Решение
Чаще всего в качестве неверного ответа указывают, что во время полета газообмен у птиц происходит как в легких, так и в воздушных мешках. Дыхание птиц происходит за счет работы мышц, опускающих и поднимающих грудину. При опускании грудины объем грудной клетки увеличивается и атмосферный воздух нагнетается в легкие. При этом, остаточный воздух, содержавшийся в легких, переходит в передние воздушные мешки, а атмосферный воздух заполняет легкие и задние воздушные мешки. При поднятии грудины ее объем уменьшается и атмосферный воздух из задних воздушных мешков под давлением внутренних органов переходит в легкие. Одновременно с этим, насыщенный углекислым газом воздух из легких и передних легочных мешков переходит в трахею, а затем – во внешнюю среду. Таким образом, богатый кислородом атмосферный воздух проходит через легкие птиц, как на вдохе, так и на выдохе. Это обеспечивает непрерывное снабжение мышц и внутренних органов кислородом во время полета. Однако газообмен происходит только в легких. В воздушных мешках воздух только задерживается, не изменяя своего газового состава.
| Для ответа выберите один из предложенных вариантов | Проверить |  |
Антон Трошин. Биология птиц
Содержание В начало…
Сердечно-сосудистая система
Сердце у птиц четырехкамерное, большой и малый круги кровообращения полностью разделены. Масса сердца у разных видов составляет различный процент от массы тела, при чем масса сердца больше у птиц, в жизни которых преобладает полет и которые "лучше" летают, у менее "летучих" птиц масса сердца меньше. Так же обратная пропорциональность в массе сердца у крупных и мелких птиц. Так масса сердца чеглока составляет 1,7% от массы тела, пустельги — 1,2%, колибри — 2,5%, синицы гаички — 1,5%, сороки — 0,09%. Кровообращение, как и другие процессы, у птиц очень интенсивное. Частота сокращений сердца у домового воробья в покое составляет 460, а в полете до 1000! У голубя — 136-600, у чайки — 130-650, у куриных — 128-340.
Дыхательная система
Дыхательная система птиц, если не самая совершенная, то самая сложная среди позвоночных. В дыхательных путях мертвый объем ограничивается только трахеей, а воздух движется через легкие только в одном направлении, при чем полный цикл воздух совершает за две пары дыхательных движений (вдох-выдох-вдох-выдох), так называемое двойное дыхание.
Дыхательные пути птиц начинаются с ноздрей, продолжаются в носовую полость и верхнюю гортань, за гортанью следует трахея, длина и количество хрящевых колец в которой у разных птиц сильно варьируют, затем в месте разветвления трахеи на два бронха находится нижняя гортань птиц (сиринкс), которая является основным голосовым аппаратом птиц. Бронхи, войдя в легкое, отдают вторичные бронхи, частично выходящие за пределы легкого и образующие воздушные мешки, располагающиеся в различных частях тела птицы. Вторичные бронхи сообщаются между собой многочисленными парабронхами, оплетенными сетью кровеносных капилляров.
 |
| Рис.
5. Дыхательная система птиц |
Воздушные мешки в несколько раз превосходят легкие по объему. Воздушные мешки расположены между внутренними органами, между мышцами, под кожей и сообщаются с некоторыми полостями костей. Мешки не принимают участия в газообмене, они выполняют множество функций, среди которых наиболее важные это обеспечение вентиляции легких и теплоотдача.
Воздушные мешки — единственная эффективная система охлаждения птиц. Находясь в самых "горячих местах", между и вокруг работающих мышц, в брюшной полости и т.д., воздушные мешки наполняются воздухом, имеющим температуру окружающей среды (а учитывая высокую температуру у птиц, которая у разных видов колеблется от 38> до 43,5C , температура среды в большинстве случаев будет ниже), при этом происходит испарение жидкости со стенок мешков, что способствует охлаждению их стенок, таким образом осуществляя охлаждение тела. А в полете, когда усиливается мышечная работа, а значит и теплопродукция, учащается и работа сердца и усиливается внешнее дыхание, усиление дыхания будет способствовать интенсивной теплоотдаче. Они же могут являться и термоизоляторами, предотвращая теплообмен между тканями, которые они разделяют, в частности это внутренние органы и покровные ткани.
