De ademhaling van vogels wordt uitgevoerd door het ademhalingssysteem van deze klasse dieren; Het is verantwoordelijk voor de zuurstofvoorziening van de weefsels en organen en het verdrijven van kooldioxide uit het lichaam ervan. De luchtzakken rond de longen zorgen voor een eenrichtingsstroom van lucht door de longen, waardoor meer zuurstof naar het lichaam van de vogel wordt gevoerd.
De unidirectionele luchtstroom die in de longen van vogels stroomt, heeft een hoog zuurstofgehalte, hoger dan dat in de longen van welk zoogdier dan ook, inclusief mensen. Eenrichtingsstroom voorkomt dat vogels "oude lucht" inademen, dat wil zeggen lucht die onlangs in hun longen zat (Brown, Brain, & Wang, 1997).
Locatie van het ademhalingssysteem bij een vogel
Door meer zuurstof in de longen op te slaan, kunnen vogels hun lichaam beter van zuurstof voorzien, waardoor hun lichaamstemperatuur tijdens de vlucht wordt gereguleerd.
In de longen van vogels wordt zuurstof uit de luchtcapillairen naar het bloed afgegeven en kooldioxide gaat van het bloed naar de haarvaten zelf. Gasuitwisseling is in die zin zeer efficiënt.
Morfologie van een vogel. Voorbeeld van Vanellus malabaricus. 1-snavel, 2-kops, 3-iris, 4-leerling, 5-mantel, 6-kleine dekveren, 7-schouderbladen, 8-dekveren, 9-tertiair, 10-staart, 11-primair, 12-ventilatieopening, 13 -Dij, 14-Tibia-tarsaal gewricht, 15-Tarsus, 16-vingers, 17-Tibia, 18-buik, 19-flanken, 20-borst, 21-keel, 22-Wattle, 23-Eyestripe. Bron: Wikimedia Commons
Het ademhalingssysteem van vogels is efficiënt dankzij het gebruik van een dun oppervlak waardoor gassen en bloed stromen, waardoor de lichaamstemperatuur beter onder controle kan worden gehouden. Verspreiding van lucht voor endotherme doeleinden is effectiever omdat het oppervlak waar bloed en gassen doorheen stromen dunner is (Maina, 2002).
Vogels hebben relatief kleine longen en maximaal negen luchtzakjes die hen helpen bij het gasuitwisselingsproces. Hierdoor is hun ademhalingssysteem uniek onder gewervelde dieren.
Mogelijk bent u ook geïnteresseerd in het uitscheidingssysteem van vogels.
Ademhalingsproces bij vogels
Het ademhalingsproces bij vogels vereist twee cycli (inademen, uitademen, inademen, uitademen) om lucht door het gehele ademhalingssysteem te laten stromen. Zoogdieren hebben bijvoorbeeld maar één ademhalingscyclus nodig. (Foster & Smith, 2017).
Vogels kunnen door hun mond of neusgaten ademen. De lucht die tijdens het inademen door deze openingen binnenkomt, gaat door de keelholte en vervolgens door de luchtpijp of windbuis.
De luchtpijp heeft over het algemeen dezelfde lengte als de nek van de vogel, maar sommige vogels, zoals kraanvogels, hebben een uitzonderlijk lange nek en hun luchtpijp krult in een verlenging van het borstbeen dat bekend staat als de kiel. Deze toestand geeft vogels de mogelijkheid om hoge resonantiegeluiden te produceren.
Inademing
Tijdens de eerste inademing gaat de lucht door de neusgaten of neusgaten die zich bevinden op de kruising tussen de bovenkant van de snavel en het hoofd. Het vlezige weefsel dat de neusgaten omringt, staat bij sommige vogels bekend als de was.
Lucht bij vogels beweegt, net als bij zoogdieren, door de neusgaten, in de neusholte en gaat vervolgens over in het strottenhoofd en de luchtpijp.
Eenmaal in de luchtpijp passeert de lucht de syrinx (orgaan dat verantwoordelijk is voor de productie van geluiden bij vogels) en wordt de stroom in tweeën gedeeld, aangezien de luchtpijp van vogels twee kanalen heeft.
