Πώς και τι αναπνέουν οι χελώνες κάτω από το νερό και στην ξηρά, τα αναπνευστικά όργανα των θαλάσσιων και χερσαίων χελωνών

Πιστεύεται ευρέως ότι οι κόκκινες χελώνες και άλλες χελώνες αναπνέουν υποβρύχια σαν ψάρια - με βράγχια. Αυτή είναι μια λανθασμένη αντίληψη - όλοι οι τύποι χελωνών είναι ερπετά και αναπνέουν τόσο στη στεριά όσο και στο νερό με τον ίδιο τρόπο - με τη βοήθεια των πνευμόνων. Αλλά ο ειδικός τύπος αναπνευστικών οργάνων αυτών των ζώων τους επιτρέπει να χρησιμοποιούν το οξυγόνο πιο οικονομικά, ώστε να μπορούν να συγκρατούν αέρα και να παραμείνουν κάτω από το νερό για μεγάλο χρονικό διάστημα.

Συσκευή αναπνευστικού συστήματος

Στα θηλαστικά, συμπεριλαμβανομένων των ανθρώπων, όταν αναπνέουν, το διάφραγμα διαστέλλεται και ο αέρας προσλαμβάνεται από τους πνεύμονες - αυτό γίνεται με κινητές νευρώσεις. Στις χελώνες, όλα τα εσωτερικά όργανα περιβάλλονται από ένα κέλυφος και η περιοχή του θώρακα είναι ακίνητη, επομένως η διαδικασία λήψης αέρα είναι εντελώς διαφορετική. Το αναπνευστικό σύστημα αυτών των ζώων αποτελείται από τα ακόλουθα όργανα:

• εξωτερικά ρουθούνια - η εισπνοή πραγματοποιείται μέσω αυτών.
• εσωτερικά ρουθούνια (ονομάζονται choanas) - βρίσκονται στον ουρανό και δίπλα στη λαρυγγική σχισμή.
• διαστολέας - ένας μυς που ανοίγει τον λάρυγγα κατά την εισπνοή και την εκπνοή.
• κοντή τραχεία - αποτελείται από χόνδρινους δακτυλίους, οδηγεί τον αέρα στους βρόγχους.
• βρόγχοι - κλάδος στα δύο, που μεταφέρει οξυγόνο στους πνεύμονες.
• πνευμονικός ιστός – βρίσκεται στα πλάγια, καταλαμβάνοντας το πάνω μέρος του σώματος.

Η αναπνοή της χελώνας πραγματοποιείται χάρη σε δύο ομάδες μυών που βρίσκονται στην κοιλιά. Τα ερπετά δεν έχουν διάφραγμα που χωρίζει τα εσωτερικά όργανα από τους πνεύμονες. κατά την εισπνοή, οι μύες απλώς σπρώχνουν τα όργανα μακριά, επιτρέποντας στον σπογγώδη πνευμονικό ιστό να γεμίσει ολόκληρο τον χώρο. Κατά την εκπνοή, εμφανίζεται μια αντίστροφη κίνηση και η πίεση των εσωτερικών οργάνων αναγκάζει τους πνεύμονες να συστέλλονται και να εκτοξεύουν τον αέρα εξαγωγής.

Συχνά, τα πόδια και το κεφάλι συμμετέχουν επίσης ενεργά στη διαδικασία - τραβώντας τα μέσα, το ζώο μειώνει τον εσωτερικό ελεύθερο χώρο και ωθεί τον αέρα έξω από τους πνεύμονες. Η απουσία διαφράγματος εξαλείφει το σχηματισμό αντίθλιψης στο στήθος, επομένως η βλάβη στους πνεύμονες δεν σταματά τη διαδικασία της αναπνοής. Χάρη σε αυτό, οι χελώνες μπορούν να επιβιώσουν όταν σπάσει το κέλυφος.

Η εισαγωγή αέρα πραγματοποιείται πάντα από τα ρουθούνια. Εάν η χελώνα ανοίξει το στόμα της και προσπαθήσει να αναπνεύσει από το στόμα της, αυτό είναι σημάδι ασθένειας.