Существует пять пар воздушных мешков и один непарный. Их так же разделяют на передние и задние. Передние: шейные, межключичные и переднегрудные, задние: заднегрудные, брюшные и межключичный (непарный). Задние мешки больше передних.
Основная особенность дыхания птиц — легкие, не подлежащие растяжению, заключенные в жесткую грудную клетку, которая не меняет своего объема. Поэтому легкие продуваются воздухом через систему бронхов, а движение воздуха обеспечивается изменением объема дыхательных мешков.
Воздух при вдохе по трахее и первичным бронхам попадает преимущественно в задние мешки, при выдохе продвигается в легкие. При втором вдохе воздух из легких попадает в передние мешки, при втором выдохе выходит наружу.
Примечательно, что в дыхательных путях птиц не обнаружено никаких клапанов, так что все причудливые движения воздуха происходят по законам гидродинамики.
Интенсивности газообмена способствует наличие противоточной системы кровообращения в легких птиц, т.е. кровь и воздух движутся в противоположных направлениях, на встречу друг другу. Из-за этого "более свежие" порции воздуха контактируют с "более артериальной" кровью, что обеспечивает эффективный газообмен.
Птицы из 1 литра воздуха извлекают 40 мл кислорода (млекопитающие — 30 мл), при этом напряженность кислорода в артериальной крови больше, а двуокиси углерода меньше, чем в выдыхаемом воздухе!
Попробуем схематично показать, как же противоточная система обеспечивает такой великолепный газообмен.
 |
| Рис. 6. Циркуляция воздуха
|
Газообмен у птиц
 |
| Рис. 7. Газообмен у птиц
Сверху — парабронх, снизу — капилляр, направление тока воздуха и крови указаны стрелками. Красными и синими кружками обозначены соответствено: кислород и углекислота. При контакте воздуха и крови через аэрогематический барьер концентрации кислорода в воздухе и в крови стремятся выравняться. То же касается и углекислоты. Обратите особое внимание на разницу между результатами газообмена — выдыхаемым воздухом и артериальной кровью. Об этой разнице соотношений газов говорилось ранее. Частота дыхательных движений, как и частота сердечных сокращений, тем больше, чем меньше масса птицы. У утки кряквы в покое — 10-16, у мелких воробьиных — 60-100 дых.движ./мин. |
Газообмен у других млекопитающих
 |
| Рис. 8. Газообмен у млекопитающих
Здесь схематично изображена альвеола легкого и капилляр. Направление тока крови, а так же воздуха при вдохе (слева) и выдохе (справа) указано стрелками. |
Далее…
Антон Трошин
Дыхательная система птиц особенная. Это связано с тем, что для полета требуется больше энергии, чем это требуется для хождения по земле и тем более для плавания в толще воды. Чтобы в организме вырабатывалось больше энергии, ему требуется больше кислорода. Следовательно, дыхательная система птиц в процессе эволюции должна была стать очень эффективной, что и произошло. Для птиц характерно так называемое двойное дыхание, когда кислород в легкие поступает и при вдохе и при выдохе. Такое дыхание еще называют непрерывным. Это возможно благодаря тому, что у птиц есть не только легкие, но и легочные мешки. Легочные мешки также называют воздушными мешками.
При вдохе птицы воздух заполняет как легкие, так и задние легочные мешки. Газообмен (то есть проникновение в кровь кислорода и выделение из нее углекислого газа) происходит только в легких. Поэтому на вдохе воздух в задних легочных мешках остается свежим (богатым кислородом). На выдохе использованный воздух из легких выходит в передние воздушные мешки, а свежий воздух из задних легочных мешков поступает в легкие.
Из передних воздушных мешков выходит через центральные бронхи и трахею наружу при выдохе.
