I. Основная часть
Дыхательная система китообразных построена по сходной с наземными млекопитающими схеме, которая представляет собой легочное дыхание, с транспортом газов кровью от легких к тканям и от тканей к легким.
Морфология водных млекопитающих во многом отлична от морфологии наземных. Она сочетает и общие для всех млекопитающих черты строения системы, и специфические, присущи только водным.
a) Наружные дыхательные пути
Состоят из единого надчерепного носового прохода и системы воздухоносных мешков, связанных с носовым проходом. На поверхности головы носовой проход оканчивается непарным – у дельфинов, и парным – у китов, отверстием — дыхалом, плотно закрывающимся кожно-мышечными складками. Причем они расположены, так что выступ одной складки заходит в углубление другого.
Расположено дыхало на верхней части головы, на средней линии, ближе к фронтальной поверхности черепа, позади жирового выступа (ложного лба). Имеет серповидную форму и обращено выпуклой стороной назад. (Рис.1-2) Размеры дыхала варьируется в зависимости от размера животного.
Помимо мускульного сфинктера, замыкающего дыхало снаружи, ниже расположены еще два дивенрткула (Howell,1929; Huber,1934; Агарков и Мисюра, 1974, 1979), закрывающих дыхательный ход. Дыхало открывается в полость надчерепного воздухоносного хода и системы назальных мешков.
с) Надчерепные дыхательные пути
У афалины также как и у белухи воздухоносный ход представлен непарным соединительнотканным каналом, который проходит между лобно-жировым утолщением и лобной костью и дойдя до костных ноздрей делиться на левый и правый внутричерепной путь. В воздухоносный надчерепной канал открываются три пары воздухоносных мешков. (рис. 4 — 5)
Примечание:названия воздухоносных мешков у белухи дано по терминологии Губера (Белькович В.М., Клейненберг С.Е., Тараскевич М.Н., Яблоков А.В.: Белуха. Опыт монографического исследования вида – Москва, Наука, 1964)
Две пары (тубулярные и премаксиллярные у афалин и премаксиллярные и назофронтальные у белух) соединены между собой полостями (соединительными мешками)
Сразу под вестибулярными мешками, где воздухоносный канал становиться шире, открываются тубулярые мешки. Представляют собой два полукруга окружающие воздухоносный канал и заканчивающиеся слепо.
Нижний уровень надчерепного хода представлен премаксиллярными и соединительными мешками, носовыми пробками и косными ноздрями.
d) Внутричерепные воздухоносные ходы
В отличии от верхних дыхательных путей являются парными, перекрываются сверху выростами носовых пробок, которые представляют собой мощное мускульно-соединительнотканное образование, расположенное между тубулярными и премаксилляными мешками.
У дельфиновых гортань представляет собой изогнутую кпереди трубку, узкий верхний конец которой находиться под парным носоглоточным отверстием купола глотки.
Гортанный остов состоит в из двух пар мелких хрящей и пяти основных, трех на парных и одного парного (черпаловидный хрящ).
Перстневидный хрящ составляет основу остова и является самым задним хрящом гортани, граничит с трахеей. Он состоит из массивной пластинки и отходящих от нее переднее-боковой поверхности двух дужек, направленных вентрально. Концы дужек соединяются легкорастяжимой поперечной связкой. Такое незамкнутое построение перстневидного хряща является специфичным, так как для большинства млекопитающих характерно замкнутое строение этого хряща.
Особенность черпаловидных хрящей дельфиновых это их вытянутость и участие в формирование присущей только зубатым китам черпаловидно-надгортанной трубки (рис.7). Утолщенные верхушки этих хрящей входят во внутреннее носовое отверстие, где они плотно фиксируются специальным мышечным сфинктером. Обеспечивая полную независимость дыхательных путей от пищеварительных, трубка располагается так, чтобы справа и слева от трубки меж ней и боковыми стенками оставались каналы для прохождения пищи.
f) Клапаны верхних дыхательных путей
Верхние дыхательные пути китообразных имеют два мышечных барьера, функционирующих как клапаны, и изолирующие воздухоносные от внешней среды: первый располагается в области надчерепного дыхательного хода, второй – в области входа в гортанны. Клапан дыхала играет здесь добавочную роль.
Трахея дельфинов это короткая, широкая овальная трубка, обладает высокой прочностью и устойчивостью к сжатию, благодаря хрящевым кольцам, которые у китообразных, в отличие от других млекопитающих, замкнуты. Кольца трахеи соединяются одно с другим посредством связок и хрящей. У афалин таких колец 11-15. Длина трахеи составляет 7–8 см, а диаметр – 3–4 см, у белухи – 10-15 и 5-8 соответственно.
Короткая и широкая трахея дихотомически делится на два главных бронха, несколько ниже бифуркации (раздвоения на два бронха) с правой стороны от трахеи отходит третий, предаортальный бронх, который в свою очередь разветвляется, образуя четыре внутрилегочных ветви: переднюю, вентральную, дорсальную и боковую, имеющие приблизительно одинаковые диаметры.
По всей длине трахеи с дорсальной стороны к ней прилежит пищевод.
h) Главные бронхи
Главные бронхи подразделяются на две ветви второго прядка. Крупные бронхи представляют собой хрящевые трубки, в которых имеются хрящевые кольца. Такие кольца есть во всех бронхах до бронхов пятого порядка, а в последующих поколениях бронхов есть только отдельные кольца (замкнутые и незамкнутые). Выполненные исследователями (Нестеров, Мисюра и др.) отливки латексных моделей легких дельфинов и изучение пластмассовых форм бронхов позволили им установить магистральный характер ветвления: основной ствол постепенно уменьшается в диаметре и отдает под разными углами ветви третьего порядка. Образование мелких бронхов так же происходит по принципу магистрального ветвления.
