Sistem pernapasan burung unik. Pada burung, arus udara hanya mengalir ke satu arah, yang bukan merupakan karakteristik vertebrata lain. Bagaimana Anda bisa menghirup dan menghembuskan napas melalui satu trakea? Solusinya adalah kombinasi luar biasa dari fitur anatomi unik dan manipulasi aliran atmosfer. Ciri-ciri sistem pernapasan burung menentukan mekanisme kompleks kantung udara. Mereka tidak ada pada mamalia.
Sistem pernapasan burung: diagram
Proses pada hewan bersayap agak berbeda dari pada mamalia. Selain paru-paru, mereka juga memiliki kantung udara. Tergantung pada spesiesnya, sistem pernapasan burung dapat mencakup tujuh atau sembilan lobus ini, yang memiliki akses ke humerus dan tulang paha, tulang belakang, dan bahkan tengkorak. Karena kurangnya diafragma, udara digerakkan dengan mengubah tekanan di kantung udara dengan bantuan otot-otot dada. Ini menciptakan tekanan negatif di baling-baling, memaksa udara masuk ke sistem pernapasan. Tindakan seperti itu tidak pasif. Mereka membutuhkan kontraksi otot tertentu untuk meningkatkan tekanan pada kantung udara dan mendorong udara keluar.
Struktur sistem pernapasan burung melibatkan peningkatan tulang dada selama proses tersebut. Paru-paru bulu tidak mengembang atau berkontraksi seperti organ mamalia. Pada hewan, pertukaran oksigen dan karbon dioksida terjadi di kantung mikroskopis yang disebut alveoli. Pada kerabat bersayap, pertukaran gas terjadi di dinding tabung mikroskopis yang disebut kapiler udara. Organ pernapasan burung bekerja lebih efisien daripada mamalia. Mereka mampu membawa lebih banyak oksigen dengan setiap napas. Jika dibandingkan dengan hewan dengan berat yang sama, kecepatan pernapasannya lebih lambat.
Bagaimana cara burung bernafas?
Burung memiliki tiga set organ pernapasan yang berbeda. Ini adalah kantung udara anterior, paru-paru dan kantung udara posterior. Selama napas pertama, oksigen melewati lubang hidung di persimpangan antara bagian atas paruh dan kepala. Di sini dipanaskan, dibasahi dan disaring. Jaringan berdaging yang mengelilinginya disebut cere pada beberapa spesies. Aliran tersebut kemudian bergerak ke dalam rongga hidung. Udara yang dihirup bergerak lebih jauh ke dalam trakea, atau tenggorokan, yang terbagi menjadi dua bronkus. Mereka kemudian bercabang menjadi banyak jalur di setiap paru-paru.
Sebagian besar jaringan organ ini adalah sekitar 1800 bronkus tersier kecil yang berdekatan. Mereka mengarah ke kapiler udara kecil yang terjalin dengan pembuluh darah, di mana pertukaran gas terjadi. Aliran udara tidak langsung menuju ke paru-paru. Sebaliknya, ia mengikuti ke dalam kantung ekor. Sejumlah kecil melewati formasi ekor melalui bronkus,yang, pada gilirannya, dibagi menjadi kapiler yang lebih kecil dengan diameter. Ketika burung menarik napas untuk kedua kalinya, oksigen bergerak ke dalam kantung udara kranial dan kembali keluar melalui fistula ke dalam trakea melalui laring. Dan akhirnya melalui rongga hidung dan keluar dari lubang hidung.
Sistem kompleks
Sistem pernapasan burung terdiri dari paru-paru berpasangan. Mereka mengandung struktur statis di permukaan untuk pertukaran gas. Hanya kantung udara yang mengembang dan berkontraksi, memaksa oksigen bergerak melalui paru-paru yang tidak bergerak. Udara yang dihirup tetap berada dalam sistem selama dua siklus lengkap sebelum benar-benar habis. Bagian mana dari sistem pernapasan burung yang bertanggung jawab untuk pertukaran gas? Paru-paru memainkan peran penting ini. Udara yang habis di sana mulai meninggalkan tubuh melalui trakea. Selama napas pertama, gas buangan masuk ke kantung udara anterior.
Mereka tidak dapat segera meninggalkan tubuh, karena pada saat menarik napas kedua, udara segar kembali masuk ke kantong belakang dan paru-paru. Kemudian, selama pernafasan kedua, aliran pertama mengalir keluar melalui trakea, dan oksigen segar dari kantung posterior memasuki organ untuk pertukaran gas. Struktur sistem pernapasan burung memiliki struktur yang memungkinkan Anda untuk membuat aliran udara segar searah (satu sisi) di atas permukaan pertukaran gas yang sedang berlangsung di paru-paru. Selain itu, aliran ini lewat di sana selama inhalasi dan pernafasan. Akibatnya, pertukaran oksigen dan karbon dioksida dilakukan terus menerus.
