الجهاز التنفسي لهيكل الطيور وعناصرها

ال الجهاز التنفسي للطيور وهي مسؤولة عن أكسجين الأنسجة والأعضاء وطرد ثاني أكسيد الكربون من الجسم نفسه. تسمح الأكياس الهوائية الموجودة حول الرئتين بتدفق أحادي الاتجاه للهواء عبر الرئتين ، مما يوفر مزيدًا من الأكسجين لجسم الطيور.

يحتوي التدفق الهوائي أحادي الاتجاه الذي ينتقل إلى رئات الطيور على نسبة عالية من الأكسجين ، أعلى من ذلك الموجود في رئتي أي حيوان ثديي ، بما في ذلك البشر. يمنع التدفق أحادي الاتجاه الطيور من التنفس "الهواء القديم" ، أي الهواء الذي كان مؤخرًا في رئتيها (Brown، Brain، & Wang، 1997). 

إن القدرة على تخزين المزيد من الأكسجين في الرئتين يتيح للطيور أكسجين أجسامهم بشكل أفضل ، وبالتالي الحفاظ على درجة حرارة الجسم منظمة أثناء وجودهم في الجو. في رئتي الطيور ، يتم توزيع الأكسجين من الشعيرات الدموية إلى الدم ، وينتقل ثاني أكسيد الكربون من الدم إلى الشعيرات الدموية نفسها. التبادل الغازي ، بهذا المعنى ، فعال جداً.

يعد الجهاز التنفسي للطيور فعالًا بفضل استخدام سطح رقيق يتم من خلاله تدفق الغازات والدم ، مما يسمح بتحكم أكبر في درجة حرارة الجسم. يكون نشر الهواء لأغراض ماصة للحرارة أكثر فعالية إلى الحد الذي يكون فيه السطح الذي يتدفق من خلاله الدم والغازات أرق (Maina ، 2002).

تحتوي الطيور على رئة صغيرة نسبيًا وتسعة أكياس هوائية تساعدها في عملية تبادل الغازات. هذا يسمح لجهازك التنفسي أن يكون فريداً بين حيوانات الفقاريات. 

قد تكون مهتمًا أيضًا بنظام إفراز الطيور.

عملية التنفس من الطيور

تتطلب عملية التنفس لدى الطيور دورتين (الاستنشاق ، الزفير ، الاستنشاق ، الزفير) لتحريك الهواء عبر الجهاز التنفسي بأكمله. الثدييات ، على سبيل المثال ، تحتاج فقط إلى دورة التنفس. (فوستر آند سميث ، 2017).

يمكن أن تتنفس الطيور عن طريق الفم أو الخياشيم. يمر الهواء الذي يدخل عبر هذه الفتحات أثناء عملية الاستنشاق عبر البلعوم ثم عبر القصبة الهوائية أو القصبة الهوائية..

عادة ما يكون للقصبة الهوائية نفس طول عنق الطائر ، إلا أن بعض الطيور مثل الرافعات لها عنق طويل للغاية والقصبة الهوائية التي تلتف داخل امتداد القص المعروف باسم العارضة. هذا الشرط يعطي الطيور إمكانية إنتاج أصوات عالية الرنين.

استنشاق

أثناء الاستنشاق الأول ، يمر الهواء عبر الخياشيم أو الخياشيم الموجودة عند التقاطع بين قمة الذروة والرأس. يُعرف النسيج السمين الذي يحيط بالخياشيم بالشمع في بعض الطيور.

ينتقل الهواء في الطيور ، كما في الثدييات ، عبر الخياشيم ، إلى تجويف الأنف ثم إلى الحنجرة والقصبة الهوائية..

بمجرد دخول القصبة الهوائية ، يمر الهواء عبر المحقنة (العضو المسؤول عن إنتاج الأصوات في الطيور) وينقسم التيار إلى قسمين ، لأن القصبة الهوائية للطيور تحتوي على قناتين.

الهواء في عملية التنفس للطيور ، لا ينتقل مباشرة إلى الرئتين ، أولاً يذهب إلى الأكياس الهوائية ، حيث سيمر إلى الرئتين وخلال الاستنشاق الثاني سوف ينتقل إلى الأكياس الهوائية الجمجمة. خلال هذه العملية ، تتوسع جميع الأكياس الهوائية إلى الحد الذي يدخل فيه الهواء إلى جسم الطائر.

