Строение респираторной системы черепах, обоняние и осязание
Все черепахи дышат через ноздри. Дыхание открытым ртом ненормально.
Наружные ноздри находятся на переднем конце головы и имеют вид небольших округлых отверстий.
Внутренние ноздри (хоаны) более крупной и овальной формы. Они расположены в передней трети неба. При закрытом рте хоаны вплотную примыкают к гортанной щели. В покое гортанная щель закрыта и открывается только во время вдоха и выдоха с помощью мышцы — дилататора. Короткая трахея образована замкнутыми хрящевыми кольцами и в своем основании разделяется на два бронха. Это позволяет черепахам дышать со втянутой внутрь головой.
У черепах легкие заполняют почти всю верхнюю часть полости тела, прилегая, а местами и прирастая к соединительной мембране карапакса. Легкие имеют губчатую структуру со сравнительно небольшой дыхательной поверхностью.
Черепахи не имеют функционирующей грудной клетки и поэтому дышат не так, как другие животные. Вдох происходит за счет движения мощных пучков мышц, идущих от плечевого и тазового пояса к пластрону, и дорсально-вентральных мышц, расположенных вдоль края панциря. Движение мышц взывает уменьшение или увеличение объема полости тела и, соответственно, легких. У сухопутных черепах в актах вдоха-выдоха важное участие принимают движения передних лап и шеи, а также сокращение собственной гладкой мускулатуры легких.
У полуводных черепах на суше вдох более пассивный, а выдох — более активный, а в воде — наоборот. У черепах с более легким панцирем (Трионикс) меньше объем легких, чем у черепах с более тяжелым (красноухие — 14% от объема тела). Количество вдохов колеблется от вида черепахи. Греческая сухопутная черепаха делает в период активности, т.е. вне периода зимней спячки, 4-6 вдохов в минуту. Морские черепахи всплывают для того, чтобы глотнуть воздух, раз в 20 минут. А вообще черепахи могут не дышать до нескольких часов.
Все водные черепахи должны всплывать за воздухом на поверхность каждые несколько часов. У некоторых из пресноводных появились специальные приспособления, которые помогают им долго оставаться под водой. Одни виды приобрели способность дышать через кожу, у других есть специальные пазухи, помогающие усваивать кислород. Бугорки на языке и в ротовой полости у мускусных черепах (и некоторых других видов) помогают усваивать кислород из воды. Rheodytes leucops — рекордсмен по способам альтернативного дыхания среди австралийских хелид — длительность его погружений у молодняка может длиться до 13 часов и дольше. Львиная доля водного дыхания здесь принадлежит клоакальным бурсам.
У сухопутных черепах частота дыхательных движений зависит в основном от температуры и размера тела. У водных черепах при задержке дыхания во время погружения под воду абсорбция кислорода из легких в кровь и ткани происходит еще в течение 20 минут. Уровень углекислоты может сильно повышаться, не вызывая раздражения дыхательного центра. Параллельно включается механизм анаэробного дыхания, который постепенно усиливается, дублируя нормальный газообмен. При всплывании на поверхность черепахи достаточно 3-4 секунд, чтобы восстановить нормальный уровень кислорода и углекислоты. У полностью водных видов дополнительный газообмен осуществляется в глотке, задней части ротовой полости, мешкообразных выростах клоаки (для зимовки подо льдом). Вместо дыхания при спячке организм получает кислород путем окислительного фосфорирования, и снабжаются кислородом только жизненно необходимые органы, как сердце и мозг.
Для обоняния черепахи способны накачивать воздух в ротовую полость за счет колебательных движений мышц дна глотки. У черепах большую роль играет обоняние, с помощью него черепахи не только находят пищу, но и общаются с сородичами, и даже ориентируются на территории («компасное чувство»). Черепахи не могут рефлекторно чихать или кашлять, зато могут зевать.
Первично ноздри и носовой аппарат у позвоночных образовались не для дыхания, а для обоняния. У черепах обоняние играет ведущую роль при анализе внешней среды.
