Le système respiratoire des oiseaux est unique. Chez les oiseaux, les courants d'air ne vont que dans une seule direction, ce qui n'est pas caractéristique des autres vertébrés. Comment pouvez-vous inspirer et expirer à travers une trachée ? La solution est une combinaison étonnante de caractéristiques anatomiques uniques et de manipulation du flux atmosphérique. Les caractéristiques du système respiratoire des oiseaux déterminent les mécanismes complexes des sacs aériens. Ils ne sont pas présents chez les mammifères.
Système respiratoire des oiseaux: schéma
Le processus chez les animaux ailés est quelque peu différent de celui des mammifères. En plus des poumons, ils ont aussi des sacs aériens. Selon les espèces, le système respiratoire des oiseaux peut comprendre sept ou neuf de ces lobes, qui ont accès à l'humérus et au fémur, aux vertèbres et même au crâne. En raison de l'absence de diaphragme, l'air est déplacé en modifiant la pression dans les sacs aériens à l'aide des muscles pectoraux. Cela crée une pression négative dans les aubes, forçant l'air dans le système respiratoire. De telles actions ne sont pas passives. Ils ont besoin de certaines contractions musculaires pour augmenter la pression sur les sacs aériens et expulser l'air.
La structure du système respiratoire des oiseaux implique de soulever le sternum pendant le processus. Les poumons plumes ne se dilatent ni ne se contractent comme les organes des mammifères. Chez les animaux, l'échange d'oxygène et de dioxyde de carbone a lieu dans des sacs microscopiques appelés alvéoles. Chez les parents ailés, les échanges gazeux ont lieu dans les parois de tubes microscopiques appelés capillaires à air. Les organes respiratoires des oiseaux fonctionnent plus efficacement que ceux des mammifères. Ils sont capables de transporter plus d'oxygène à chaque respiration. Comparativement à des animaux de poids similaire, les taux de respiration sont plus lents.
Comment les oiseaux respirent-ils ?
Les oiseaux ont trois ensembles différents d'organes respiratoires. Ce sont les sacs aériens antérieurs, les poumons et les sacs aériens postérieurs. Lors de la première respiration, l'oxygène passe par les narines à la jonction entre le haut du bec et la tête. Ici, il est chauffé, humidifié et filtré. Le tissu charnu qui les entoure est appelé cere chez certaines espèces. Le flux se déplace ensuite dans la cavité nasale. L'air inhalé descend plus bas dans la trachée, ou trachée, qui se divise en deux bronches. Ils se ramifient ensuite en plusieurs voies dans chaque poumon.
La plupart des tissus de cet organe sont environ 1800 petites bronches tertiaires adjacentes. Ils conduisent à de minuscules capillaires d'air qui s'entrelacent avec les vaisseaux sanguins, où se produisent les échanges gazeux. Le flux d'air ne va pas directement aux poumons. Au lieu de cela, il suit dans les sacs caudaux. Une petite quantité passe à travers les formations de queue à travers les bronches,qui, à leur tour, sont divisés en petits capillaires de diamètre. Lorsque l'oiseau inhale une deuxième fois, l'oxygène pénètre dans les sacs aériens crâniens et ressort par la fistule dans la trachée par le larynx. Et enfin à travers la cavité nasale et hors des narines.
Système complexe
Le système respiratoire des oiseaux se compose de poumons appariés. Ils contiennent des structures statiques à la surface pour les échanges gazeux. Seuls les sacs aériens se dilatent et se contractent, forçant l'oxygène à se déplacer à travers les poumons immobiles. L'air inhalé reste dans le système pendant deux cycles complets avant d'être complètement épuisé. Quelle partie du système respiratoire de l'oiseau est responsable des échanges gazeux ? Les poumons jouent ce rôle important. L'air qui y est évacué commence à quitter le corps par la trachée. Lors de la première respiration, les gaz résiduaires passent dans les sacs aériens antérieurs.
Ils ne peuvent pas quitter le corps immédiatement, car lors de la deuxième respiration, de l'air frais pénètre à nouveau dans les sacs à dos et les poumons. Ensuite, lors de la deuxième expiration, le premier flux s'écoule à travers la trachée et l'oxygène frais des sacs postérieurs pénètre dans les organes pour l'échange de gaz. La structure du système respiratoire des oiseaux a une structure qui vous permet de créer un afflux unidirectionnel (unilatéral) d'air frais au-dessus de la surface de l'échange de gaz en cours dans les poumons. De plus, ce flux y passe aussi bien à l'inspiration qu'à l'expiration. En conséquence, l'échange d'oxygène et de dioxyde de carbone s'effectue en continu.
