Lindude hingamissüsteem on ainulaadne. Lindudel liiguvad õhuvoolud ainult ühes suunas, mis teistele selgroogsetele ei ole omane. Kuidas saab ühe hingetoru kaudu sisse ja välja hingata? Lahendus on hämmastav kombinatsioon ainulaadsetest anatoomilistest omadustest ja atmosfäärivooluga manipuleerimisest. Lindude hingamissüsteemi tunnused määravad õhukottide keerukad mehhanismid. Imetajatel neid ei esine.
Linnu hingamissüsteem: diagramm
Tiivulistel loomadel on protsess mõnevõrra erinev kui imetajatel. Lisaks kopsudele on neil ka õhukotid. Olenev alt liigist võib lindude hingamissüsteem hõlmata seitset või üheksat neist labadest, millel on juurdepääs õlavarreluule ja reieluule, selgroolülidele ja isegi koljule. Diafragma puudumise tõttu liigutatakse õhku rõhku muutes õhukottides rinnalihaste abil. See tekitab labades negatiivse rõhu, surudes õhku hingamisteedesse. Sellised tegevused ei ole passiivsed. Need nõuavad teatud lihaste kokkutõmbeid, et suurendada survet õhukottidele ja suruda õhk välja.
Linnu hingamissüsteemi struktuur hõlmab protsessi käigus rinnaku tõstmist. Sulede kopsud ei laiene ega tõmbu kokku nagu imetajate elundid. Loomadel toimub hapniku ja süsinikdioksiidi vahetus mikroskoopilistes kottides, mida nimetatakse alveoolideks. Tiivulistel sugulastel toimub gaasivahetus mikroskoopiliste torude, mida nimetatakse õhukapillaarideks, seintes. Lindude hingamiselundid töötavad tõhusam alt kui imetajatel. Nad on võimelised kandma iga hingetõmbega rohkem hapnikku. Võrreldes sarnase kaaluga loomadega on hingamissagedus aeglasem.
Kuidas linnud hingavad?
Lindudel on kolm erinevat hingamiselundite komplekti. Need on eesmised õhukotid, kopsud ja tagumised õhukotid. Esimesel hingetõmbel läbib hapnik ninasõõrmeid noka tipu ja pea vahelisel ühenduskohal. Siin seda kuumutatakse, niisutatakse ja filtreeritakse. Neid ümbritsevat lihavat kude nimetatakse mõne liigi puhul tsereeks. Seejärel liigub vool ninaõõnde. Sissehingatav õhk liigub edasi hingetorusse ehk hingetorusse, mis jaguneb kaheks bronhiks. Seejärel hargnevad need igas kopsus paljudeks radadeks.
Suurem osa selle organi kudedest on umbes 1800 väikest külgnevat tertsiaarset bronhi. Need viivad väikeste õhukapillaarideni, mis põimuvad veresoontega, kus toimub gaasivahetus. Õhuvool ei lähe otse kopsudesse. Selle asemel järgneb see sabakottidesse. Väike kogus läbib saba moodustisi läbi bronhide,mis omakorda jagunevad läbimõõduga väiksemateks kapillaarideks. Kui lind hingab teist korda sisse, liigub hapnik kolju õhukottidesse ja se alt läbi fistuli tagasi hingetorusse läbi kõri. Ja lõpuks läbi ninaõõne ja ninasõõrmetest välja.
Keeruline süsteem
Lindude hingamissüsteem koosneb paariskopsudest. Need sisaldavad gaasivahetuseks pinnal staatilisi struktuure. Ainult õhukotid laienevad ja tõmbuvad kokku, sundides hapnikku liikumatute kopsude kaudu liikuma. Sissehingatav õhk jääb süsteemi kaheks täielikuks tsükliks, enne kui see on täielikult ära kasutatud. Milline linnu hingamissüsteemi osa vastutab gaasivahetuse eest? Seda olulist rolli mängivad kopsud. Seal ammendatud õhk hakkab hingetoru kaudu kehast lahkuma. Esimese sissehingamise ajal lähevad heitgaasid eesmistesse õhukottidesse.
Nad ei saa kohe kehast lahkuda, sest teise hingetõmbe ajal siseneb taas värske õhk nii seljakottidesse kui kopsudesse. Seejärel, teise väljahingamise ajal, voolab esimene vool hingetoru kaudu välja ja tagumistest kottidest siseneb värske hapnik gaasivahetuseks organitesse. Lindude hingamissüsteemi struktuuril on struktuur, mis võimaldab teil luua ühesuunalise (ühepoolse) värske õhu sissevoolu kopsudes toimuva gaasivahetuse pinna kohal. Lisaks läheb see vool seal läbi nii sisse- kui väljahingamisel. Selle tulemusena toimub hapniku ja süsinikdioksiidi vahetus pidev alt.
