La respiració de les aus la porta a terme el sistema respiratori d'aquesta classe d'animals; s'encarrega d'oxigenar els teixits i òrgans i d'expulsar el diòxid de carboni de el cos dels mateixos. Els sacs aeris localitzats al voltant dels pulmons permeten que hi hagi un flux unidireccional d'aire a través dels pulmons, proporcionant més oxigen a el cos de les aus.
El flux unidireccional de l'aire que es mou a l'interior dels pulmons de les aus té un alt contingut d'oxigen, major a què es pot trobar en els pulmons de qualsevol mamífer, inclòs l'ésser humà. El flux unidireccional evita que les aus respirin "aire vell", és a dir, aire que va estar recentment en els seus pulmons (Brown, Brain, & Wang, 1997).
Localització de el sistema respiratori en una au
Poder emmagatzemar més oxigen en els pulmons permet a les aus oxigenar millor el seu cos, mantenint així la temperatura corporal regulada mentre estan en estat de vol.
En els pulmons de les aus, l'oxigen es reparteix des dels capil·lars aeris fins a la sang, i el diòxid de carboni passa de la sang als mateixos capil·lars. L'intercanvi gasós és, en aquest sentit, molt eficient.
Morfologia d'un au. Exemple d'Vanellus malabaricus. 1-Bec, 2-Cap, 3-Iris, 4-Pupil·la, 5-Manto, 6-Coberteras menors, 7-Escapularis, 8-Coberteras, 9-Terciàries, 10-Rabadilla, 11-Primàries, 12-Respirador, 13 -Muslo, 14-Articulació tebi-tarsal, 15-Tars, 16-Dits, 17-Tibia, 18-Ventre, 19-Flancs, 20-Pit, 21-Gola, 22-Zarzo, 23-Eyestripe. Font: Wikimedia Commons
El sistema respiratori de les aus és eficient gràcies a l'ús d'una prima superfície per la qual flueixen els gasos i la sang, la qual permet un major control de la temperatura corporal. La difusió de l'aire amb fins endotèrmics és més efectiva en la mesura que la superfície per la qual flueix la sang i els gasos és més prima (Maina, 2002).
Les aus tenen pulmons relativament petits i màxim nou sacs d'aire que els ajuden amb el procés d'intercanvi gasós. Això permet que el seu sistema respiratori sigui únic entre els animals vertebrats.
Et pot interessar també el sistema excretor de les aus.
Procés de respiració de les aus
El procés de respiració en les aus requereix de dos cicles (inhalació, exhalació, inhalació, exhalació) per poder desplaçar l'aire a través de tot el sistema respiratori. Els mamífers, per exemple, només necessiten d'un cicle de respiració. (Foster & Smith, 2017).
Les aus poden respirar a través de la boca o les fosses nasals. L'aire que entra per aquestes obertures durant el procés d'inhalació passa per la faringe i després per la tràquea o tub de vent.
La tràquea generalment té la mateixa longitud d'el coll de l'au, però, algunes aus com les grues tenen un coll excepcionalment llarg i el seu tràquea que s'enrosca dins d'una extensió de l'estern coneguda com quilla. Aquesta condició els dóna a les aus la possibilitat de produir sons amb alta ressonància.
inhalació
Durant la primera inhalació, l'aire passa per les fosses nasals o narius ubicades a la unió entre la part alta de el bec i el cap. El teixit carnós que envolta les narius és conegut com la cera en algunes aus.
L'aire en les aus, a l'igual que en els mamífers, es mou a través de les fosses nasals, a l'interior de la cavitat nasal i després passa a la laringe i la tràquea.
Un cop a la tràquea, l'aire passa per la siringe (òrgan responsable de la producció de sons en les aus) i el seu corrent és dividida en dues, ja que la tràquea de les aus té dos canals.
L'aire en el procés de respiració de les aus, no va directament als pulmons, primer es dirigeix als sacs d'aire cabals, des d'on passarà als pulmons i durant la segona inhalació passarà als sacs d'aire cranials. Durant aquest procés, tots els sacs d'aire s'expandeixen en la mesura en què entra l'aire a el cos de l'au.
exhalació
Durant la primera exhalació, l'aire es mou des dels sacs d'aire posteriors fins als bronquis (ventrobronquios i dorsobronquios) i posteriorment als pulmons. Els bronquis es divideixen en petites ramificacions capil·lars pels quals flueix la sang, és en aquests capil·lars aeris on té lloc l'intercanvi d'oxigen per diòxid de carboni.
A la segona exhalació, l'aire surt dels sacs d'aire per la siringe i després a la tràquea, la laringe i finalment a la cavitat nasal i fora de les narius. Durant aquest procés, el volum dels sacs disminueix en la mesura en què l'aire surt de el cos de l'au.
estructura
Les aus tenen laringe, però i a l'contrari que els mamífers, no la utilitzen per produir sons. Hi ha un òrgan anomenat siringe que s'encarrega de fer les vegades de "caixa de veu" i permet a les aus produir sons altament ressonants.
D'altra banda, les aus tenen pulmons, però també tenen sacs d'aire. Depenent de l'espècie, l'au tindrà set o nou sacs d'aire.
Les aus no tenen diafragma, de manera que l'aire és desplaçat a l'interior i a l'exterior de sistema respiratori per mitjà de canvis en la pressió dels sacs d'aire. Els músculs del pit fan que l'estèrnum sigui pressionat cap a fora, creant una pressió negativa en els sacs que permet a l'aire entrar al sistema respiratori (Maina JN, 2005).