Строение носовой области см. на картинке.
У некоторых черепах развито вторичное нёбо, и в связи с этим произошло удлинение носоглоточного хода. Черепахи анализируют запахи и при дыхании через ноздри, и в ротовой полости с помощью вомероназального (якобсонова) органа. При обонянии через ноздри черепаха использует «глоточную накачку» воздуха, так она нюхает. В большинстве случает якобсонов орган служит для получения информации о пище, находящейся во рту. У некоторых водяных черепах якобсонов орган способен функционировать под водой. При этом вода поступает в рот и затем удаляется через ноздри.
Некоторые черепахи не имеют вкусовых сосочков на языке, что объясняет их «неразборчивость» в еде. У среднеазиатских черепах сосочки хорошо развиты.
У некоторых видов черепах во время брачного сезона у самцов усиливается кровоток в преддверии носовой полости, и нос становится красным.
Запах для черепах имеет и сигнальное значение. У большинства видов имеются запаховые железы, а у некоторых видов (например, у мускусной черепахи) есть пахучие железы, выделяющие резко пахнущий секрет и использующиеся для защиты. Их протоки открываются в кожных порах, расположенных по обеим сторонам костного мостика, соединяющего карапакс и пластрон.
И хотя черепахи способны различать газообразные пахучие вещества на большом расстоянии, они все равно тычутся носом во все подряд.
Осязание у черепах
Осязяние у черепах хорошо развито — прикосновение к панцирю тотчас улавливается даже спящим животным.
Бывает так, что нежелательную пищу, обычно исследуемую с помощью обоняния, черепаха сначала засовывает в рот, а потом выталкивает языком и вытаскивает остатки передними лапами.
Статьи на сайте:
Источник
Дыхательная система у черепах
Распространено мнение, что красноухие и другие черепахи дышат под водой как рыбы — жабрами. Это заблуждение — все виды черепах относятся к рептилиям и дышат как на суше, так и в воде одинаково — с помощью легких. Но особенный тип органов дыхания этих животных позволяет экономнее расходовать кислород, поэтому они могут задерживать воздух и находиться под водой длительное время.
Устройство дыхательной системы
У млекопитающих, в том числе у человека, при дыхании увеличивается диафрагма и осуществляется набор воздуха легкими — сделать это позволяют подвижные ребра. У черепах все внутренние органы окружены панцирем, а область грудной клетки неподвижна, поэтому процесс забора воздуха полностью отличается. Дыхательная система этих животных состоит из следующих органов:
- наружные ноздри — через них осуществляется вдох;
- внутренние ноздри (носят название хоаны) — расположены в небе и примыкают к гортанной щели;
- дилататор — мышца, которая открывает гортань при вдохе и выдохе;
- короткая трахея — состоит из хрящевых колец, проводит воздух к бронхам;
- бронхи — разветвляются надвое, проводя кислород к легким;
- легочная ткань — располагается по бокам, занимая верхнюю часть туловища.
Дыхание черепахи осуществляется благодаря двум группам мышц, расположенных в области живота. Диафрагмы, отделяющей внутренние органы от легких у пресмыкающихся нет, при вдохе мышцы просто отодвигают органы, позволяя губчатой легочной ткани заполнить все пространство. При выдохе происходит обратное движение и давление внутренних органов заставляется легкие сокращаться и выбрасывать отработанный воздух.
Часто к процессу также активно подключаются лапы и голова — втягивая их, животное уменьшает внутреннее свободное пространство и выталкивает воздух из легких. Отсутствие диафрагмы исключает образование обратного давления в грудной клетке, поэтому повреждения легких не прекращают процесс дыхания. Благодаря этому черепахи могут выжить при разломе панциря.
Набор воздуха всегда осуществляется через ноздри. Если черепашка открывает пасть и пытается дышать через рот — это признак заболевания.
