Дыхательная система

Дыхательная система млекопитающих

Органы дыхания стали приспособлением высокоорганизованных животных к условиям среды, в атмосфере которой находится кислород. Дыхательная система ежесекундно снабжает органы и ткани животного атмосферным кислородом.

Путь воздуха через дыхательные пути в кровь:

• Носовая полость;
• Трахея;
• Бронхи;
• Альвеолы;
• Кровь.

Воздухоносные пути

Дыхательные или воздухоносные пути обеспечивают доставку воздуха к тканям легкого. В передней части головы расположены специальные приспособления, через которые воздух попадает в организм – ноздри.

При помощи ноздрей, воздух попадает в носовую полость, в носовой полости он согревается и увлажняется.

Носовую полость делят на преддверие, дыхательный отдел и отдел обоняния. Среди функций преддверия выделяется очистительная функция – улавливание крупных частиц пыли, которые могут попадать в носовые проходы вместе с воздухом. Особенно эта часть воздухоносных путей развита у жителей пустынь и степей, районов с повышенной пылевой загрязненностью воздуха. Попадая в дыхательные пути, воздух не только очищается от пыли. Благодаря густой сети капилляров, которые пронизывают слизистую оболочку носовой полости, воздух активно согревается. А благодаря слизи, в которой находятся бактерицидные вещества, обеззараживается. Уже здесь происходит первый обмен кислорода в крови. Атмосферный воздух должен пройти целый лабиринт из полостей, прежде чем достигнет гортани.

Следующий этап, который проходит воздух – это гортань. Гортань имеет прочное строение. Перстневидный хрящ образует основание гортани, с передней стороны и по бокам образует щитовидный хрящ, который имеется только у млекопитающих. По бокам и на задней стороне гортани расположен черпаловидный хрящ. Хитрое устройство надгортанник, который крепится к переднему краю щитовидного хряща прикрывает вход в гортань, когда по глотке продвигается пища.

Кроме того, существует как бы «занавес», расположенный между щитовидным и черпаловидным хрящом. Это голосовые связки – сладки слизистой оболочки, при помощи которых образуется звук. Голосовые связки животных устроены таким образом, что в большинстве случаев животные способны воспроизводить звуки только низкой частоты. Но это не мешает им при общении передавать друг другу массу информации только при помощи звука.

Следом за гортанью открывается проход в трахею. Трахея – это длинная трубка, образованная множеством хрящевых колец, которые не позволяют ей спасться. Трахея имеет деление на два бронха, бронхи – это та же трахея, но меньшего размера. Бронхи, при больше проникновении в легкие все больше и больше ветвятся, что в итоге образуют бронхиальное дерево. Самые мелкие в итоге трубочки, образованные тканями бронхов, называются бронхиолами. На конце бронхиол образуются «пузырьки» - альвеолы. Внутренняя поверхность альвеол выстлана дыхательным эпителием, густо снабженным кровеносными сосудами. Таким образом, дыхательная поверхность легких может превышать поверхность тела в сто раз. Чем больше животное тратит энергии, тем больше у него альвеол. Так, например, у ленивца дыхательная поверхность легких примерно в четыре раза меньше чем у любого хищного животного 28 см/1 г массы тела против 6 см/1 г массы тела.

Рисунок 1. Дыхательная система. Автор24 — интернет-биржа студенческих работ

Лёгкие

Если вкратце, легкие млекопитающих представляют собой два губчатых мешка. В этих мешках закреплена трахея и бронхи. Бронхи в свою очередь, делятся на множество более мелких ответвлений, на концах которых образуются альвеолы, снабженные кровеносными сосудами. В альвеолах и происходит основной обмен кислородом между воздухом и кровью.

Не будет ошибкой, если дыхательную систему животных назовут совершенной. При помощи дыхательной системы млекопитающие животные могут обеспечить себе постоянную температуру тела. Благодаря легким происходит постоянный обмен кислорода и углекислого газа. Без кислорода были бы невозможны многие процессы в организме: пищеварение, окисление веществ, синтез белка, синтез АТФ.

Дыхательные движения

Вдох и выдох – это необходимые дыхательные движения, при помощи которых воздух попадает в легкие. Для того, чтобы всосать воздух через ноздри, нужно активировать целую группу мышц, движение которых и позволит осуществить это действие.

Млекопитающие имеют двойной механизм дыхания. При реберном дыхании, можно визуально заметить изменение объема грудной клетки, при помощи мускулатуры ребер. При диафрагмальном дыхании объем грудной клетки меняется с помощью большой мускульной преграды – диафрагмы. Животные сочетают оба типа дыхание. Однако преобладание какого-то одного типа дыхания обусловлено образом жизни животного. Так, хищники больше используют реберное дыхание, в то время как копытные обходятся преимущественно диафрагмальным дыханием. Сравним число вдохов в минуту у мелких животных, имеющих более высокий уровень метаболизма, с крупными:

• Лошадь – 8-17 вдохов в минуту;
• Крыса – 100-140;
• Мышь – 200 вдохов.

По сравнению со спокойным состоянием, частота дыхания возрастает при движении. Кроме того, дыхательные процессы участвуют в терморегуляции. У хищников весьма распространено полипное дыхание (частое, неглубокое), увеличивающее испарение с поверхности дыхательных путей, что способствует потере тепла. Глубокое же дыхание, помогает при низких температурах увеличить теплопродукцию, так как усиливает газообмен в легких.

Дыхание китообразных

Киты и китообразные имеют самый большой объем легких в мире, благодаря этому они могут находиться воде до полутора часов. Легкие у китов невероятно эластичные – за один вдох их легким удается обновить до 90% воздуха, в то время как у человека легкие способны обновить лишь 15%.

Ноздри у китов распложены на темечке, когда кит погружается в воду, ноздри плотно закрываются специальным клапаном.

Кроме того, китообразные имеют еще одно приспособление к глубоководному плаванию – биохимическое. Дело в том, что их мышцы содержат высокий уровень миоглобина, аналога гемоглобина. Миоглобин действует также как гемоглобин и создает соединения с кислородом, формирует такой необходимый животному запас кислорода.

Родственники китообразных ластоногие имеют такие же приспособления, однако их размеры не позволяют нырять слишком глубоко и надолго, они могут находиться под водой не больше двадцати минут.