การหายใจของนกดำเนินการโดยระบบทางเดินหายใจของสัตว์ประเภทนี้ มีหน้าที่ในการให้ออกซิเจนในเนื้อเยื่อและอวัยวะและขับคาร์บอนไดออกไซด์ออกจากร่างกาย ถุงลมที่อยู่รอบ ๆ ปอดช่วยให้อากาศไหลผ่านปอดได้ทางเดียวทำให้ร่างกายของนกมีออกซิเจนมากขึ้น
การไหลเวียนของอากาศแบบทิศทางเดียวที่เคลื่อนเข้าสู่ปอดของนกมีปริมาณออกซิเจนสูงซึ่งสูงกว่าที่พบได้ในปอดของสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมทุกชนิดรวมทั้งมนุษย์ด้วย การไหลทางเดียวป้องกันไม่ให้นกหายใจเข้าไปใน "อากาศเก่า" นั่นคืออากาศที่เพิ่งเข้าไปในปอด (Brown, Brain, & Wang, 1997)
ตำแหน่งของระบบทางเดินหายใจในนก
ความสามารถในการกักเก็บออกซิเจนไว้ในปอดมากขึ้นทำให้นกสามารถออกซิเจนในร่างกายได้ดีขึ้นจึงทำให้อุณหภูมิของร่างกายควบคุมได้ดีในขณะที่บิน
ในปอดของนกออกซิเจนจะถูกส่งจากเส้นเลือดฝอยไปยังเลือดและก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์จะผ่านจากเลือดไปยังเส้นเลือดฝอยเอง ในแง่นี้การแลกเปลี่ยนก๊าซมีประสิทธิภาพมาก
สัณฐานวิทยาของนก ตัวอย่าง Vanellus malabaricus 1-Beak, 2-Head, 3-Iris, 4-Pupil, 5-Mantle, 6-Lesser Coverts, 7-Scapulars, 8-Coverts, 9-Tertiary, 10-Rump, 11-Primary, 12-Vent, 13 - ต้นขา, ข้อต่อ 14-Tibia-tarsal, 15-Tarsus, 16-Fingers, 17-Tibia, 18-Belly, 19-Flanks, 20-Chest, 21-Throat, 22-Wattle, 23-Eyestripe ที่มา: Wikimedia Commons
ระบบหายใจของนกมีประสิทธิภาพเนื่องจากการใช้พื้นผิวที่บางซึ่งก๊าซและการไหลเวียนของเลือดทำให้สามารถควบคุมอุณหภูมิของร่างกายได้ดีขึ้น การแพร่กระจายของอากาศเพื่อวัตถุประสงค์ในการดูดความร้อนจะมีประสิทธิภาพมากขึ้นเนื่องจากพื้นผิวที่เลือดและก๊าซไหลผ่านจะบางลง (Maina, 2002)
นกมีปอดที่ค่อนข้างเล็กและมีถุงลมมากถึง 9 ถุงซึ่งช่วยในกระบวนการแลกเปลี่ยนก๊าซ สิ่งนี้ช่วยให้ระบบทางเดินหายใจของพวกมันมีลักษณะเฉพาะของสัตว์มีกระดูกสันหลัง
คุณอาจสนใจระบบขับถ่ายของนกด้วย
กระบวนการหายใจของนก
กระบวนการหายใจในนกต้องใช้สองรอบ (หายใจเข้าหายใจออกหายใจเข้าหายใจออก) เพื่อเคลื่อนย้ายอากาศผ่านระบบทางเดินหายใจทั้งหมด ตัวอย่างเช่นสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมต้องการการหายใจเพียงรอบเดียว (ฟอสเตอร์แอนด์สมิ ธ , 2017).