El procés d'exhalació no és passiu, però requereix de la contracció de certs músculs per augmentar la pressió en els sacs d'aire i propulsar l'aire cap a fora. Com el estern s'ha de moure durant el procés de respiració, es recomana que, a l'atrapar una au, no se li exerceixin forces externes que puguin bloquejar el seu moviment, ja que es pot sufocar a l'au.
Sacs d'Aire
Les aus tenen molt "espai buit" al seu interior, que els permet ser aptes per volar. Aquest espai buit es troba ocupat per sacs d'aire que s'inflen i desinflen durant el procés de respiració de l'au.
Quan un au infla el seu pit, no són els pulmons els que estan treballant sinó els sacs d'aire. Els pulmons de les aus són estàtics, els sacs d'aire són els que es mouen per bombar aire a l'interior d'un complex sistema bronquial en els pulmons.
Els sacs d'aire permeten que es doni un flux unidireccional de l'aire a través dels pulmons. Això vol dir que l'aire que arriba als pulmons és majoritàriament "aire fresc" amb un major contingut d'oxigen.
Aquest sistema és oposat a el dels mamífers, el flux de l'aire és bidireccional i entra i surt dels pulmons en un període curt de temps, el que fa que l'aire mai sigui fresc i sempre estigui barrejat amb el qual ja va ser respirat (Wilson, 2010).
Les aus tenen almenys nou sacs d'aire que els permeten repartir oxigen als teixits de el cos i remoure el diòxid de carboni restant. També compleixen el paper de regular la temperatura corporal durant la fase de vol.
Els nou sacs d'aire de les aus es poden descriure de la següent manera:
- Un sac d'aire interclavicular
- Dos sacs d'aire cervicals
- Dos sacs d'aire toràcics anteriors
- Dos sacs d'aire toràcics posteriors
- Dos sacs d'aire abdominals
La funció d'aquests nou sacs es pot dividir en sacs anteriors (interclavicular, cervicals i toràcics anteriors) i sacs posteriors (toràcics posteriors i abdominals).
Tots els sacs tenen parets molt primes amb alguns vasos capil·lars, així que no juguen un paper important en el procés d'intercanvi gasós. No obstant això, el seu deure és mantenir ventilats els pulmons on l'intercanvi gasós s'efectua.
tràquea
La tràquea de les aus és 2.7 vegades més llarga i 1,29 vegades més ampla que la dels mamífers de mida similar. El treball de la tràquea de les aus és el mateix de la dels mamífers, consisteix en resistir el flux de l'aire. No obstant això, en les aus el volum d'aire que ha de resistir la tràquea és 4,5 vegades més gran que el volum d'aire present a la tràquea dels mamífers.
Les aus compensen l'ampli espai buit de la tràquea amb un volum tidal relativament gran i una freqüència respiratòria més baixa, aproximadament un terç de la dels mamífers. Aquests dos factors contribueixen a que l'impacte de l'volum de l'aire sobre la tràquea sigui menor (Jacob, 2015).
La tràquea es bifurca o divideix en dos bronquis primaris en la siringe. La siringe és un òrgan que únicament es troba en les aus, ja que en els mamífers els sons es produeixen a la laringe.
L'entrada principal als pulmons es dóna pels bronquis i es coneix com mesobronquio. El mesobronquio divideix en tubs més petits anomenats dorsobronquios que al seu torn porten als parabronquios més petits.
Els parabronquios contenen centenars de petites ramificacions i capil·lars aeris envoltats d'una xarxa profusa de capil·lars sanguinis. L'intercanvi gasós entre els pulmons i la sang té lloc dins d'aquests capil·lars aeris.
pulmons
L'estructura dels pulmons de les aus pot variar lleugerament depenent de les ramificacions dels parabronquios. La majoria d'aus té un parell de parabronquios, compostos d'un pulmó "antic" (paleopulmónico) i un pulmó "nou" (neopulmónico).
No obstant això, algunes aus no tenen el parabronquio neopulmónico, com és el cas dels pingüins i algunes races d'ànecs.
Les aus de cant, com els canaris i les gallinàcies, tenen un parabronquio neopulmónico desenvolupat on es dóna el 15% o 20% de l'intercanvi gasós. D'altra banda, el flux de l'aire en aquest parabronquio és bidireccional, mentre que en el parabronquio paleopulmónico és unidireccional (Team, 2016).
En el cas de les aus, els pulmons no s'expandeixen o contrauen com ho fan en els mamífers, ja que l'intercanvi gasós no es dóna en els alvèols sinó en els capil·lars aeris i són els sacs d'aire els responsables de la ventilació dels pulmons.
referències
- Brown, RE, Brain, JD, & Wang, N. (1997). The avian respiratory system: a unique model for studies of respiratory toxicosis and for monitoring air quality. Environ Health Perspect, 188-200.
- Foster, D., & Smith. (2017). Veterinary & Aquatic Services Department. Obtingut de Respiratory System of Birds: Anatomy and Function: peteducation.com.
- Jacob, J. (5 de Mai de 2015). Extension. Obtingut de Avian Respiratory System: articles.extension.org..
- Maina, JN (2002). Evolution Of The Birds And The Highly Efficient Parabronchial Lung. En JN Maina, Functional Morphology of the Vertebrate Respiratory System (pàg. 113). New Hampshire: Science Publisher Inc.
- Maina, JN (2005). The Lung-Air Sac System of Birds: Development, Structure, and Function. Johanesburg: Springer.
- Team, AN (9 de juliol de 2016). Ask Nature. Obtingut de The respiratory system of birds facilitates efficient exchange of carbon dioxide and oxygen via continuous unidirectional Airflow and air sacs: asknature.org.
- Wilson, P. (juliol de 2010). Currumbin Valley Vet Services. Obtingut de What Are Air Sacs ?: currumbinvetservices.com.au.