RESPIRAZIONE DEGLI UCCELLI: STRUTTURE ED ELEMENTI - BIOLOGIA - 2025

La respirazione degli uccelli è effettuata dal sistema respiratorio di questa classe di animali; È responsabile dell'ossigenazione dei tessuti e degli organi e dell'espulsione dell'anidride carbonica dal corpo di essi. Le sacche d'aria situate intorno ai polmoni consentono un flusso d'aria unidirezionale attraverso i polmoni, fornendo più ossigeno al corpo dell'uccello.

Il flusso d'aria unidirezionale che si muove nei polmoni degli uccelli ha un alto contenuto di ossigeno, superiore a quello che si può trovare nei polmoni di qualsiasi mammifero, compreso l'uomo. Il flusso unidirezionale impedisce agli uccelli di respirare "la vecchia aria", cioè l'aria che era recentemente nei loro polmoni (Brown, Brain e Wang, 1997).

Posizione del sistema respiratorio in un uccello

Essere in grado di immagazzinare più ossigeno nei polmoni consente agli uccelli di ossigenare meglio il loro corpo, mantenendo così la loro temperatura corporea regolata durante il volo.

Nei polmoni degli uccelli, l'ossigeno viene fornito dai capillari d'aria al sangue e l'anidride carbonica passa dal sangue ai capillari stessi. Lo scambio gassoso è, in questo senso, molto efficiente.

Morfologia di un uccello. Esempio di Vanellus malabaricus. 1 becco, 2 teste, 3 iris, 4 pupille, 5 mantello, 6 copritrici inferiori, 7 scapolari, 8 copritrici, 9 terziarie, 10 groppa, 11 primarie, 12 sfiati, 13 -Coscia, articolazione tibiale-tarsale 14, tarso 15, dita 16, tibia 17, pancia 18, fianchi 19, petto 20, gola 21, bargiglio 22, occhiello 23. Fonte: Wikimedia Commons

L'apparato respiratorio degli uccelli è efficiente grazie all'utilizzo di una superficie sottile attraverso la quale fluiscono i gas e il sangue, che permette un maggior controllo della temperatura corporea. La diffusione dell'aria per scopi endotermici è più efficace in quanto la superficie attraverso la quale scorrono sangue e gas è più sottile (Maina, 2002).

Gli uccelli hanno polmoni relativamente piccoli e un massimo di nove sacche d'aria che li aiutano nel processo di scambio di gas. Ciò consente al loro sistema respiratorio di essere unico tra gli animali vertebrati.

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Processo di respirazione degli uccelli

Il processo di respirazione negli uccelli richiede due cicli (inspirazione, espirazione, inspirazione, espirazione) per muovere l'aria attraverso l'intero sistema respiratorio. I mammiferi, ad esempio, necessitano solo di un ciclo di respirazione. (Foster & Smith, 2017).

Gli uccelli possono respirare attraverso la bocca o le narici. L'aria che entra attraverso queste aperture durante il processo di inalazione passa attraverso la faringe e poi attraverso la trachea o il tubo del vento.

La trachea è generalmente della stessa lunghezza del collo dell'uccello, tuttavia alcuni uccelli come le gru hanno un collo eccezionalmente lungo e la loro trachea che si arriccia all'interno di un'estensione dello sterno nota come chiglia. Questa condizione dà agli uccelli la capacità di produrre suoni ad alta risonanza.

Inalazione

Durante la prima inspirazione, l'aria passa attraverso le narici o narici situate all'incrocio tra la parte superiore del becco e la testa. Il tessuto carnoso che circonda le narici è noto come cera in alcuni uccelli.

L'aria negli uccelli, come nei mammiferi, si muove attraverso le narici, nella cavità nasale e poi nella laringe e nella trachea.

Una volta nella trachea, l'aria passa attraverso la siringa (organo responsabile della produzione di suoni negli uccelli) e la sua corrente è divisa in due, poiché la trachea degli uccelli ha due canali.

