Sistema respiratorio degli uccelli Struttura ed elementi

il sistema respiratorio degli uccelli È responsabile per l'ossigenazione dei tessuti e degli organi ed espellendo l'anidride carbonica dal corpo della stessa. Le sacche d'aria situate intorno ai polmoni consentono un flusso unidirezionale di aria attraverso i polmoni, fornendo più ossigeno al corpo degli uccelli.

Il flusso unidirezionale dell'aria che si muove nei polmoni degli uccelli ha un alto contenuto di ossigeno, superiore a quello riscontrato nei polmoni di qualsiasi mammifero, inclusi gli umani. Il flusso unidirezionale impedisce agli uccelli di respirare "aria vecchia", cioè aria che è stata recentemente nei loro polmoni (Brown, Brain & Wang, 1997).

Essere in grado di immagazzinare più ossigeno nei polmoni permette agli uccelli di ossigenare meglio il loro corpo, mantenendo così la temperatura corporea regolata mentre sono in volo. Nei polmoni degli uccelli, l'ossigeno viene distribuito dai capillari dell'aria al sangue e il biossido di carbonio passa dal sangue agli stessi capillari. Lo scambio gassoso è, in questo senso, molto efficiente.

L'apparato respiratorio degli uccelli è efficiente grazie all'utilizzo di una sottile superficie attraverso cui i gas e il flusso sanguigno, che consente un maggiore controllo della temperatura corporea. La diffusione dell'aria per scopi endotermici è più efficace in quanto la superficie attraverso cui fluiscono i gas e il sangue è più sottile (Maina, 2002).

Gli uccelli hanno polmoni relativamente piccoli e al massimo nove sacche d'aria che li aiutano nel processo di scambio di gas. Ciò consente al sistema respiratorio di essere unico tra gli animali vertebrati.

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Processo di respirazione degli uccelli

Il processo di respirazione negli uccelli richiede due cicli (inalazione, espirazione, inspirazione, espirazione) per muovere l'aria attraverso l'intero sistema respiratorio. Ad esempio, i mammiferi hanno bisogno solo di un ciclo di respirazione. (Foster & Smith, 2017).

Gli uccelli possono respirare attraverso la bocca o le narici. L'aria che entra attraverso queste aperture durante il processo di inalazione passa attraverso la faringe e poi attraverso la trachea o la trachea.

La trachea di solito ha la stessa lunghezza del collo dell'uccello, tuttavia, alcuni uccelli come le gru hanno un collo eccezionalmente lungo e la trachea che si avvolge all'interno di un'estensione dello sterno noto come chiglia. Questa condizione dà agli uccelli la capacità di produrre suoni con alta risonanza.

inalazione

Durante la prima inalazione, l'aria passa attraverso le narici o le narici situate nella giunzione tra la parte superiore del becco e la testa. Il tessuto carnoso che circonda le narici è noto come cera in alcuni uccelli.

L'aria negli uccelli, come nei mammiferi, si muove attraverso le narici, nella cavità nasale e poi nella laringe e nella trachea.

Una volta nella trachea, l'aria passa attraverso la siringa (organo responsabile della produzione di suoni negli uccelli) e la sua corrente è divisa in due, poiché la trachea degli uccelli ha due canali.

L'aria nel processo di respirazione degli uccelli, non va direttamente ai polmoni, prima va alle sacche d'aria, da dove passerà ai polmoni e durante la seconda inalazione passerà alle sacche d'aria craniche. Durante questo processo, tutte le sacche d'aria si espandono nella misura in cui l'aria entra nel corpo dell'uccello.

esalazione

Durante la prima espirazione, l'aria si sposta dalle sacche d'aria posteriori ai bronchi (ventrobronchi e dorsobronchi) e successivamente ai polmoni. I bronchi sono divisi in piccoli rami capillari attraverso i quali scorre il sangue, è in questi capillari aerei dove avviene lo scambio di ossigeno con anidride carbonica.

Nella seconda espirazione, l'aria lascia le sacche d'aria attraverso la siringa e quindi nella trachea, nella laringe e infine nella cavità nasale e fuori dalle narici. Durante questo processo, il volume dei sacchi diminuisce fino al punto in cui l'aria lascia il corpo dell'uccello.

struttura

Gli uccelli hanno la laringe, tuttavia, a differenza dei mammiferi, non li usano per produrre suoni. C'è un organo chiamato syrinx che è responsabile della creazione della "casella vocale" e consente agli uccelli di produrre suoni altamente risonanti.

D'altra parte, gli uccelli hanno polmoni, ma hanno anche sacche d'aria. A seconda della specie, l'uccello avrà sette o nove sacche d'aria.

Gli uccelli non hanno un diaframma, quindi l'aria viene spostata verso l'interno e l'esterno del sistema respiratorio mediante cambiamenti nella pressione delle sacche d'aria. I muscoli del torace spingono lo sterno verso l'esterno, creando una pressione negativa nelle sacche che consente all'aria di entrare nel sistema respiratorio (Maina J. N., 2005).

Il processo di espirazione non è passivo, ma richiede la contrazione di alcuni muscoli per aumentare la pressione nelle sacche d'aria e spingere l'aria verso l'esterno. Poiché lo sterno deve muoversi durante il processo di respirazione, si raccomanda che, quando si cattura un uccello, non vengano esercitate forze esterne per bloccarne il movimento, poiché l'uccello può essere soffocato.

Air Bags

Gli uccelli hanno un sacco di "spazio vuoto" al loro interno, che consente loro di volare. Questo spazio vuoto è occupato da sacche d'aria che gonfiano e sgonfiano durante il processo di respirazione dell'uccello.