Как известно, дыхательную систему животных (в том числе и птиц) составляют не только легкие, но и другие органы, в основном играющие вспомогательную функцию. У птиц это гортань, трахея, бронхи. Кроме того у птиц в нижней части трахеи есть нижняя гортань с голосовым аппаратом. Сначала идет верхняя гортань, потом трахея, далее нижняя гортань, от нее отходит один центральный бронх, который ветвится на два (правый и левый). Бронхи заходят в легкие и ветвятся там на мелкие вторичные и третичные.
Сами легкие птиц имеют губчатое строение. Причем эта «губка» достаточно плотная, состоящая в основном из мелких ответвлений бронхов. Стенки вторичных и третичных бронхов содержат густую капиллярную сеть.
Легочные мешки птиц по объему могут в разы превышать легкие. Это важно не только для процесса дыхания, но и для уменьшения плотности тела, а также для его охлаждения в процессе полета. Энергия выделяется в том числе и в виде тепла. Если бы птицы при этом эффективно не охлаждали тело, то перегрелись бы.
В дыхательной системе птиц обычно воздушных мешков четыре пары и один непарный. Они имеют тонкие стенки, легко растягиваются. Мешки образуются как выросты бронхов. Воздушные мешки лежат среди внутренних органов, между мышцами, и даже заходят в полости трубчатых костей.
Механизм засасывания и выбрасывания воздуха у птиц в полете и в покое (когда они не летят) различается. В покое птицы расширяют и сжимают грудную клетку. В полете расширяются и сжимаются воздушные мешки благодаря движениям мышц крыльев и брюшным мышцам. Грудь птиц в полете остается почти неподвижной и создает опору для крыльев. Когда крылья поднимаются, воздушные мешки растягиваются, когда опускаются, то мешки сжимаются. Таким образом, чем сильнее и чаще птица машет крыльями, тем интенсивнее осуществляется процесс дыхания. Количество вдохов-выдохов в минуту в полете у птиц может быть больше в десятки раз по-сравнению с состоянием покоя.
Чтобы у птиц мышцы могли работать и поддерживалась постоянная температура тела, им необходим запас энергии. А для этого нужно «сжечь» пищу. Она медленно «сгорает» в организме, и при этом расходуется кислород. Как и люди, птицы вдыхают с воздухом кислород и выдыхают углекислый газ. Чем больше они тратят в полете энергии, тем больше им приходится переварить пищи и, соответственно, потребить кислорода, поэтому их легкие должны пропускать многовоздуха. Сами легкие небольшие, но их внутренняя поверхность, где кровь насыщается кислородом и из нее высвобождается углекислый газ, очень велика по сравнению с легкими млекопитающих. Легкие у птиц состоят не из множества пузырьков-альвеол, как у млекопитающих, а из очень тонких трубочек, соединенных через более толстые бронхи с воздушными мешками, которые занимают все полости в теле птицы, даже в крупных полых костях. При вдохе воздух поступает через легкие в воздушные мешки, а при выдохе проталкивается из них снова через легкие. Благодаря воздушным мешкам при дыхании обменные поверхности легочных трубочек забирают из воздуха много кислорода. Воздушные мешки также помогают водоплавающим птицам погружаться в воду и подниматься на поверхность.
Дыхательная система птиц, если не самая совершенная, то самая сложная среди позвоночных. В дыхательных путях мертвый объем ограничивается только трахеей, а воздух движется через легкие только в одном направлении, при чем полный цикл воздух совершает за две пары дыхательных движений (вдох-выдох-вдох-выдох) , так называемое двойное дыхание. (Двойное дыхание — дыхание птиц в полете, при котором грудная клетка фиксируется неподвижно, вдох происходит при подъеме крыльев, а выход — при опускании крыльев. ) Дыхательные пути птиц начинаются с ноздрей, продолжаются в носовую полость и верхнюю гортань, за гортанью следует трахея, длина и количество хрящевых колец в которой у разных птиц сильно варьируют, затем в месте разветвления трахеи на два бронха находится нижняя гортань птиц (сиринкс) , которая является основным голосовым аппаратом птиц. Бронхи, войдя в легкое, отдают вторичные бронхи, частично выходящие за пределы легкого и образующие воздушные мешки, располагающиеся в различных частях тела птицы. Вторичные бронхи сообщаются между собой многочисленными парабронхами, оплетенными сетью кровеносных капилляров. 