Обоняние
Благодаря сложному устройству респираторной системы, черепахи не только дышат, но получают данные об окружающем мире через обоняние. Запахи являются для этих животных основным источником информации — они необходимы для успешного добывания пищи, ориентирования на местности, общения с сородичами. Рецепторы обоняния находятся в ноздрях и во рту животного, поэтому чтобы набрать воздух черепаха активно сокращает мышцы дна ротовой полости. Выдох осуществляется через ноздри, иногда с резким шумом. Часто можно увидеть как животное зевает — это тоже часть процесса обоняния.
Устройство респираторной системы, а также отсутствие мышц диафрагмы делает невозможным кашель. Поэтому животное не может самостоятельно удалить инородные предметы, попавшие в бронхи, а при легочных воспалительных процессах чаще всего умирает.
Сколько черепахи могут не дышать
При плавании вблизи поверхности воды черепахи регулярно всплывают, чтобы набрать воздуха. Количество вдохов в минуту зависит от разновидности животного, возраста и величины его панциря. Большинство видов делают вдох каждые несколько минут — морские виды поднимаются к поверхности каждые 20 минут. Но все типы черепах умеют задерживать дыхание на срок до нескольких часов.
Это возможно благодаря большому объему легочной ткани. У красноухой черепахи легкие занимают 14% тела. Поэтому за один вдох животное может набрать кислорода на несколько часов нахождения под водой. Если черепаха не плавает, а неподвижно лежит на дне, кислород расходуется еще медленнее, его может хватить почти на сутки.
В отличие от водных видов, сухопутные черепахи осуществляют процесс дыхания более активно, делая до 5-6 вдохов за минуту.
Необычные способы дыхания
Помимо обыкновенного дыхания через ноздри, большинство представителей пресноводных видов умеют получать кислород другим путем. Можно услышать, что водные черепахи дышат попой — такой уникальный способ действительно существует, а эти животные получили название «бимодально дышащих». Особые клетки, расположенные как в горле животного, так и в клоаке, способны абсорбировать кислород прямо из воды. Втягивание и выброс воды из клоаки создает процесс, который действительно можно назвать «дыхания попой» — некоторые виды совершают несколько десятков таких движений за минуту. Это позволяет рептилиям совершать глубокие погружения, не поднимаясь на поверхность до 10-12 часов.
Самым ярким представителем, использующим двойную дыхательную систему, является черепаха Фитцроя, обитающая в одноименной реке Австралии. Эта черепаха буквально дышит под водой, благодаря специальным тканям в мешках клоаки, наполненных множеством сосудов. Это дает ей возможность не всплывать на поверхность до нескольких суток. Минусом такого способа дыхания являются высокие требования к чистоте воды — получить кислород из замутненной, загрязненной различными примесями жидкости животное не сможет.
Процесс анаэробного дыхания
После сделанного вдоха черепаха медленно погружается, процессы абсорбации кислорода из легких в кровь продолжаются следующие 10-20 минут. Углекислота накапливается, не вызывая раздражения, не требуя немедленного выдоха, как у млекопитающих. Одновременно подключается анаэробное дыхание, которое на заключительной стадии абсорбации заменяет газообмен через легочную ткань.
Во время анаэробного дыхания используются ткани, расположенные на задней части глотки, в клоаке — слоистость делает эти прокладки похожими на жабры. Чтобы удалить углекислый газ, а затем вновь набрать воздуха при всплытии животному необходимо всего несколько секунд. Большинство видов производит резкий выдох в воду, прежде чем поднять голову над поверхностью и набрать воздух через ноздри.
Исключением являются морские черепахи — их органы дыхания не включают ткани в клоаке или гортани, поэтому чтобы получить кислород, им приходится всплывать на поверхность и вдыхать воздух через ноздри.
Дыхание во время спячки
Некоторые виды черепах проводят всю спячку под водой, иногда в водоеме, полностью покрытом слоем льда. Дыхание в этот период осуществляется анаэробным способом через кожу, мешки клоаки и специальные выросты в гортани. Все процессы тела во время спячки замедляются или прекращаются, поэтому кислород необходим только для снабжения сердца и мозга.
Источник