L'aria nel processo di respirazione degli uccelli, non va direttamente ai polmoni, prima va alle sacche d'aria caudali, da dove passerà ai polmoni e durante la seconda inspirazione passerà alle sacche d'aria craniche. Durante questo processo, tutte le sacche d'aria si espandono mentre l'aria entra nel corpo dell'uccello.

Espirazione

Durante la prima espirazione, l'aria si sposta dalle sacche d'aria posteriori ai bronchi (ventrobronchi e dorsobronchi) e successivamente ai polmoni. I bronchi sono divisi in piccoli rami capillari attraverso i quali scorre il sangue, è in questi capillari d'aria che avviene lo scambio di ossigeno per anidride carbonica.

Alla seconda espirazione, l'aria esce dalle sacche d'aria attraverso la siringa e poi nella trachea, nella laringe e infine nella cavità nasale e fuori dalle narici. Durante questo processo, il volume dei sacchi diminuisce man mano che l'aria lascia il corpo dell'uccello.

Struttura

Gli uccelli, tuttavia, hanno la laringe e, a differenza dei mammiferi, non la usano per produrre suoni. C'è un organo chiamato la siringa che funge da "scatola vocale" e consente agli uccelli di produrre suoni altamente risonanti.

D'altra parte, gli uccelli hanno polmoni, ma hanno anche sacche d'aria. A seconda della specie, l'uccello avrà sette o nove sacche d'aria.

Gli uccelli non hanno un diaframma, quindi l'aria viene spostata dentro e fuori il sistema respiratorio attraverso i cambiamenti nella pressione delle sacche d'aria. I muscoli del torace fanno sì che lo sterno venga premuto verso l'esterno, creando una pressione negativa nelle sacche che consente all'aria di entrare nel sistema respiratorio (Maina JN, 2005).

Il processo di espirazione non è passivo, ma richiede la contrazione di alcuni muscoli per aumentare la pressione nelle sacche d'aria e spingere fuori l'aria. Poiché lo sterno deve muoversi durante il processo di respirazione, si raccomanda che, durante la cattura di un uccello, non vengano esercitate forze esterne che potrebbero bloccarne il movimento, in quanto può soffocare l'uccello.

Sacchi d'aria

Gli uccelli hanno molto "spazio vuoto" all'interno che consente loro di essere in grado di volare. Questo spazio vuoto è occupato da sacche d'aria che si gonfiano e si sgonfiano durante il processo di respirazione dell'uccello.

Quando un uccello si gonfia il petto, non sono i polmoni a funzionare ma le sacche d'aria. I polmoni degli uccelli sono statici, le sacche d'aria sono quelle che si muovono per pompare aria in un complesso sistema bronchiale nei polmoni.

Le sacche d'aria consentono un flusso d'aria unidirezionale attraverso i polmoni. Ciò significa che l'aria che raggiunge i polmoni è per lo più "aria fresca" con un contenuto di ossigeno più elevato.

Questo sistema è l'opposto di quello dei mammiferi, il cui flusso d'aria è bidirezionale ed entra ed esce dai polmoni in un breve lasso di tempo, il che significa che l'aria non è mai fresca e si mescola sempre con quella già respirata (Wilson , 2010).

Gli uccelli hanno almeno nove sacche d'aria che consentono loro di fornire ossigeno ai tessuti del corpo e rimuovere l'anidride carbonica rimanente. Svolgono anche il ruolo di regolare la temperatura corporea durante la fase di volo.

Le nove sacche d'aria degli uccelli possono essere descritte come segue:

• Un sacco d'aria interclavicolare
• Due sacche d'aria cervicali
• Due sacche d'aria toraciche anteriori
• Due sacche d'aria toraciche posteriori
• Due sacche d'aria addominali

La funzione di queste nove sacche può essere suddivisa in sacche anteriori (interclavicolare, cervicale e toracica anteriore) e sacche posteriori (toracica posteriore e addominale).