زفير

أثناء الزفير الأول ، ينتقل الهواء من الأكياس الهوائية الخلفية إلى القصبات الهوائية (فيتروبرونشي ودوروبرونشي) ثم إلى الرئتين. ينقسم الشعب الهوائية إلى فروع شعرية صغيرة يتدفق من خلالها الدم ، ويتم في هذه الشعيرات الدموية الهوائية تبادل الأكسجين بواسطة ثاني أكسيد الكربون..

في الزفير الثاني ، يترك الهواء الأكياس الهوائية عبر المحقنة ثم إلى القصبة الهوائية والحنجرة وأخيراً إلى تجويف الأنف والخروج من الخياشيم. خلال هذه العملية ، يتناقص حجم الأكياس إلى حد أن الهواء يترك جسم الطائر.

هيكل

الطيور لديها حنجرة ، وعلى عكس الثدييات ، فإنها لا تستخدم لإنتاج الأصوات. هناك عضو يسمى الحقنة المسؤولة عن صنع "صندوق الصوت" ويسمح للطيور بإنتاج أصوات عالية الرنين.

من ناحية أخرى ، فإن الطيور لها رئة ، لكن لها أيضًا أكياس هوائية. اعتمادا على الأنواع ، سيكون للطائر سبعة أو تسعة أكياس هوائية.

الطيور ليس لديها الحجاب الحاجز ، لذلك يتم تهجير الهواء داخل وخارج الجهاز التنفسي عن طريق التغيرات في ضغط الأكياس الهوائية. تتسبب عضلات الصدر في الضغط على القص إلى الخارج ، مما يخلق ضغطًا سلبيًا في الأكياس التي تسمح للهواء بالدخول إلى الجهاز التنفسي (Maina J. N. ، 2005).

عملية الزفير ليست سلبية ، لكنها تتطلب تقلص بعض العضلات لزيادة الضغط في الأكياس الهوائية ودفع الهواء إلى الخارج. نظرًا لأن القص يجب أن يتحرك أثناء عملية التنفس ، فمن المستحسن ، عند اصطياد الطيور ، عدم ممارسة أي قوى خارجية يمكنها أن تمنع حركتها ، حيث يمكن أن يخنق الطائر.

وسائد هوائية

الطيور لديها الكثير من "المساحة الفارغة" بداخلها ، مما يسمح لها أن تكون قادرة على الطيران. هذه المساحة الفارغة تشغلها الأكياس الهوائية التي تنتفخ وتفرغ خلال عملية التنفس للطائر.

عندما ينفخ الطائر صدره ، فليست الرئتان تعملان ولكن الأكياس الهوائية. رئتي الطيور ثابتة ، الأكياس الهوائية هي تلك التي تتحرك لضخ الهواء في نظام الشعب الهوائية المعقدة في الرئتين.

تسمح الأكياس الهوائية بتدفق أحادي الاتجاه للهواء عبر الرئتين. هذا يعني أن الهواء الذي يصل إلى الرئتين هو "هواء نقي" غالبًا به نسبة أكسجين أعلى.

هذا النظام معاكس لنظام الثدييات ، الذي يكون تدفق الهواء ثنائي الاتجاه ويدخل ويترك الرئتين في فترة قصيرة من الزمن ، مما يعني أن الهواء لا ينعش مطلقًا ويختلط دائمًا مع الذي تم استنشاقه بالفعل (Wilson ، 2010).

تحتوي الطيور على تسعة أكياس هوائية على الأقل تسمح لها بإيصال الأكسجين إلى أنسجة الجسم وإزالة ثاني أكسيد الكربون المتبقي. كما أنها تؤدي دور تنظيم درجة حرارة الجسم خلال مرحلة الطيران.

يمكن وصف الأكياس الهوائية التسعة للطيور كما يلي:

• كيس هواء بين الفصوص
• اثنين من كيس الهواء عنق الرحم
• اثنين من كيس الهواء الصدري الأمامي
• اثنين من كيس الهواء الصدري الخلفي
• اثنين من كيس الهواء في البطن

يمكن تقسيم وظيفة هذه الأكياس التسعة إلى أكياس أمامية (صدرية داخل عنق الرحم وعنق صدري وأمامي) وأكياس خلفية (صدرية خلفية وبطن).

تحتوي جميع الأكياس على جدران رفيعة جدًا بها بعض الأوعية الشعرية ، لذلك لا تلعب دورًا مهمًا في عملية تبادل الغازات. ومع ذلك ، فإن واجبها هو الحفاظ على تهوية الرئتين حيث يتم تبادل الغازات.