Süsteemi tõhusus
Linnu hingamissüsteemi omadused võimaldavad saada keharakkudele vajaliku hapnikukoguse. Suureks eeliseks on bronhide ühesuunalisus ja struktuur. Siin on õhukapillaaride kogupindala suurem kui näiteks imetajatel. Mida kõrgem see näitaja, seda rohkem saab hapnikku ja süsihappegaasi veres ja kudedes ringelda, mis tagab tõhusama hingamise.
Õhukottide struktuur ja anatoomia
Linnul on mitu õhupaaki, sealhulgas kaudaalne ventraalne ja kaudaalne rindkere. Kraniaalsesse koostisesse kuuluvad emakakaela-, rangluu- ja kraniaalsed rindkere kotid. Nende kokkutõmbumine või laienemine toimub siis, kui muutub kehaosa, kuhu need asetatakse. Õõnsuse suurust kontrollib lihaste liikumine. Suurim õhuanum asub kõhukelme seina sees ja ümbritseb selles asuvaid elundeid. Aktiivses olekus, näiteks lennu ajal, vajab lind rohkem hapnikku. Võime kehaõõnsusi kokku tõmmata ja laiendada võimaldab mitte ainult kiiresti kopsudest rohkem õhku juhtida, vaid ka sulelise olendi raskust kergendada.
Lennu ajal tekitab tiibade kiire liikumine atmosfäärivoolu, mis täidab õhukotid. Puhkuse ajal vastutavad protsessi eest suuresti kõhulihased. Lindude hingamissüsteem erineb nii ehituselt kui ka funktsionaalselt imetajate omast. Lindudel on kopsud – väikesed kompaktsed käsnjas struktuurid, mis moodustuvad rinnaõõnes selgroo mõlemal küljel olevate ribide vahel. Nende tiivuliste elundite tihedad koed kaaluvad sama palju kui sama kehakaaluga imetajatel, kuid võtavad enda alla vaid poole mahust. Tervetel inimestel on tavaliselt heleroosad kopsud.
Laulmine
Lindude hingamissüsteemi funktsioonid ei piirdu ainult hingamise ja keharakkude hapnikuga varustamisega. See hõlmab ka laulmist, mille kaudu toimub inimestevaheline suhtlus. Vile on heli, mille tekitab hingetoru kõrgusel paiknev hääleorgan. Nagu ka imetajate kõri puhul, tekib see elundit läbiva õhu vibratsioonist. See omapärane omadus võimaldab mõnel linnuliigil tekitada äärmiselt keerulisi häälitsusi kuni inimkõne jäljendamiseni. Mõned laululiigid võivad tekitada palju erinevaid helisid.
Hingamistsüklite etapid
Sissehingatav õhk läbib kaks hingamistsüklit. Kokku koosnevad need neljast etapist. Mitmete omavahel seotud sammude seeria maksimeerib värske õhu kontakti kopsude hingamispinnaga. Protsess on järgmine:
- Suurem osa esimese sammu ajal sissehingatud õhust liigub läbi primaarsete bronhide tagumistesse õhusagaratesse.
- Sissehingatav hapnik liigub tagumistest kottidest kopsudesse. Siin toimub gaasivahetus.
- Järgmine kord, kui lind hingab, on küllastunudhapnikuvool liigub kopsudest esipaakidesse.
- Teine väljahingamine surub süsinikdioksiidiga rikastatud õhu eesmistest kottidest läbi bronhide ja hingetoru tagasi atmosfääri.
Suur hapnikutarve
Lennuks vajaliku suure ainevahetuse kiiruse tõttu on hapnikuvajadus alati suur. Arvestades üksikasjalikult, millist hingamissüsteemi lindudel on, võime järeldada: selle seadme omadused aitavad seda vajadust üsna hästi rahuldada. Kuigi lindudel on kopsud, toetuvad nad ventilatsiooniks enamasti õhukottidele, mis moodustavad 15% nende kogu kehamahust. Samal ajal ei ole nende seintel hea verevarustus, mistõttu nad ei mängi otsest rolli gaasivahetuses. Need toimivad vahendajatena õhu liikumisel läbi hingamisteede.
Tiivulistel puudub diafragma. Seetõttu on imetajatel täheldatud hingamiselundite regulaarse laienemise ja kokkutõmbumise asemel lindudel aktiivne faas väljahingamine, mis nõuab lihaste kokkutõmbumist. Lindude hingamise kohta on erinevaid teooriaid. Paljud teadlased alles uurivad seda protsessi. Lindude ja imetajate hingamissüsteemi ehituslikud iseärasused ei lange alati kokku. Need erinevused võimaldavad meie tiivulistel vendadel lendamiseks ja laulmiseks vajalikke kohandusi. See on ka vajalik kohanemine, et säilitada kõigi lendavate olendite kõrge ainevahetus.