Источник
Как дышат животные, живущие под водой?
между животные, которым удается дышать под водой Есть млекопитающие, амфибии, насекомые и рыбы, которые живут в определенных условиях, которые позволяют им соответствовать процессу дыхания.
Эти виды разработали механизмы адаптации к окружающей среде на протяжении всего своего существования. Поэтому важно объяснить, как эти живые существа работают в среде, в которой они живут..
В зависимости от типа животного, мы проанализируем дыхание многих из этих видов, которым удается выжить в особых условиях..
Дыхание рыб и амфибий
Для Управления по делам детей и семей Министерства здравоохранения и социальных служб Соединенных Штатов Америки процесс дыхания рыб и земноводных определяется следующим образом:
«Рыба может жить в особой форме воды. Например, рыба, которая живет в соленой воде в океане, не сможет жить в пресной воде озера. Как и другие живые существа, рыбы дышат кислородом. Вместо того чтобы получать кислород из окружающего их воздуха, они поглощают кислород из воды вокруг них через жабры.
Жабры — это органы дыхания водных животных, образованные листами, которые защищают ваше тело и некоторые внутренние органы..
Они позволяют брать кислород из воды, которая поступает через рот, а кровеносные сосуды в жабрах переносят кислород в кровь. Амфибии выполняют процесс метаморфозы, от которой они также дышат через легкие.
Теперь есть различия между формами дыхания с помощью легких и жабр. Например, у китов и дельфинов легкие, как у людей, но они поднимаются на поверхность, чтобы дышать, потому что они дышат через ноздри, расположенные в верхней части головы..
В случае рыбы у них есть жабры, и дыхание происходит, когда рыба открывает и закрывает рот; Когда вы открываете рот, вода входит, а когда вы ее закрываете, она толкает воду к жабрам..
Водные млекопитающие должны постоянно выполнять этот процесс, беря кислород с поверхности, чтобы жить в окружающей их среде. Рыба берет воду — сладкую или соленую — кислород, который берут жабры, и они транспортируют их к остальной части их тела.
Что касается функции внутренних жабр рыбы, процесс происходит следующим образом: когда рыба дышит, регулярно откусывайте кусочек воды. Это перемещается к сторонам горла, проталкивая воду через отверстия жабры, таким образом, это проходит по внешним жабрам.
Таким образом, рыба может непрерывно дышать, периодически используя внешние и внутренние жабры..
Дыхание водных насекомых
Некоторые насекомые проходят первые стадии своего развития в воде. Есть виды, которые живут в воздухе.
Некоторыми примерами этого типа животных являются стрекозы, нимфы и другие виды, которые рождаются как водные личинки.
Как и всем животным, эти насекомые также должны преобразовывать кислород в углекислый газ, чтобы выжить. Процесс дыхания в этом случае происходит через отверстия, которые находятся по бокам их тел, называемые дыхальцами.
Дыхательные пузырьки представляют собой отверстия ряда трубок тела насекомого, которое транспортирует кислород к наиболее важным органам. У водных насекомых в этой системе произошла адаптация, позволяющая проводить часть их жизни под водой.
О погружении водных млекопитающих
Интересным моментом в отношении дыхания водных млекопитающих является то, как морские позвоночные приспосабливаются к существующему давлению на их тела, когда они погружены в воду, что очень сильно отличается от давления беспозвоночных в воде..
Хотя эти животные не дышат под водой, они способны задерживать дыхание в течение длительных периодов, что является предметом изучения для ученых и исследователей..
Очевидно, что легкие и другие органы, участвующие в дыхании, а также другие восприимчивые органы, подвергаются воздействию погружения на большие глубины, будучи «раздавленными» под таким давлением.
Однако способность адаптироваться к этим условиям предотвращает коллапс легкого и повреждение других органов, благодаря, в частности, грудной полости и, в частности. Среднее ухо этих морских видов обладает особой физиологией, которая защищает их и дает им возможность долго оставаться под водой..
Грудные стенки морских млекопитающих способны противостоять полному коллапсу легкого.
С другой стороны, специализированные структуры их легких позволяют альвеолам (маленьким мешочкам, которые являются частью дыхательной системы и где происходит газообмен между вдыхаемым воздухом и кровью) сначала разрушаться, а затем заканчиваются конечными дыхательными путями..
Эти структуры могут также помочь в реинфляции легких после погружения с помощью химических веществ, называемых поверхностно-активные вещества.
Что касается среднего уха, у этих млекопитающих есть специальные кавернозные пазухи в этом органе, которые, как предполагается, остаются погруженными в кровь во время погружения, таким образом заполняя воздушное пространство
Удивительно, как различные виды способны функционировать самостоятельно, особенно в отношении процесса дыхания — вдыхания кислорода и выдоха углекислого газа — в таких разнообразных средах, как воздух и вода..
Легкие и жабры — это сложные структуры, адаптированные к крайне различным условиям, но в конечном итоге достигающие той же цели: обеспечить организм кислородом, необходимым для его выживания.
ссылки
- Животные I. Мех, ласты, перья и многое другое. Руководство для учителя Получено с eclkc.ohs.acf.hhs.gov.
- Харви. S. (2007). Бейли Гарцет Элементар: Дыхание под водой. Получено с: gatzertes.seattleschools.org.
- Крейтингер Л. (2013). Служба блога Университета Корелл: Жизнь под водой. Получено с blogs.cornell.edu.
- Родные экосистемы Получено с gw.govt.nz.
- Коста, Р (2007). Калифорнийский университет, музей филентологии. Физиология дайвинга морских позвоночных. Получено с сайта ucmp.berkeley.edu.
Источник