นกสามารถหายใจทางปากหรือทางรูจมูก อากาศที่เข้ามาทางช่องเปิดเหล่านี้ในระหว่างกระบวนการหายใจเข้าจะผ่านคอหอยแล้วผ่านหลอดลมหรือท่อลม
โดยทั่วไปหลอดลมจะมีความยาวเท่ากับคอของนก แต่นกบางชนิดเช่นนกกระเรียนมีคอยาวเป็นพิเศษและหลอดลมของพวกมันขดอยู่ภายในส่วนต่อของกระดูกอกที่เรียกว่ากระดูกงู เงื่อนไขนี้ทำให้นกสามารถสร้างเสียงสะท้อนได้สูง
การสูดดม
ในระหว่างการหายใจเข้าครั้งแรกอากาศจะผ่านรูจมูกหรือรูจมูกซึ่งอยู่ตรงรอยต่อระหว่างส่วนบนของจงอยปากและส่วนหัว เนื้อเยื่อเนื้อรอบรูจมูกเรียกว่าขี้ผึ้งในนกบางชนิด
อากาศในนกเช่นเดียวกับสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมจะเคลื่อนผ่านรูจมูกเข้าไปในโพรงจมูกจากนั้นเข้าไปในกล่องเสียงและหลอดลม
เมื่ออยู่ในหลอดลมอากาศจะผ่าน syrinx (อวัยวะที่รับผิดชอบในการผลิตเสียงในนก) และกระแสของมันจะถูกแบ่งออกเป็นสองช่องเนื่องจากหลอดลมของนกมีสองช่อง
อากาศในกระบวนการหายใจของนกไม่ได้ไปที่ปอดโดยตรงก่อนอื่นมันจะไปที่ถุงลมหางจากที่ที่มันจะผ่านไปยังปอดและในระหว่างการหายใจครั้งที่สองมันจะผ่านไปยังถุงลมกะโหลก ในระหว่างกระบวนการนี้ถุงลมทั้งหมดจะขยายตัวเมื่ออากาศเข้าสู่ร่างกายของนก
การหายใจออก
ในระหว่างการหายใจออกครั้งแรกอากาศจะเคลื่อนจากถุงลมด้านหลังไปยังหลอดลม (ventrobronchi และ dorsobronchi) และต่อมาที่ปอด หลอดลมแบ่งออกเป็นแขนงเส้นเลือดฝอยเล็ก ๆ ซึ่งเลือดไหลเวียนอยู่ในเส้นเลือดฝอยเหล่านี้ซึ่งมีการแลกเปลี่ยนออกซิเจนเป็นคาร์บอนไดออกไซด์
ในการหายใจออกครั้งที่สองอากาศจะออกจากถุงลมผ่านทางซิรินซ์จากนั้นเข้าไปในหลอดลมกล่องเสียงและสุดท้ายเข้าไปในโพรงจมูกและออกจากรูจมูก ในระหว่างกระบวนการนี้ปริมาตรของกระสอบจะลดลงเมื่ออากาศออกจากร่างกายของนก
โครงสร้าง
อย่างไรก็ตามนกมีกล่องเสียงและไม่เหมือนกับสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมพวกมันไม่ได้ใช้มันเพื่อสร้างเสียง มีอวัยวะที่เรียกว่าซิรินซ์ซึ่งทำหน้าที่เป็น "กล่องเสียง" และช่วยให้นกสามารถสร้างเสียงที่ก้องกังวานได้
ในทางกลับกันนกมีปอด แต่ก็มีถุงลมด้วย นกจะมีถุงลมเจ็ดหรือเก้าใบขึ้นอยู่กับสายพันธุ์
นกไม่มีกระบังลมดังนั้นอากาศจึงถูกเคลื่อนย้ายเข้าและออกจากระบบทางเดินหายใจผ่านการเปลี่ยนแปลงความดันของถุงลม กล้ามเนื้อหน้าอกทำให้กระดูกอกถูกกดออกไปด้านนอกสร้างแรงดันลบในถุงที่ปล่อยให้อากาศเข้าสู่ระบบทางเดินหายใจ (Maina JN, 2005)
กระบวนการหายใจออกไม่ได้อยู่เฉยๆ แต่ต้องมีการหดตัวของกล้ามเนื้อบางส่วนเพื่อเพิ่มความดันในถุงลมและขับเคลื่อนอากาศออก เนื่องจากกระดูกสันอกต้องเคลื่อนไหวในระหว่างกระบวนการหายใจจึงขอแนะนำว่าเมื่อจับนกห้ามใช้แรงภายนอกที่อาจขัดขวางการเคลื่อนไหวของมันเพราะมันจะทำให้นกหายใจไม่ออกได้