De lucht tijdens het ademhalingsproces van vogels gaat niet rechtstreeks naar de longen, eerst gaat het naar de caudale luchtzakken, vanwaar het naar de longen gaat en tijdens de tweede inademing naar de schedelluchtzakken. Tijdens dit proces zetten alle luchtzakken uit als lucht het lichaam van de vogel binnendringt.
Uitademing
Tijdens de eerste uitademing beweegt lucht van de achterste luchtzakken naar de bronchiën (ventrobronchi en dorsobronchi) en vervolgens naar de longen. De bronchiën zijn verdeeld in kleine capillaire vertakkingen waar het bloed doorheen stroomt, het is in deze luchtcapillairen waar de uitwisseling van zuurstof voor kooldioxide plaatsvindt.
Bij de tweede uitademing verlaat lucht de luchtzakjes via de syrinx en vervolgens in de luchtpijp, het strottenhoofd en uiteindelijk in de neusholte en uit de neusgaten. Tijdens dit proces neemt het volume van de zakken af naarmate de lucht het lichaam van de vogel verlaat.
Structuur
Vogels hebben echter een strottenhoofd en in tegenstelling tot zoogdieren gebruiken ze het niet om geluiden te produceren. Er is een orgel genaamd de syrinx dat fungeert als een "strottenhoofd" en vogels in staat stelt zeer resonerende geluiden te produceren.
Aan de andere kant hebben vogels longen, maar ze hebben ook luchtzakken. Afhankelijk van de soort heeft de vogel zeven of negen luchtzakken.
Vogels hebben geen diafragma, dus lucht wordt in en uit het ademhalingssysteem verplaatst door veranderingen in de druk van de luchtzakken. De borstspieren zorgen ervoor dat het borstbeen naar buiten wordt gedrukt, waardoor een negatieve druk in de zakjes ontstaat waardoor lucht het ademhalingssysteem kan binnendringen (Maina JN, 2005).
Het uitademingsproces is niet passief, maar vereist de samentrekking van bepaalde spieren om de druk in de luchtzakjes te verhogen en de lucht naar buiten te stuwen. Aangezien het borstbeen tijdens het ademhalingsproces moet bewegen, wordt aanbevolen dat bij het vangen van een vogel geen externe krachten worden uitgeoefend die de beweging ervan zouden kunnen blokkeren, aangezien het de vogel kan verstikken.
Luchtzakken
Vogels hebben binnenin veel "lege ruimte" waardoor ze kunnen vliegen. Deze lege ruimte wordt ingenomen door luchtzakken die opblazen en leeglopen tijdens het ademhalingsproces van de vogel.
Wanneer een vogel zijn borst opblaast, zijn het niet de longen die werken, maar de luchtzakken. De longen van vogels zijn statisch, de luchtzakken zijn degenen die bewegen om lucht in een complex bronchiaal systeem in de longen te pompen.
Luchtzakken zorgen voor een eenrichtingsstroom van lucht door de longen. Dit betekent dat de lucht die de longen bereikt meestal "frisse lucht" is met een hoger zuurstofgehalte.
Dit systeem is tegengesteld aan dat van zoogdieren, waarvan de luchtstroom bidirectioneel is en de longen in korte tijd binnenkomt en verlaat, wat betekent dat de lucht nooit fris is en altijd wordt gemengd met de lucht die al is ingeademd (Wilson , 2010).
Vogels hebben minstens negen luchtzakken waarmee ze zuurstof aan lichaamsweefsels kunnen afgeven en de resterende kooldioxide kunnen verwijderen. Ze spelen ook de rol van het reguleren van de lichaamstemperatuur tijdens de vluchtfase.
De negen luchtzakken van vogels kunnen als volgt worden beschreven:
- Een interclaviculaire luchtzak
- Twee cervicale luchtzakken
- Twee anterieure thoracale luchtzakken
- Twee achterste thoracale luchtzakken
- Twee luchtzakken in de buik
De functie van deze negen zakjes kan worden onderverdeeld in voorste zakjes (interclaviculaire, cervicale en voorste thoracale) en achterste zakjes (achterste thoracale en abdominale).