Μυρωδιά

Χάρη στην πολύπλοκη δομή του αναπνευστικού συστήματος, οι χελώνες όχι μόνο αναπνέουν, αλλά λαμβάνουν πληροφορίες για τον κόσμο γύρω τους μέσω της όσφρησής τους. Οι μυρωδιές είναι η κύρια πηγή πληροφοριών για αυτά τα ζώα – είναι απαραίτητες για την επιτυχή απόκτηση τροφής, τον προσανατολισμό στην περιοχή και την επικοινωνία με τους συγγενείς. Οι οσφρητικοί υποδοχείς βρίσκονται στα ρουθούνια και στο στόμα του ζώου, επομένως, για να πάρει αέρα, η χελώνα συσπά ενεργά τους μύες του εδάφους του στόματος. Η εκπνοή πραγματοποιείται από τα ρουθούνια, μερικές φορές με οξύ θόρυβο. Μπορείτε συχνά να δείτε πώς το ζώο χασμουριέται - αυτό είναι επίσης μέρος της διαδικασίας της όσφρησης.

Η συσκευή του αναπνευστικού συστήματος, καθώς και η έλλειψη μυών του διαφράγματος, καθιστά αδύνατο τον βήχα. Επομένως, το ζώο δεν μπορεί να αφαιρέσει ανεξάρτητα ξένα αντικείμενα που έχουν εισέλθει στους βρόγχους και πιο συχνά πεθαίνει σε πνευμονικές φλεγμονώδεις διεργασίες.

Πόσες χελώνες δεν μπορούν να αναπνεύσουν

Όταν κολυμπούν κοντά στην επιφάνεια του νερού, οι χελώνες ανεβαίνουν τακτικά στην επιφάνεια για να πάρουν αέρα. Ο αριθμός των αναπνοών ανά λεπτό εξαρτάται από τον τύπο του ζώου, την ηλικία και το μέγεθος του κελύφους του. Τα περισσότερα είδη παίρνουν μια ανάσα κάθε λίγα λεπτά – τα θαλάσσια είδη ανεβαίνουν στην επιφάνεια κάθε 20 λεπτά. Αλλά όλοι οι τύποι χελωνών μπορούν να κρατήσουν την αναπνοή τους έως και αρκετές ώρες.

Αυτό είναι δυνατό λόγω του μεγάλου όγκου πνευμονικού ιστού. Στην κόκκινη χελώνα, οι πνεύμονες καταλαμβάνουν το 14% του σώματος. Επομένως, με μια αναπνοή, το ζώο μπορεί να αποκτήσει οξυγόνο για αρκετές ώρες κάτω από το νερό. Εάν η χελώνα δεν κολυμπά, αλλά βρίσκεται ακίνητη στον πυθμένα, το οξυγόνο καταναλώνεται ακόμη πιο αργά, μπορεί να διαρκέσει σχεδόν μια μέρα.

Σε αντίθεση με τα υδρόβια είδη, οι χελώνες της ξηράς πραγματοποιούν τη διαδικασία της αναπνοής πιο ενεργά, παίρνοντας έως και 5-6 αναπνοές ανά λεπτό.

Ασυνήθιστοι τρόποι αναπνοής

Εκτός από τη συνηθισμένη αναπνοή από τα ρουθούνια, οι περισσότεροι εκπρόσωποι των ειδών του γλυκού νερού μπορούν να λαμβάνουν οξυγόνο με άλλο τρόπο. Μπορείτε να ακούσετε ότι οι υδρόβιες χελώνες αναπνέουν από τους γλουτούς τους – ένας τέτοιος μοναδικός τρόπος υπάρχει πραγματικά και αυτά τα ζώα ονομάζονται «διτροπικά αναπνέουν». Ειδικά κύτταρα που βρίσκονται τόσο στο λαιμό του ζώου όσο και στην κλοάκα είναι σε θέση να απορροφούν οξυγόνο απευθείας από το νερό. Η εισπνοή και η εκτόξευση νερού από την κλοάκα δημιουργεί μια διαδικασία που μπορεί πραγματικά να ονομαστεί "αναπνοή λείας" - ορισμένα είδη κάνουν αρκετές δεκάδες τέτοιες κινήσεις ανά λεπτό. Αυτό επιτρέπει στα ερπετά να κάνουν βαθιές καταδύσεις χωρίς να ανέβουν στην επιφάνεια για έως και 10-12 ώρες.