ถุงลม
นกมี "พื้นที่ว่าง" จำนวนมากอยู่ภายในที่ช่วยให้สามารถบินได้ พื้นที่ว่างนี้ถูกครอบครองโดยถุงลมที่พองตัวและยุบตัวในระหว่างกระบวนการหายใจของนก
เมื่อนกพองหน้าอกไม่ใช่ปอดที่กำลังทำงาน แต่เป็นถุงลม ปอดของนกอยู่นิ่งถุงลมเป็นอวัยวะที่เคลื่อนตัวเพื่อสูบอากาศเข้าสู่ระบบหลอดลมที่ซับซ้อนในปอด
ถุงลมช่วยให้อากาศไหลผ่านปอดได้ทางเดียว นั่นหมายความว่าอากาศที่เข้าสู่ปอดส่วนใหญ่เป็น "อากาศบริสุทธิ์" ที่มีปริมาณออกซิเจนสูงกว่า
ระบบนี้ตรงข้ามกับสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมซึ่งการไหลของอากาศเป็นแบบสองทิศทางและเข้าและออกจากปอดในช่วงเวลาสั้น ๆ ซึ่งหมายความว่าอากาศจะไม่บริสุทธิ์และมักจะผสมกับสิ่งที่หายใจไปแล้ว (Wilson , 2553).
นกมีถุงลมอย่างน้อยเก้าถุงที่ให้ออกซิเจนไปยังเนื้อเยื่อของร่างกายและกำจัดก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ที่เหลืออยู่ นอกจากนี้ยังมีบทบาทในการควบคุมอุณหภูมิของร่างกายในระหว่างขั้นตอนการบิน
ถุงลมทั้งเก้าของนกสามารถอธิบายได้ดังนี้:
- ถุงลมนิรภัยระหว่างชั้น
- ถุงลมปากมดลูกสองใบ
- ถุงลมทรวงอกด้านหน้าสองข้าง
- ถุงลมหลังทรวงอกสองใบ
- ถุงลมในช่องท้องสองข้าง
การทำงานของเก้าถุงนี้สามารถแบ่งออกเป็นถุงหน้าท้อง (interclavicular, ปากมดลูกและทรวงอกด้านหน้า) และถุงหลัง (ทรวงอกหลังและช่องท้อง)
ถุงทั้งหมดมีผนังบางมากและมีเส้นเลือดฝอยบางส่วนดังนั้นจึงไม่มีบทบาทสำคัญในกระบวนการแลกเปลี่ยนก๊าซ อย่างไรก็ตามหน้าที่ของพวกเขาคือการทำให้ปอดที่มีการแลกเปลี่ยนก๊าซมีอากาศถ่ายเท
หลอดลม
หลอดลมของนกมีความยาว 2.7 เท่าและกว้างกว่าสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมที่มีขนาดใกล้เคียงกัน 1.29 เท่า การทำงานของหลอดลมของนกก็เหมือนกับสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมซึ่งประกอบด้วยการต่อต้านการไหลของอากาศ อย่างไรก็ตามในนกปริมาณอากาศที่หลอดลมต้องทนได้นั้นสูงกว่าปริมาตรอากาศที่อยู่ในหลอดลมของสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมถึง 4.5 เท่า
นกชดเชยช่องว่างขนาดใหญ่ในหลอดลมด้วยปริมาณน้ำขึ้นน้ำลงที่ค่อนข้างใหญ่กว่าและอัตราการหายใจที่ลดลงประมาณหนึ่งในสามของสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนม ปัจจัยทั้งสองนี้ส่งผลให้ปริมาณอากาศในหลอดลมลดลง (Jacob, 2015)
หลอดลมแยกออกเป็นสองส่วนหรือแบ่งออกเป็นสองหลอดลมหลักในซิรินซ์ ซิรินซ์เป็นอวัยวะที่พบได้ในนกเท่านั้นเนื่องจากในสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมเสียงจะเกิดขึ้นในกล่องเสียง
