Құстардың тыныс алу жүйесі ерекше. Құстарда ауа ағындары басқа омыртқалыларға тән емес бір бағытта ғана жүреді. Бір трахея арқылы қалай дем алуға және шығаруға болады? Шешім бірегей анатомиялық ерекшеліктер мен атмосфералық ағынды манипуляциялаудың таңғажайып үйлесімі болып табылады. Құстардың тыныс алу жүйесінің ерекшеліктері ауа қапшықтарының күрделі механизмдерін анықтайды. Олар сүтқоректілерде болмайды.
Құстардың тыныс алу жүйесі: диаграмма
Қанатты жануарлардағы процесс сүтқоректілерге қарағанда біршама ерекшеленеді. Оларда өкпеден басқа ауа қапшықтары да болады. Түрлеріне байланысты құстардың тыныс алу жүйесіне иық және жамбас сүйектеріне, омыртқаларға, тіпті бас сүйегіне қол жеткізе алатын жеті немесе тоғыз мүше болуы мүмкін. Диафрагманың болмауына байланысты кеуде бұлшықеттерінің көмегімен ауа қапшықтарындағы қысымды өзгерту арқылы ауа қозғалады. Бұл ауаны тыныс алу жүйесіне мәжбүрлеп, қалақшаларда теріс қысым жасайды. Мұндай әрекеттер пассивті емес. Олар ауа қапшықтарына қысымды жоғарылату және ауаны сыртқа шығару үшін белгілі бір бұлшықет жиырылуын қажет етеді.
Құстардың тыныс алу жүйесінің құрылымы процесс кезінде төс сүйегінің көтерілуін қамтиды. Қауырсынды өкпелер сүтқоректілер мүшелері сияқты кеңеймейді және жиырмайды. Жануарларда оттегі мен көмірқышқыл газының алмасуы альвеола деп аталатын микроскопиялық қапшықтарда жүреді. Қанатты туыстарда газ алмасу ауа капиллярлары деп аталатын микроскопиялық түтіктердің қабырғаларында жүреді. Құстардың тыныс алу мүшелері сүтқоректілерге қарағанда тиімдірек жұмыс істейді. Олар әр тыныс алғанда көбірек оттегін тасымалдауға қабілетті. Салмағы ұқсас жануарлармен салыстырғанда тыныс алу жиілігі баяуырақ.
Құстар қалай тыныс алады?
Құстардың тыныс алу мүшелерінің үш түрлі жиынтығы бар. Бұл алдыңғы ауа қапшықтары, өкпе және артқы ауа қапшықтары. Алғашқы тыныс алу кезінде тұмсықтың жоғарғы бөлігі мен бастың түйіскен жерінде оттегі танау арқылы өтеді. Мұнда оны қыздырады, ылғалдандырады және сүзеді. Оларды қоршап тұрған етті ұлпа кейбір түрлерде цере деп аталады. Содан кейін ағын мұрын қуысына жылжиды. Ингаляциялық ауа екі бронхқа бөлінетін трахеяға немесе тыныс алу түтігіне түседі. Содан кейін олар әр өкпеде көптеген жолдарға бөлінеді.
Бұл мүшенің тінінің көп бөлігін 1800-ге жуық ұсақ көрші үшінші дәрежелі бронхтар құрайды. Олар қан тамырларымен түйісетін кішкентай ауа капиллярларына әкеледі, онда газ алмасу жүреді. Ауа ағыны тікелей өкпеге бармайды. Оның орнына ол каудальды қапшықтарға түседі. Кішкене бөлігі бронхтар арқылы құйрық түзілімдері арқылы өтеді,олар өз кезегінде диаметрі бойынша кішірек капиллярларға бөлінеді. Құс екінші рет дем алғанда, оттегі бассүйек ауа қапшықтарына жылжиды және фистула арқылы көмей арқылы трахеяға қайтады. Соңында мұрын қуысы арқылы және танаулардан шығады.
Күрделі жүйе
Құстардың тыныс алу жүйесі жұптасқан өкпелерден тұрады. Олардың бетінде газ алмасуға арналған статикалық құрылымдар бар. Тек ауа қапшықтары кеңейіп, жиырылып, оттегі қозғалмайтын өкпе арқылы қозғалуға мәжбүр етеді. Ингаляциялық ауа толығымен таусылғанға дейін жүйеде екі толық цикл бойы қалады. Құстардың тыныс алу жүйесінің қай бөлігі газ алмасуға жауап береді? Бұл маңызды рөлді өкпелер атқарады. Ол жерде шығарылған ауа трахея арқылы денеден шыға бастайды. Алғашқы тыныс алу кезінде қалдық газдар алдыңғы ауа қапшықтарына өтеді.
Олар денеден бірден шыға алмайды, өйткені екінші тыныс алу кезінде таза ауа қайтадан артқы сөмкеге де, өкпеге де енеді. Содан кейін екінші дем шығару кезінде трахея арқылы бірінші ағын ағады, ал артқы қапшықтардан жаңа оттегі газ алмасу үшін органдарға түседі. Құстардың тыныс алу жүйесінің құрылымы өкпеде жүріп жатқан газ алмасудың бетінен таза ауаның бір бағытты (бір жақты) ағынын жасауға мүмкіндік беретін құрылымға ие. Сонымен қатар, бұл ағын деммен жұту кезінде де, дем шығару кезінде де өтеді. Нәтижесінде оттегі мен көмірқышқыл газының алмасуы үздіксіз жүзеге асады.