Tutte le sacche hanno pareti molto sottili con alcuni vasi capillari, quindi non svolgono un ruolo importante nel processo di scambio di gas. Tuttavia, il loro compito è mantenere ventilati i polmoni in cui avviene lo scambio di gas.

Trachea

La trachea degli uccelli è 2,7 volte più lunga e 1,29 volte più larga di quella dei mammiferi di dimensioni simili. Il lavoro della trachea degli uccelli è lo stesso di quello dei mammiferi, consiste nel resistere al flusso d'aria. Tuttavia, negli uccelli il volume d'aria che la trachea deve sopportare è 4,5 volte maggiore del volume d'aria presente nella trachea dei mammiferi.

Gli uccelli compensano l'ampio spazio vuoto nella trachea con un volume corrente relativamente maggiore e una frequenza respiratoria inferiore, circa un terzo di quella dei mammiferi. Questi due fattori contribuiscono al minore impatto del volume d'aria sulla trachea (Jacob, 2015).

La trachea si biforca o si divide in due bronchi primari nella siringa. La siringa è un organo che si trova solo negli uccelli, poiché nei mammiferi i suoni sono prodotti nella laringe.

L'ingresso principale ai polmoni è attraverso i bronchi ed è noto come mesobronchium. Il mesobronco si divide in tubi più piccoli chiamati dorsobronchi che a loro volta portano ai parabronchi più piccoli.

I parabronchi contengono centinaia di piccoli rami e capillari aerei circondati da una fitta rete di capillari sanguigni. Lo scambio di gas tra i polmoni e il sangue avviene all'interno di questi capillari d'aria.

Polmoni

La struttura dei polmoni degli uccelli può variare leggermente a seconda delle ramificazioni dei parabronchi. La maggior parte degli uccelli ha una coppia di parabronchi, composta da un polmone "vecchio" (paleopulmonico) e un polmone "nuovo" (neopulmonico).

Tuttavia, ad alcuni uccelli manca il parabronco neopulmonico, come nel caso dei pinguini e di alcune razze di anatre.

Gli uccelli canori, come i canarini e le gallinacee, hanno un parabronco neopulmonico sviluppato in cui si verifica il 15% o il 20% dello scambio di gas. D'altra parte, il flusso d'aria in questo parabronco è bidirezionale, mentre nel parabronco paleopolmonico è unidirezionale (Team, 2016).

Nel caso degli uccelli, i polmoni non si espandono o si contraggono come nei mammiferi, poiché lo scambio di gas non avviene negli alveoli ma nei capillari e le sacche d'aria sono responsabili della ventilazione dei polmoni. .

Riferimenti

1. Brown, RE, Brain, JD e Wang, N. (1997). Il sistema respiratorio aviario: un modello unico per gli studi sulla tossicosi respiratoria e per il monitoraggio della qualità dell'aria. Environ Health Perspect, 188-200.
2. Foster, D. e Smith. (2017). Dipartimento di servizi veterinari e acquatici. Estratto da Sistema respiratorio degli uccelli: anatomia e funzione: peteducation.com.
3. Jacob, J. (5 maggio 2015). Estensione. Estratto da Avian Respiratory System: articles.extension.org ..
4. Maina, JN (2002). Evoluzione degli uccelli e del polmone parabronchiale altamente efficiente. In JN Maina, Morfologia funzionale del sistema respiratorio dei vertebrati (p. 113). New Hampshire: Science Publisher Inc.
5. Maina, JN (2005). Il sistema polmonare-sacca degli uccelli: sviluppo, struttura e funzione. Johannesburg: Springer.
6. Team, AN (9 luglio 2016). Chiedi alla natura. Ottenuto da Il sistema respiratorio degli uccelli facilita lo scambio efficiente di anidride carbonica e ossigeno attraverso un flusso d'aria unidirezionale continuo e sacche d'aria: asknature.org.
7. Wilson, P. (luglio 2010). Servizi veterinari della valle di Currumbin. Estratto da What Are Air Sacs?: Currumbinvetservices.com.au.