ทางเข้าหลักของปอดคือทางหลอดลมและเรียกว่า mesobronchium mesobronchus แบ่งออกเป็นท่อเล็ก ๆ เรียกว่า dorsobronchi ซึ่งจะนำไปสู่ parabronchi ที่เล็กกว่า
Parabronchi มีกิ่งก้านเล็ก ๆ หลายร้อยและเส้นเลือดฝอยล้อมรอบด้วยเครือข่ายเส้นเลือดฝอยมากมาย การแลกเปลี่ยนก๊าซระหว่างปอดและเลือดจะเกิดขึ้นภายในเส้นเลือดฝอยเหล่านี้
ปอด
โครงสร้างของปอดของนกอาจแตกต่างกันเล็กน้อยขึ้นอยู่กับการแตกตัวของพาราบรอนจิ นกส่วนใหญ่มี Parabronchi คู่หนึ่งซึ่งประกอบด้วยปอด "เก่า" (paleopulmonic) และปอด "ใหม่" (neopulmonic)
อย่างไรก็ตามนกบางชนิดไม่มี neopulmonic parabronchus เช่นเดียวกับนกเพนกวินและเป็ดบางสายพันธุ์
นกร้องเพลงเช่นนกคีรีบูนและแกลลินาเซียมีพาราบรอนคัสนีโอพัลโมนิกที่พัฒนาแล้วซึ่งเกิดการแลกเปลี่ยนก๊าซ 15% หรือ 20% ในทางกลับกันการไหลของอากาศในพาราบรอนคัสนี้เป็นแบบสองทิศทางในขณะที่พาราบรอนคัส Paleopulmonic เป็นแบบทิศทางเดียว (Team, 2016)
ในกรณีของนกปอดจะไม่ขยายหรือหดตัวเหมือนในสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมเนื่องจากการแลกเปลี่ยนก๊าซไม่ได้เกิดขึ้นในถุงลม แต่ในเส้นเลือดฝอยและถุงลมมีหน้าที่ในการระบายอากาศของปอด .
อ้างอิง
- Brown, RE, Brain, JD, & Wang, N. (1997). ระบบทางเดินหายใจของนก: แบบจำลองเฉพาะสำหรับการศึกษาภาวะพิษต่อระบบทางเดินหายใจและการตรวจสอบคุณภาพอากาศ มุมมองด้านสุขภาพสิ่งแวดล้อม, 188-200
- Foster, D. , & Smith (2017) ฝ่ายบริการสัตวแพทย์และสัตว์น้ำ สืบค้นจาก Respiratory System of Birds: Anatomy and Function: peteducation.com.
- Jacob, J. (5 พฤษภาคม 2015). ส่วนขยาย. สืบค้นจาก Avian Respiratory System: article.extension.org ..
- Maina, JN (2002). วิวัฒนาการของนกและปอด Parabronchial ที่มีประสิทธิภาพสูง ใน JN Maina สัณฐานวิทยาเชิงหน้าที่ของระบบทางเดินหายใจสัตว์มีกระดูกสันหลัง (น. 113) นิวแฮมป์เชียร์: Science Publisher Inc.
- Maina, JN (2548). ระบบถุงลมปอดของนก: พัฒนาการโครงสร้างและหน้าที่ โจฮันเนสเบิร์ก: Springer
- ทีม AN (9 กรกฎาคม 2559). ถามธรรมชาติ ได้มาจากระบบทางเดินหายใจของนกอำนวยความสะดวกในการแลกเปลี่ยนก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์และออกซิเจนอย่างมีประสิทธิภาพผ่านการไหลเวียนของอากาศและถุงลมทิศทางเดียวอย่างต่อเนื่อง: asknature.org
- Wilson, P. (กรกฎาคม 2553). บริการ Currumbin Valley Vet ดึงมาจาก Air Sacs คืออะไร: currumbinvetservices.com.au.