlendioxid statt.
Systemeffizienz
Die Merkmale des Atmungssystems von Vögeln ermöglichen es Ihnen, die für die Körperzellen notwendige Sauerstoffmenge zu erh alten. Der große Vorteil ist die unidirektionale Natur und Struktur der Bronchien. Die Luftkapillaren haben hier eine größere Gesamtoberfläche als beispielsweise bei Säugetieren. Je höher dieser Wert, desto mehr Sauerstoff und Kohlendioxid können im Blut und im Gewebe zirkulieren, was für eine effizientere Atmung sorgt.
Struktur und Anatomie der Luftsäcke
Der Vogel hat mehrere Sätze von Lufttanks, einschließlich des kaudalen ventralen und des kaudalen Brustkorbs. Die Zusammensetzung des Schädels umfasst die zervikalen, klavikulären und kranialen Brustsäcke. Ihre Kontraktion oder Ausdehnung tritt auf, wenn sich der Körperteil, in dem sie platziert sind, verändert. Die Größe des Hohlraums wird durch Muskelbewegung gesteuert. Der größte Luftbehälter befindet sich innerhalb der Wand des Peritoneums und umgibt die darin befindlichen Organe. In einem aktiven Zustand, zum Beispiel während des Fluges, benötigt der Vogel mehr Sauerstoff. Die Fähigkeit, Körperhöhlen zusammenzuziehen und auszudehnen, ermöglicht es nicht nur, schnell mehr Luft durch die Lungen zu treiben, sondern auch das Gewicht der gefiederten Kreatur zu verringern.
Während des Fluges erzeugt die schnelle Bewegung der Flügel eine atmosphärische Strömung, die die Luftsäcke füllt. Die Bauchmuskeln sind im Ruhezustand maßgeblich für den Vorgang verantwortlich. Das Atmungssystem von Vögeln unterscheidet sich sowohl strukturell als auch funktionell von dem der Säugetiere. Vögel haben Lungen - kleine, kompakte, schwammige Strukturen, die sich zwischen den Rippen auf beiden Seiten der Wirbelsäule in der Brusthöhle bilden. Das dichte Gewebe dieser geflügelten Organe wiegt so viel wie das von Säugetieren mit gleichem Körpergewicht, nimmt aber nur die Hälfte des Volumens ein. Gesunde Menschen neigen dazu, hellrosa Lungen zu haben.
Gesang
Die Funktionen des Atmungssystems von Vögeln beschränken sich nicht auf die Atmung und Sauerstoffversorgung der Körperzellen. Dazu gehört auch das Singen, durch das Kommunikation zwischen Individuen stattfindet. Pfeifen ist der Ton, der vom Stimmorgan erzeugt wird, das sich an der Basis der Höhe der Luftröhre befindet. Wie beim Kehlkopf von Säugetieren wird es durch die Vibration der Luft erzeugt, die durch das Organ strömt. Diese besondere Eigenschaft ermöglicht es einigen Vogelarten, äußerst komplexe Lautäußerungen zu erzeugen, bis hin zur Imitation der menschlichen Sprache. Einige Liedarten können viele verschiedene Klänge erzeugen.
Stadien der Atemzyklen
Die eingeatmete Luft durchläuft zwei Atemzyklen. In ihrer Gesamtheit bestehen sie aus vier Stufen. Eine Reihe mehrerer miteinander verbundener Schritte maximiert den Frischluftkontakt mit der Atmungsoberfläche der Lunge. Der Ablauf ist wie folgt:
- Der größte Teil der beim ersten Schritt eingeatmeten Luft gelangt durch die primären Bronchien in die hinteren Luftlappen.
- Der eingeatmete Sauerstoff wandert von den hinteren Säcken zu den Lungen. Hier findet der Gasaustausch statt.
- Das nächste Mal atmet der Vogel satt einDer Sauerstoffstrom bewegt sich von den Lungen zu den vorderen Tanks.
- Die zweite Ausatmung drückt mit Kohlendioxid angereicherte Luft aus den vorderen Säcken durch die Bronchien und die Luftröhre zurück in die Atmosphäre.
Hoher Sauerstoffbedarf
Aufgrund des hohen Stoffwechsels, der für den Flug benötigt wird, besteht immer ein hoher Sauerstoffbedarf. Wenn wir im Detail betrachten, welche Art von Atmungssystem Vögel haben, können wir schlussfolgern: Die Eigenschaften seines Geräts tragen sehr dazu bei, diesen Bedarf zu decken. Obwohl Vögel Lungen haben, verlassen sie sich zur Belüftung hauptsächlich auf Luftsäcke, die 15% ihres gesamten Körpervolumens ausmachen. Gleichzeitig sind ihre Wände nicht gut durchblutet, daher spielen sie keine direkte Rolle beim Gasaustausch. Sie fungieren als Vermittler, um Luft durch das Atmungssystem zu bewegen.
Die Geflügelten haben kein Zwerchfell. Anstelle der regelmäßigen Ausdehnung und Kontraktion der Atmungsorgane, wie sie bei Säugetieren beobachtet wird, ist die aktive Phase bei Vögeln daher die Exspiration, die eine Muskelkontraktion erfordert. Es gibt verschiedene Theorien darüber, wie Vögel atmen. Viele Wissenschaftler untersuchen den Prozess noch. Strukturelle Merkmale des Atmungssystems von Vögeln und Säugetieren stimmen nicht immer überein. Diese Unterschiede ermöglichen unseren geflügelten Brüdern die notwendigen Anpassungen zum Fliegen und Singen. Es ist auch eine notwendige Anpassung, um eine hohe Stoffwechselrate für alle fliegenden Kreaturen aufrechtzuerh alten.