Alle zakjes hebben zeer dunne wanden met enkele capillaire vaten, zodat ze geen belangrijke rol spelen in het gasuitwisselingsproces. Het is echter hun taak om de longen waar gasuitwisseling plaatsvindt, geventileerd te houden.
Luchtpijp
De luchtpijp van vogels is 2,7 keer langer en 1,29 keer breder dan die van zoogdieren van vergelijkbare grootte. Het werk van de luchtpijp van vogels is hetzelfde als dat van zoogdieren, het bestaat erin de luchtstroom te weerstaan. Bij vogels is het luchtvolume dat de luchtpijp moet weerstaan echter 4,5 keer groter dan het luchtvolume dat aanwezig is in de luchtpijp van zoogdieren.
Vogels compenseren de grote lege ruimte in de luchtpijp met een relatief groter teugvolume en een lagere ademhalingssnelheid, ongeveer een derde van die van zoogdieren. Deze twee factoren dragen bij aan de lagere impact van het luchtvolume op de luchtpijp (Jacob, 2015).
De luchtpijp splitst zich of splitst zich in twee primaire bronchiën in de syrinx. De syrinx is een orgaan dat alleen bij vogels voorkomt, omdat bij zoogdieren de geluiden in het strottenhoofd worden geproduceerd.
De hoofdingang naar de longen is via de bronchiën en staat bekend als het mesobronchium. De mesobronchus verdeelt zich in kleinere buisjes, dorsobronchi genaamd, die op hun beurt leiden tot de kleinere parabronchi.
De parabronchi bevatten honderden kleine takken en luchtcapillairen omgeven door een overvloedig netwerk van bloedcapillairen. De gasuitwisseling tussen de longen en het bloed vindt plaats in deze luchtcapillairen.
Longen
De structuur van de longen van vogels kan enigszins variëren, afhankelijk van de vertakkingen van de parabronchi. De meeste vogels hebben een paar parabronchi, bestaande uit een "oude" long (paleopulmonale) en een "nieuwe" long (neopulmonale).
Sommige vogels hebben echter geen neopulmonale parabronchus, zoals het geval is bij pinguïns en sommige eendenrassen.
Zingende vogels, zoals kanaries en gallinaceae, hebben een ontwikkelde neopulmonale parabronchus waar 15% of 20% van de gasuitwisseling plaatsvindt. Aan de andere kant is de luchtstroom in deze parabronchus bidirectioneel, terwijl deze in de paleopulmonale parabronchus unidirectioneel is (Team, 2016).
Bij vogels zetten de longen niet uit of krimpen niet zoals bij zoogdieren, aangezien gasuitwisseling niet plaatsvindt in de longblaasjes maar in de luchtcapillairen en de luchtzakjes verantwoordelijk zijn voor de ventilatie van de longen. .
Referenties
- Brown, RE, Brain, JD, & Wang, N. (1997). Het ademhalingssysteem van vogels: een uniek model voor onderzoek naar respiratoire toxicose en voor het bewaken van de luchtkwaliteit. Environ Health Perspect, 188-200.
- Foster, D., en Smith. (2017). Afdeling Veterinary & Aquatic Services. Opgehaald uit het ademhalingssysteem van vogels: anatomie en functie: peteducation.com.
- Jacob, J. (5 mei 2015). Uitbreiding. Opgehaald van Avian Respiratory System: Articles.extension.org ..
- Maina, JN (2002). Evolutie van de vogels en de zeer efficiënte parabronchiale long. In JN Maina, Functionele morfologie van het gewervelde ademhalingssysteem (p. 113). New Hampshire: Science Publisher Inc.
- Maina, JN (2005). Het long-luchtzaksysteem van vogels: ontwikkeling, structuur en functie. Johannesburg: Springer.
- Team, AN (9 juli 2016). Vraag de natuur. Verkregen uit Het ademhalingssysteem van vogels vergemakkelijken een efficiënte uitwisseling van kooldioxide en zuurstof via een continue unidirectionele luchtstroom en luchtzakken: asknature.org.
- Wilson, P. (juli 2010). Currumbin Valley Vet Services. Opgehaald van What Are Air Sacs?: Currumbinvetservices.com.au.