Жүйе тиімділігі
Құстардың тыныс алу жүйесінің ерекшеліктері дене жасушаларына қажетті оттегі мөлшерін алуға мүмкіндік береді. Үлкен артықшылығы - бронхтардың бір бағытты сипаты мен құрылымы. Мұнда ауа капиллярларының жалпы бетінің ауданы, мысалы, сүтқоректілерге қарағанда көбірек. Бұл көрсеткіш неғұрлым жоғары болса, қан мен тіндерде оттегі мен көмірқышқыл газы көбірек айналуы мүмкін, бұл тыныс алуды тиімдірек етеді.
Ауа қалталарының құрылымы мен анатомиясы
Құста құйрық вентральды және көкірек қуысын қоса алғанда, бірнеше ауа резервуарлары бар. Бас сүйегінің құрамына мойын, клавикулярлық және бассүйек кеуде қапшықтары кіреді. Олардың жиырылуы немесе кеңеюі дененің орналасқан бөлігі өзгерген кезде болады. Қуыстың мөлшері бұлшықет қозғалысы арқылы бақыланады. Ауаға арналған ең үлкен контейнер перитонеум қабырғасының ішінде орналасқан және онда орналасқан органдарды қоршайды. Белсенді күйде, мысалы, ұшу кезінде құсқа көбірек оттегі қажет. Дене қуыстарын жиырту және кеңейту мүмкіндігі өкпе арқылы көбірек ауаны тез айдап қана қоймай, қауырсынды тіршілік иесінің салмағын жеңілдетуге мүмкіндік береді.
Ұшу кезінде қанаттардың жылдам қозғалысы ауа қапшықтарын толтыратын атмосфералық ағынды тудырады. Іштің бұлшықеттері тыныштық кезінде процеске негізінен жауап береді. Құстардың тыныс алу жүйесі сүтқоректілерден құрылымдық жағынан да, функционалдық жағынан да ерекшеленеді. Құстардың өкпесі бар – кеуде қуысында омыртқаның екі жағындағы қабырғалардың арасында түзілген шағын, ықшам жөке тәрізді құрылымдар. Бұл қанатты мүшелердің тығыз тіндерінің салмағы бірдей сүтқоректілердің салмағымен бірдей, бірақ көлемінің жартысын ғана алады. Дені сау адамдардың өкпелері ашық қызғылт болады.
Ән айту
Құстардың тыныс алу жүйесінің қызметі тыныс алу және дене жасушаларын оттегімен қамтамасыз етумен шектелмейді. Бұған ән айту да кіреді, ол арқылы жеке адамдар арасында байланыс болады. Ысқырық – трахея биіктігінің түбінде орналасқан дауыс мүшесі шығаратын дыбыс. Сүтқоректілердің көмейіндегі сияқты, ол орган арқылы өтетін ауаның дірілінен пайда болады. Бұл ерекше қасиет құстардың кейбір түрлеріне адамның сөйлеуіне еліктеуге дейін өте күрделі дауысты дыбыстарды шығаруға мүмкіндік береді. Кейбір ән түрлері әртүрлі дыбыстарды шығара алады.
Тыныс алу циклдерінің кезеңдері
Ингаляциялық ауа екі тыныс алу циклінен өтеді. Жалпы алғанда олар төрт кезеңнен тұрады. Бір-бірімен байланысты бірнеше қадамдар тізбегі таза ауаның өкпенің тыныс алу бетімен байланысын барынша арттырады. Процесс келесідей:
- Бірінші қадам кезінде жұтылатын ауаның көп бөлігі біріншілік бронхтар арқылы артқы ауа бөліктеріне өтеді.
- Ингаляциялық оттегі артқы қапшықтардан өкпеге қарай жылжиды. Мұнда газ алмасу жүреді.
- Келесі жолы құс тыныс алғанда, тойдыоттегі ағыны өкпеден алдыңғы резервуарларға жылжиды.
- Екінші дем шығару көмірқышқыл газымен байытылған ауаны алдыңғы қапшықтардан бронхтар мен трахея арқылы қайтадан атмосфераға итереді.
Оттегіге жоғары сұраныс
Ұшу үшін қажетті метаболизмнің жоғары жылдамдығына байланысты әрқашан оттегіге сұраныс жоғары. Құстардың қандай тыныс алу жүйесі бар екенін егжей-тегжейлі қарастыра отырып, қорытынды жасауға болады: оның құрылғысының ерекшеліктері бұл қажеттілікті қанағаттандыруға көмектеседі. Құстардың өкпесі болғанымен, олар негізінен желдету үшін ауа қапшықтарына сүйенеді, бұл олардың жалпы дене көлемінің 15% құрайды. Сонымен қатар, олардың қабырғаларында жақсы қан жоқ, сондықтан олар газ алмасуда тікелей рөл атқармайды. Олар тыныс алу жүйесі арқылы ауаны жылжыту үшін делдал ретінде әрекет етеді.
Қанаттылардың диафрагмасы жоқ. Сондықтан сүтқоректілерде байқалатындай тыныс алу мүшелерінің жүйелі түрде кеңеюі мен жиырылуының орнына құстарда бұлшық еттердің жиырылуын қажет ететін дем шығару белсенді фазасы болып табылады. Құстардың тыныс алуы туралы әртүрлі теориялар бар. Көптеген ғалымдар бұл процесті әлі де зерттеп жатыр. Құстар мен сүтқоректілердің тыныс алу жүйесінің құрылымдық ерекшеліктері әрқашан сәйкес келе бермейді. Бұл айырмашылықтар қанатты бауырларымызға ұшуға және ән айтуға қажетті бейімделуге мүмкіндік береді. Бұл сонымен қатар барлық ұшатын тіршілік иелері үшін жоғары метаболизм жылдамдығын сақтау үшін қажетті бейімделу болып табылады.