Quando un uccello si gonfia il petto, non sono i polmoni a lavorare, ma i sacchi d'aria. I polmoni degli uccelli sono statici, le sacche d'aria sono quelle che si muovono per pompare aria in un complesso sistema bronchiale nei polmoni.

Le sacche d'aria consentono un flusso unidirezionale di aria attraverso i polmoni. Ciò significa che l'aria che raggiunge i polmoni è per lo più "aria fresca" con un più alto contenuto di ossigeno.

Questo sistema è opposto a quello dei mammiferi, il cui flusso d'aria è bidirezionale e entra e lascia i polmoni in un breve periodo di tempo, il che significa che l'aria non è mai fresca ed è sempre miscelata con quella che è già stata respirata (Wilson , 2010).

Gli uccelli hanno almeno nove sacche d'aria che consentono loro di fornire ossigeno ai tessuti del corpo e rimuovere il biossido di carbonio rimanente. Svolgono anche il ruolo di regolare la temperatura corporea durante la fase di volo.

Le nove sacche d'aria degli uccelli possono essere descritte come segue:

• Un sacco aereo interclavicolare
• Due sacche d'aria cervicali
• Due sacche d'aria toracica anteriori
• Due sacche d'aria toraciche posteriori
• Due sacche d'aria addominali

La funzione di queste nove sacche può essere suddivisa in sacche anteriori (interclavicolari, cervicali anteriori e toraciche) e sacche posteriori (toraciche posteriori e addominali).

Tutte le borse hanno pareti molto sottili con alcuni vasi capillari, quindi non svolgono un ruolo importante nel processo di scambio di gas. Tuttavia, il suo compito è quello di mantenere i polmoni ventilati dove avviene lo scambio di gas.

trachea

La trachea dell'uccello è 2,7 volte più lunga e 1,29 volte più larga di quella dei mammiferi di dimensioni simili. Il lavoro della trachea degli uccelli è lo stesso di quello dei mammiferi, consiste nel resistere al flusso dell'aria. Tuttavia, negli uccelli il volume d'aria che la trachea deve resistere è 4,5 volte maggiore del volume d'aria presente nella trachea dei mammiferi.

Gli uccelli compensano il grande spazio vuoto della trachea con un volume corrente relativamente maggiore e una frequenza respiratoria inferiore, circa un terzo di quella dei mammiferi. Questi due fattori contribuiscono a un minore impatto del volume d'aria sulla trachea (Jacob, 2015).

La trachea si biforca o si divide in due bronchi primari nella siringa. La siringa è un organo che si trova solo negli uccelli, poiché nei mammiferi i suoni sono prodotti nella laringe.

L'ingresso principale ai polmoni è attraverso i bronchi ed è noto come mesobronchium. Il mesobronchium si divide in tubi più piccoli chiamati dorsobronchiali che a loro volta conducono ai parabronchi più piccoli.

Parabronches contengono centinaia di piccoli rami e capillari dell'aria circondati da una profusa rete di capillari sanguigni. Lo scambio gassoso tra i polmoni e il sangue avviene all'interno di questi capillari.

polmoni

La struttura dei polmoni degli uccelli può variare leggermente a seconda delle ramificazioni dei parabronchi. La maggior parte degli uccelli ha una coppia di parabronchi, composta da un polmone "vecchio" (paleopulmonico) e un "nuovo" polmone (neopulmone).

Tuttavia, alcuni uccelli mancano del parabronchi neopulmano, come nel caso dei pinguini e di alcune razze di anatre.

Gli uccelli canori, come i canarini e gli uccelli gallinacei, hanno sviluppato un parabronchium neopulmico dove avviene il 15% o il 20% di scambio gassoso. D'altra parte, il flusso d'aria in questo parabronchium è bidirezionale, mentre nel parabronchi paleopulmico è unidirezionale (Team, 2016).

Nel caso degli uccelli, i polmoni non si espandono o si contraggono come fanno nei mammiferi, perché lo scambio di gas non avviene negli alveoli ma nei capillari dell'aria e sono le sacche d'aria responsabili della ventilazione dei polmoni .

riferimenti

1. Brown, R.E., Brain, J. D., e Wang, N. (1997). Il sistema respiratorio aviario: un modello unico per studi di tossicosi respiratoria e per il monitoraggio della qualità dell'aria. Environ Health Perspect, 188 - 200.
2. Foster, D., & Smith. (2017). Dipartimento Servizi veterinari e acquatici. Estratto dal sistema respiratorio degli uccelli: Anatomia e funzione: peteducation.com.
3. Jacob, J. (5 maggio 2015). Estensione. Estratto da Avian Respiratory System: articles.extension.org ...
4. Maina, J. N. (2002). Evoluzione degli uccelli e polmone parabronchiale altamente efficiente. In J. N. Maina, morfologia funzionale del sistema respiratorio vertebrato (pagina 113). New Hampshire: Science Publisher Inc.
5. Maina, J. N. (2005). Il sistema di uccelli polmonari: sviluppo, struttura e funzione. Johanesburg: Springer.
6. Team, A. N. (9 luglio 2016). Chiedi alla natura. Estratto da L'apparato respiratorio degli uccelli facilita uno scambio efficiente di anidride carbonica e ossigeno attraverso un flusso d'aria unidirezionale continuo e sacche d'aria: asknature.org.
7. Wilson, P. (luglio 2010). Servizi veterinari della valle di Currumbin. Estratto da What Are Air Sac?: Currumbinvetservices.com.au.