1)Трахея 2)Главный бронх 3)Вторичные бронхи 4)Парабронхи 5)Брюшной мешок 6)Дорзальный грудной мешок 7)Вентральный грудной мешок 8)Плечевая кость 9)Шейный мешок 10)Межключичный мешок с выростами 11)К воздушному мешку в грудине 12)Выросты шейных позвонков Воздушные мешки в несколько раз превосходят легкие по объему. Воздушные мешки расположены между внутренними органами, между мышцами, под кожей и сообщаются с некоторыми полостями костей. Мешки не принимают участия в газообмене, они выполняют множество функций, среди которых наиболее важные это обеспечение вентиляции легких и теплоотдача.
Воздушные мешки — единственная эффективная система охлаждения птиц. Находясь в самых "горячих местах", между и вокруг работающих мышц, в брюшной полости и т. д. , воздушные мешки наполняются воздухом, имеющим температуру окружающей среды (а учитывая высокую температуру у птиц, которая у разных видов колеблется от 38› до 43,5›C, температура среды в большинстве случаев будет ниже) , при этом происходит испарение жидкости со стенок мешков, что способствует охлаждению их стенок, таким образом осуществляя охлаждение тела. А в полете, когда усиливается мышечная работа, а значит и теплопродукция, учащается и работа сердца и усиливается внешнее дыхание, усиление дыхания будет способствовать интенсивной теплоотдаче. Они же могут являться и термоизоляторами, предотвращая теплообмен между тканями, которые они разделяют, в частности это внутренние органы и покровные ткани. Существует пять пар воздушных мешков и один непарный. Их так же разделяют на передние и задние. Передние: шейные, межключичные и переднегрудные, задние: заднегрудные, брюшные и межключичный (непарный) . Задние мешки больше передних. Основная особенность дыхания птиц — легкие, не подлежащие растяжению, заключенные в жесткую грудную клетку, которая не меняет своего объема. Поэтому легкие продуваются воздухом через систему бронхов, а движение воздуха обеспечивается изменением объема дыхательных мешков. Воздух при вдохе по трахее и первичным бронхам попадает преимущественно в задние мешки, при выдохе продвигается в легкие. При втором вдохе воздух из легких попадает в передние мешки, при втором выдохе выходит наружу. Примечательно, что в дыхательных путях птиц не обнаружено никаких клапанов, так что все причудливые движения воздуха происходят по законам гидродинамики.
Дыхательная система птиц имеет свои особенности. Легкие птиц выглядят как плотные губчатые тела. Бронхи при входе в легкие, сильно разветвляются до самых тонких, глухо замкнутых бронхиол. Бронхиолы опутываются сетью капилляров – именно здесь и происходит газовый обмен. Некоторые крупные бронхи, не разветвляясь, выходят за пределы легких и образуют тонкостенные воздушные мешки, чей объем превышает объем легких во много раз.
Воздушные мешки находятся между внутренними органами, а их ответвления проходят между мышцами, под кожу и в полости костей.
Само дыхание у птицы в состоянии покоя осуществляется при помощи изменения объема грудной клетки: грудина приближается или удаляется от позвоночника. Во время полета этот тип дыхания становится невозможным из-за работы грудных мышц, и дыхание становится двойным. На подъеме крыльев дыхательные мешки растягиваются, а воздух через ноздри с силой затягивается не только в легкие, но и дыхательные мешки. При опускании крыльев происходит выдох первой партии воздуха, которая вошла сразу в легкие.
Также воздушные мешки сжимаются, и воздух из них поступает в легкие, где вновь происходит газообмен. Такой тип дыхания получил название двойного дыхания. Этот процесс позволяет птице не задохнуться во время полета, а также предохраняет тело птицы от перегревания.
Содержание
Дополнительные материалы по теме: Дыхательная система птиц.
Класс птицы |
|
| Биологические характеристики класса птиц | |
| Класс птицы |