Układ oddechowy ptaków jest specyficzny, przystosowany do regularnych lotów. Najlepszą wymianę gazową w ciele ptaków zapewnia podwójne oddychanie, które rozwinęło się w wyniku przemian ewolucyjnych.
Górne drogi oddechowe
Ścieżka powietrza w ciele ptaków zaczyna się od szczeliny krtani, przez którą dostaje się do tchawicy. Jej część znajdująca się na górze to krtań. Nazywa się to topem, nie odgrywa żadnej roli w formowaniu dźwięku. Głos ptaków pochodzi z dolnej części krtani, co jest charakterystyczne dla ptaków. Znajduje się w miejscu, gdzie tchawica dzieli się na dwa oskrzela i jest przedłużeniem podtrzymywanym przez pierścienie kości.
Wewnątrz samej krtani znajdują się membrany głosowe przymocowane do ścian. Pod wpływem śpiewających mięśni zmieniają swoją konfigurację, co prowadzi do powstania szerokiej gamy dźwięków. Wewnętrzne błony głosowe znajdują się poniżej miejsca podziału tchawicy.
Górne drogi oddechowe są ważne dla regulacji temperatury ciała. Upał powoduje, że ptak oddycha szybko i płytko. Naczynia krwionośne znajdujące się w jamie ustnej i gardle rozszerzają się. W rezultacie ciało ptaka ochładza się, oddając ciepło do wydychanego powietrza.
Poduszki oświetleniowe i powietrzne
Płuca ptaków różnią się budową od płazów i gadów, w których przypominają puste worki. U opierzonych przedstawicieli fauny organ ten jest przymocowany do tylnej części klatki piersiowej. W składzie przypomina gęstą gąbkę. Oskrzela rozgałęzione mają mostki - parabronchi z dużą ilością ślepych kanałów (oskrzelików), które są oplecione gęstą siecią naczyń włosowatych.
Niektóre oskrzela rozgałęziają się w duże, cienkościenne worki powietrzne. Ich objętość jest znacznie większa niż płuc. Ptaki mają wiele worków powietrznych:
- 2 szyja,
- międzyobojczykowe,
- 4-6 niemowląt,
- 2 brzuch.
Kanały wchodzą pod skórę i łączą się z pneumatycznymi kośćmi.
Podwójne oddychanie istnieje właśnie dzięki workom powietrznym. Z ich pomocą podczas lotu ustalany jest mechanizm oddychania.
Podwójny oddech
Odpoczywający ptak, który siedzi, odnawia powietrze w płucach poprzez pracę mięśni. Gdy mostek opada, gaz bogaty w tlen jest zasysany do narządu oddechowego. Poprzez ruch wsteczny mięśni, powietrze jest wypychane. Płuca pomagają również pompować tlen.
Ptak, który chodzi lub wspina się, wykorzystuje do pracy worki powietrzne zlokalizowane w otrzewnej. Górne partie nóg wywierają na nie nacisk.
W locie znaczenie worków powietrznych wzrasta wielokrotnie, ponieważ zachodzi proces podwójnego oddychania ptaka. Krok po kroku wygląda to tak:
- Skrzydławstać, rozciągając worki powietrzne.
- Powietrze jest wtłaczane do płuc.
- Część gazu bez zatrzymywania się przechodzi do poduszek powietrznych bez utraty tlenu. W tym narządzie nie zachodzi wymiana gazowa.
- Skrzydła opadają, gdy wydychasz, bogaty w tlen gaz z worków powietrznych przechodzi przez płuca.
Zjawisko nasycenia krwi tlenem podczas wdechu i wydechu nazywa się podwójnym oddychaniem. Ma ogromne znaczenie w życiu ptaków. Oddychanie przyspiesza wraz ze wzrostem intensywności uderzeń skrzydeł.
Inne cechy oddychania
Podwójne oddychanie jest typowe dla ptaków, ale w niektórych liczba uderzeń i ruchów oddechowych nie jest taka sama. Jednak niektóre etapy tych procesów pokrywają się w czasie. Obecność worków powietrznych zapobiega przegrzewaniu się ptaków w locie, ponieważ zimne powietrze opływa ciało od wewnątrz. Z ich pomocą zmniejsza się gęstość ciała i tarcie narządów o siebie. Częstotliwość ruchów oddechowych różni się u różnych gatunków. Worki powietrzne są o rząd wielkości większe niż płuca.