Efisiensi sistem
Fitur sistem pernapasan burung memungkinkan Anda mendapatkan jumlah oksigen yang diperlukan untuk sel-sel tubuh. Keuntungan besar adalah sifat dan struktur bronkus yang searah. Di sini, kapiler udara memiliki luas permukaan total yang lebih besar daripada, misalnya, pada mamalia. Semakin tinggi angka ini, semakin banyak oksigen dan karbon dioksida yang dapat beredar dalam darah dan jaringan, yang memastikan pernapasan lebih efisien.
Struktur dan anatomi kantung udara
Burung memiliki beberapa set tangki udara, termasuk ventral caudal dan toraks caudal. Komposisi kranial meliputi kantung toraks serviks, klavikula, dan kranial. Kontraksi atau ekspansi mereka terjadi ketika bagian tubuh di mana mereka ditempatkan berubah. Ukuran rongga dikendalikan oleh gerakan otot. Wadah terbesar untuk udara terletak di dalam dinding peritoneum dan mengelilingi organ-organ yang terletak di dalamnya. Dalam keadaan aktif, misalnya saat terbang, burung membutuhkan oksigen lebih banyak. Kemampuan untuk berkontraksi dan memperluas rongga tubuh memungkinkan tidak hanya untuk dengan cepat mendorong lebih banyak udara melalui paru-paru, tetapi juga untuk meringankan berat makhluk berbulu.
Selama penerbangan, gerakan sayap yang cepat menciptakan aliran atmosfer yang mengisi kantung udara. Otot perut sebagian besar bertanggung jawab untuk proses saat istirahat. Sistem pernapasan burung berbeda secara struktural dan fungsional dari mamalia. Burung memiliki paru-paru - struktur spons kecil dan kompak yang terbentuk di antara tulang rusuk di kedua sisi tulang belakang di rongga dada. Jaringan padat organ bersayap ini memiliki berat yang sama dengan berat mamalia dengan berat badan yang sama, tetapi hanya menempati setengah volume. Orang yang sehat cenderung memiliki paru-paru berwarna pink muda.
Menyanyi
Fungsi sistem pernapasan burung tidak terbatas pada pernapasan dan oksigenasi sel-sel tubuh. Ini juga termasuk menyanyi, di mana komunikasi terjadi antar individu. Bersiul adalah suara yang dihasilkan oleh organ vokal yang terletak di dasar ketinggian trakea. Seperti halnya laring mamalia, itu dihasilkan oleh getaran udara yang mengalir melalui organ. Sifat aneh ini memungkinkan beberapa spesies burung menghasilkan vokalisasi yang sangat kompleks, hingga meniru ucapan manusia. Beberapa spesies lagu dapat menghasilkan banyak suara yang berbeda.
Tahapan siklus pernapasan
Udara yang dihirup melewati dua siklus pernapasan. Secara totalitas, mereka terdiri dari empat tahap. Serangkaian beberapa langkah yang saling terkait memaksimalkan kontak udara segar dengan permukaan pernapasan paru-paru. Prosesnya adalah sebagai berikut:
- Sebagian besar udara yang dihirup selama langkah pertama melewati bronkus primer ke lobus udara posterior.
- Oksigen yang dihirup bergerak dari kantung belakang ke paru-paru. Di sinilah pertukaran gas terjadi.
- Lain kali burung itu menghirup, kenyangaliran oksigen bergerak dari paru-paru ke tangki depan.
- Ekspirasi kedua mendorong udara yang kaya karbon dioksida keluar dari kantung anterior melalui bronkus dan trakea kembali ke atmosfer.
Permintaan oksigen tinggi
Karena tingkat metabolisme yang tinggi yang dibutuhkan untuk terbang, selalu ada permintaan oksigen yang tinggi. Mempertimbangkan secara rinci jenis sistem pernapasan yang dimiliki burung, kita dapat menyimpulkan: fitur perangkatnya cukup membantu untuk memenuhi kebutuhan ini. Meskipun burung memiliki paru-paru, mereka sebagian besar mengandalkan kantung udara untuk ventilasi, yang merupakan 15% dari total volume tubuh mereka. Pada saat yang sama, dinding mereka tidak memiliki suplai darah yang baik, oleh karena itu mereka tidak memainkan peran langsung dalam pertukaran gas. Mereka bertindak sebagai perantara untuk memindahkan udara melalui sistem pernapasan.
Yang bersayap tidak memiliki diafragma. Oleh karena itu, alih-alih ekspansi dan kontraksi teratur organ pernapasan, seperti yang diamati pada mamalia, fase aktif pada burung adalah ekspirasi, yang membutuhkan kontraksi otot. Ada berbagai teori tentang bagaimana burung bernafas. Banyak ilmuwan masih mempelajari prosesnya. Fitur struktural dari sistem pernapasan burung dan mamalia tidak selalu bertepatan. Perbedaan-perbedaan ini memungkinkan saudara-saudara bersayap kita memiliki adaptasi yang diperlukan untuk terbang dan bernyanyi. Ini juga merupakan adaptasi yang diperlukan untuk mempertahankan tingkat metabolisme yang tinggi untuk semua makhluk terbang.