Efficacité du système
Les caractéristiques du système respiratoire des oiseaux vous permettent d'obtenir la quantité d'oxygène nécessaire aux cellules du corps. Le gros avantage est la nature unidirectionnelle et la structure des bronches. Ici, les capillaires d'air ont une surface totale plus grande que, par exemple, chez les mammifères. Plus ce chiffre est élevé, plus l'oxygène et le dioxyde de carbone peuvent circuler dans le sang et les tissus, ce qui assure une respiration plus efficace.
Structure et anatomie des sacs aériens
L'oiseau a plusieurs ensembles de réservoirs d'air, y compris caudale ventrale et caudale thoracique. La composition du crâne comprend les sacs thoraciques cervicaux, claviculaires et crâniens. Leur contraction ou expansion se produit lorsque la partie du corps dans laquelle ils sont placés change. La taille de la cavité est contrôlée par le mouvement musculaire. Le plus grand conteneur d'air est situé à l'intérieur de la paroi du péritoine et entoure les organes qui s'y trouvent. Dans un état actif, par exemple pendant le vol, l'oiseau a besoin de plus d'oxygène. La capacité de contracter et d'élargir les cavités corporelles permet non seulement de faire passer rapidement plus d'air dans les poumons, mais aussi d'alléger le poids de la créature à plumes.
Pendant le vol, le mouvement rapide des ailes crée un flux atmosphérique qui remplit les sacs aériens. Les muscles abdominaux sont en grande partie responsables du processus au repos. Le système respiratoire des oiseaux diffère à la fois structurellement et fonctionnellement de celui des mammifères. Les oiseaux ont des poumons - de petites structures spongieuses compactes formées entre les côtes de chaque côté de la colonne vertébrale dans la cavité thoracique. Les tissus denses de ces organes ailés pèsent autant que ceux des mammifères de poids corporel égal, mais n'occupent que la moitié du volume. Les individus en bonne santé ont tendance à avoir des poumons rose clair.
Chanter
Les fonctions du système respiratoire des oiseaux ne se limitent pas à la respiration et à l'oxygénation des cellules du corps. Cela inclut également le chant, par lequel la communication se produit entre les individus. Le sifflement est le son produit par l'organe vocal situé à la base de la hauteur de la trachée. Comme pour le larynx des mammifères, il est produit par la vibration de l'air circulant dans l'organe. Cette propriété particulière permet à certaines espèces d'oiseaux de produire des vocalisations extrêmement complexes, pouvant aller jusqu'à l'imitation de la parole humaine. Certaines espèces de chansons peuvent produire de nombreux sons différents.
Étapes des cycles respiratoires
L'air inhalé passe par deux cycles respiratoires. Dans leur totalité, ils se composent de quatre étapes. Une série de plusieurs étapes interdépendantes maximise le contact de l'air frais avec la surface respiratoire des poumons. Le processus est le suivant:
- La majeure partie de l'air inhalé lors de la première étape passe par les bronches primaires dans les lobes d'air postérieurs.
- L'oxygène inhalé se déplace des sacs postérieurs vers les poumons. C'est là que se produisent les échanges gazeux.
- La prochaine fois que l'oiseau inspirera, rassasiéle flux d'oxygène se déplace des poumons vers les réservoirs avant.
- La deuxième expiration repousse l'air enrichi en dioxyde de carbone des sacs antérieurs à travers les bronches et la trachée dans l'atmosphère.
Demande élevée en oxygène
En raison du taux métabolique élevé requis pour le vol, il y a toujours une forte demande en oxygène. Considérant en détail le type de système respiratoire des oiseaux, nous pouvons conclure: les caractéristiques de son appareil aident tout à fait à satisfaire ce besoin. Bien que les oiseaux aient des poumons, ils dépendent principalement des sacs aériens pour la ventilation, qui représentent 15 % de leur volume corporel total. Dans le même temps, leurs parois ne sont pas bien irriguées par le sang et ne jouent donc pas de rôle direct dans les échanges gazeux. Ils agissent comme intermédiaires pour faire circuler l'air dans le système respiratoire.
Les ailés n'ont pas de diaphragme. Par conséquent, au lieu de l'expansion et de la contraction régulières des organes respiratoires, comme on l'observe chez les mammifères, la phase active chez les oiseaux est l'expiration, qui nécessite une contraction musculaire. Il existe différentes théories sur la façon dont les oiseaux respirent. De nombreux scientifiques étudient encore le processus. Les caractéristiques structurelles du système respiratoire des oiseaux et des mammifères ne coïncident pas toujours. Ces différences permettent à nos frères ailés d'avoir les adaptations nécessaires pour voler et chanter. C'est aussi une adaptation nécessaire pour maintenir un taux métabolique élevé pour toutes les créatures volantes.