قصبة هوائية

يبلغ طول القصبة الهوائية للطيور 2.7 مرة وعرضها 1.29 مرة أكبر من الثدييات ذات الحجم المماثل. عمل القصبة الهوائية للطيور هو نفسه عمل الثدييات ، فهو يتكون من مقاومة تدفق الهواء. ومع ذلك ، فإن حجم الهواء الذي يجب أن تقاوم القصبة الهوائية في الطيور أكبر 4.5 مرة من حجم الهواء الموجود في القصبة الهوائية للثدييات..

تعوض الطيور المساحة الفارغة الواسعة في القصبة الهوائية بحجم أكبر نسبيا من المد والجزر ومعدل تنفسي أقل ، أي حوالي ثلث مساحة الثدييات. يساهم هذان العاملان في تقليل تأثير حجم الهواء على القصبة الهوائية (Jacob، 2015).

تنقسم القصبة الهوائية أو تنقسم إلى شريان قصبي أولي في الصريانة. المحاقن عبارة عن عضو لا يوجد إلا في الطيور ، حيث يتم إنتاج أصوات في الحنجرة في الثدييات.

المدخل الرئيسي للرئتين هو من خلال الشعب الهوائية والمعروف باسم الميزوبرونشيوم. ينقسم الميزوبرونشيوم إلى أنابيب أصغر تسمى القصبي الرئوي والتي بدورها تؤدي إلى بارابروناتشي الأصغر.

يحتوي بارابرونشي على مئات الفروع الصغيرة والشعيرات الهوائية المحاطة بشبكة وافرة من الشعيرات الدموية. يحدث التبادل الغازي بين الرئتين والدم داخل هذه الشعيرات الدموية.

الرئتين

قد تختلف بنية رئتي الطيور بشكل طفيف اعتمادًا على تداعيات البارابرونشي. تحتوي معظم الطيور على زوج من البارابرونكي ، يتكون من رئة "قديمة" (paleopulmonic) ورئة "جديدة" (neopulmonic).

ومع ذلك ، فإن بعض الطيور تفتقر إلى البارابونرونوم النيوبولونيوم ، كما هو الحال مع البطاريق وبعض سلالات البط.

طيور الغناء ، مثل الكناري والطيور الغنائلية ، لديها بارابرونشيوم neopulmonic حيث يحدث 15 ٪ أو 20 ٪ من التبادل الغازي. من ناحية أخرى ، يكون تدفق الهواء في بارابرونشيوم ثنائي الاتجاه ، بينما في بارابرونشيوم باليوبولمونيك أحادي الاتجاه (Team، 2016).

في حالة الطيور ، لا تتوسع الرئتان أو تتقلص كما تفعل في الثدييات ، لأن تبادل الغازات لا يحدث في الحويصلات الهوائية ولكن في الشعيرات الدموية وتكون الأكياس الهوائية مسؤولة عن تهوية الرئتين..

مراجع

1. Brown، R.E، Brain، J. D.، & Wang، N. (1997). الجهاز التنفسي الطيور: نموذج فريد لدراسات التسمم التنفسي ومراقبة جودة الهواء. Environ Health Perspect، 188 - 200.
2. فوستر ، د. ، سميث. (2017). قسم الخدمات البيطرية والمائية. تم الاسترجاع من الجهاز التنفسي للطيور: التشريح والوظيفة: peteducation.com.
3. يعقوب ، ج. (5 مايو 2015). التمديد. تم الاسترجاع من الجهاز التنفسي لطيور الطيور: articles.extension.org ...
4. Maina، J. N. (2002). تطور الطيور والرئة الشديدة الكفاءة. في J. N. Maina ، المورفولوجيا الوظيفية للجهاز التنفسي للفقاريات (صفحة 113). نيو هامبشاير: Science Publisher Inc.
5. Maina، J. N. (2005). نظام كيس الرئة من الطيور: التنمية ، والهيكل ، والوظيفة. يوهانسبرغ: سبرينغر.
6. Team، A. N. (July 9، 2016). اسأل الطبيعة. تم الاسترجاع من الجهاز التنفسي للطيور يسهل التبادل الفعال لثاني أكسيد الكربون والأكسجين من خلال تدفق الهواء المستمر أحادي الاتجاه والحويصلات الهوائية: asknature.org.
7. ويلسون ، P. (يوليو 2010). Currumbin الخدمات البيطرية البيطرية. تم الاسترجاع من ما هي الأكياس الهوائية ؟: currumbinvetservices.com.au.