Ο πιο εξέχων εκπρόσωπος που χρησιμοποιεί διπλό αναπνευστικό σύστημα είναι η χελώνα Fitzroy, που ζει στον ομώνυμο ποταμό στην Αυστραλία. Αυτή η χελώνα αναπνέει κυριολεκτικά κάτω από το νερό, χάρη σε ειδικούς ιστούς σε σάκους κλοακίου γεμάτους με πολλά αγγεία. Αυτό της δίνει την ευκαιρία να μην επιπλέει στην επιφάνεια έως και αρκετές ημέρες. Το μειονέκτημα αυτής της μεθόδου αναπνοής είναι οι υψηλές απαιτήσεις για την καθαρότητα του νερού - το ζώο δεν θα μπορεί να πάρει οξυγόνο από ένα θολό υγρό μολυσμένο με διάφορες ακαθαρσίες.

Η διαδικασία της αναερόβιας αναπνοής

Αφού πάρει μια ανάσα, η χελώνα βυθίζεται αργά, οι διαδικασίες απορρόφησης οξυγόνου από τους πνεύμονες στο αίμα συνεχίζονται για τα επόμενα 10-20 λεπτά. Το διοξείδιο του άνθρακα συσσωρεύεται χωρίς να προκαλεί ερεθισμούς, χωρίς να απαιτείται άμεση εκπνοή, όπως στα θηλαστικά. Ταυτόχρονα, ενεργοποιείται η αναερόβια αναπνοή, η οποία στο τελικό στάδιο της απορρόφησης αντικαθιστά την ανταλλαγή αερίων μέσω του πνευμονικού ιστού.

Κατά τη διάρκεια της αναερόβιας αναπνοής, χρησιμοποιούνται ιστοί που βρίσκονται στο πίσω μέρος του λαιμού, στην κλοάκα - η επίστρωση κάνει αυτά τα μαξιλάρια να μοιάζουν με βράγχια. Χρειάζονται μόνο λίγα δευτερόλεπτα για το ζώο να αφαιρέσει το διοξείδιο του άνθρακα και στη συνέχεια να πάρει ξανά αέρα καθώς ανεβαίνει. Τα περισσότερα είδη εκπνέουν απότομα στο νερό πριν σηκώσουν το κεφάλι τους πάνω από την επιφάνεια και πάρουν αέρα από τα ρουθούνια τους.

Η εξαίρεση είναι οι θαλάσσιες χελώνες - τα αναπνευστικά τους όργανα δεν περιλαμβάνουν ιστούς στην κλοάκα ή στον λάρυγγα, επομένως για να πάρουν οξυγόνο, πρέπει να επιπλέουν στην επιφάνεια και να εισπνεύσουν αέρα από τα ρουθούνια τους.

Αναπνοή κατά τη διάρκεια του ύπνου

Μερικά είδη χελωνών περνούν ολόκληρη τη χειμερία νάρκη τους κάτω από το νερό, μερικές φορές σε μια λίμνη πλήρως καλυμμένη με ένα στρώμα πάγου. Η αναπνοή κατά τη διάρκεια αυτής της περιόδου πραγματοποιείται αναερόβια μέσω του δέρματος, των σακουλών του βόθρου και των ειδικών εκβλαστήσεων στον λάρυγγα. Όλες οι διεργασίες του σώματος κατά τη διάρκεια της αδρανοποίησης επιβραδύνονται ή σταματούν, επομένως το οξυγόνο χρειάζεται μόνο για την παροχή της καρδιάς και του εγκεφάλου.