Légzsák (madár) - biológia
Milyen meleg túl meleg az élethez az óceán feneke mélyén?
Antibiotikumok baktériumoktól
Sejtvándorlás: egy ismert fehérje újonnan felfedezett funkciója
Molekuláris iránytű a sejtek igazításához
Mi teszi a levelek öregedését ősszel
A keselyű gyöngytyúk demokráciája
Ekembo környezete: Az emberek nyílt tájakon is éltek
| Genetika | Mezőgazdaság, erdészet és állattenyésztés
A búzafajtát vad füvek keresztezésével hozták létre
Milyen meleg túl meleg az élethez az óceán feneke mélyén?
Légzsák (madár)
A Légzsákok (Sacci pneumatici) madarak a tüdő vékony falú függelékei, amelyek, mint a fújtató, a levegőt vezetik a tüdőben. Gázcsere azonban nem történik bennük. Ostya vékony táskák, átlátszó fal. A „légzés motorjának” funkciójuk mellett a hangképzésben is részt vesznek. Magas frekvenciájú lejáratok (kilégzések) jönnek létre az ének fejében (Pánsíp) madárdalra modulálva. A légzsákok harmadik fontos funkciója, hogy részt vegyenek a hőszabályozásban a hő párolgás útján történő felszabadításán keresztül.
Építkezés
A légzsákok többségét egyrétegű laphám képezi. Bizonyos esetekben köbös és erősen prizmatikus csillós hámsejtek is megjelennek. Rugalmas rostok és simaizmok vannak beágyazva a falába. Különálló idegrostokat is tartalmaz, amelyek némelyikét egyes madaraknál a vagus idegből származnak, de amelyek működését még nem ismerték.
A légzsákok osztályozása
A légzsákok a fejlődés során az embrióban nagyon korán jönnek létre. Csirkéknél az embrió 5. és 6. napján fejlődnek ki, egyidejűleg a tüdő fejlődésével, de a másodlagos hörgők kialakulása előtt. A 10. napon a légzsákok már teljesen kifejlődtek, és utána csak növekedést mutatnak.
Az embrióban hat pár légzsák jön létre, amelyek közül két pár majdnem minden madárban összeolvad (a nagy tarajos lepény kivételével) a továbbfejlesztés során, hogy egységes kulcscsont légzsák alakuljon ki. A pulykában csak 5 pár légzsák jön létre.
Balra és jobbra Torok légzsák (Méhnyakzsák) a nyaki gerinc mentén fekszik, és a nyaki csigolyákon belül és kívül kidudorodások (diverticula) vannak. Csirkéknél mindkét nyaki légzsák egyesül egy fő medián kamrába. A nagy tarajos rétesnek nincs légzsákja.
Eredetileg két párból állt Kulcscsont légzsák (Clavicular saccus) egyesíti a madarakban a mediánt, a nagy tarajos lepény kivételével párosítatlan zsákká. A diverticula a mellkason belül és kívül származik belőle. Ez utóbbi kiterjed a vállöv és a felkarcsont csontjaiba is. Ezek a csontok tehát levegővel vannak feltöltve (pneumatizáltak) a madaraknál. A humerus nem pneumatizált a struccban. Ennek a pneumatizációnak a funkcionális jelentőségét még nem sikerült tisztázni.
A elülső mell légzsákok (Sacci thoracici craniales) két kötőszöveti membrán között fekszik (Szeptum vízszintes és obliquum) a bordában és átfogja a szívet és a mirigy gyomrát (Proventriculus). Az énekesmadarakban összeolvadnak az egységes kulcscsont légzsákkal.
A hátsó mellkas légzsákok (Sacci thoracici caudales) közvetlenül a test falán fekszenek, és az első mellkas légzsákjai mögött helyezkednek el. A pulykáknak nincsenek (és nem is embrionálisan jönnek létre), a csirkéknek csak kicsi a hátsó tasakuk. A gólyákban úgy vannak felosztva, hogy 4 hátsó mell-légzsákjuk legyen.
A Hasi légzsákok (Sacci hasi) vékony léggömbökként fekszenek a bélhurok között, és a medenceövet is pneumatizálják. Papagájokban, struccokban és paszterinokban a légzsákok viszonylag kicsiek.
A madaraknak legfeljebb 12 légzsákja van, de a kulcscsont négy légzsákjának összeolvadása miatt általában csak 9. A fajspecifikus szám 7 és 11 között változik.
Néhány madár légzsákjainak száma
Légzsák rendszerek
Funkcionálisan két légzsákrendszert különböztetnek meg:
A koponya-légzsák rendszer a nyaki, kulcscsontból és a két mellkasi légzsákból áll. Szellőztetik az úgynevezett medioventralis másodlagos hörgőket (a fő hörgők ágai középre és lefelé irányulnak), és általában csak akkor aktívak, ha fokozott a légzés.
A farok légzsák rendszer a hátsó mellkasi és hasi légzsákokból áll. A lateroventralis szekunder hörgőn keresztül vagy közvetlenül a fő hörgőhöz kapcsolódnak.
Légzésmechanika madaraknál
A madarak légzése alapvetően különbözik az emlősökétől. Bár vannak itt izmok inspirációra (belégzésre) és kilégzésre (kilégzésre), ezek nincsenek hatással a tüdőre, mivel a madaraknál ezek mozdulatlanul nőttek a mellkasban, és nem tudják megváltoztatni a térfogatukat. A membrán nem fejlődik ki a madaraknál sem.
Az ihlet legfontosabb izmai a bordaizmok (Apendicocostalis izmok). Összehúzódásuk következtében a mellkas kitágul. A mellcsont lefelé irányuló mozgása szintén jelentősen hozzájárul ehhez a folyamathoz. Ez negatív nyomáshoz vezet a testüregben, és ezáltal a légzsákok tágulásához vezet, amelynek során a levegőt beszívják a tüdőbe. A legfontosabb kilégző izmok a hasi izmok, amelyek összeszorítják a testüreget és így kiszorítják a levegőt a légzsákokból.
elvi légáram
Belégzéskor és kilégzéskor a levegő hátulról előre halad a tüdő parabronchiáján keresztül.
Nyugalmi légzés (A. ábra)
Nyugalmi állapotban történő légzéskor általában csak a hátsó légzsákrendszer aktív. A két hátsó légzsákpárból a levegő a tüdő egy részén (ún Neopulmo), némi friss levegő is ezekbe a légzsákokba kerül. Ez azt jelenti, hogy az inhaláció végén a hátsó légzsákokban még mindig felhasználható oxigénmennyiséggel kevert levegő van. A kilégzés során ezt a kevert levegőt ismét átengedik a tüdőn, és így sokkal hatékonyabban használják fel, mint vak légutakkal és ennek megfelelően magas holtterű emlősöknél.
Ez a hatékony rendszer kompenzálja a madaraknál a légcső nagy mennyiségét is, amely hosszabb, vastagabb és körülbelül 4,5-szerese a holt térfogatának az emlősökhöz képest.
Erőltetett légzés (B. ábra)
Fokozott légzéssel az elülső légzsák rendszer hozzáadódik a normál légzéshez. Friss levegőt szív be a tüdő többi részén (az úgynevezett Palaeopulmo). Ebben a légzsákrendszerben a használt levegő egyenesen a szellőzőcsőbe kerül, amikor kilélegzik, és nem jut újra a tüdőbe.
A légzési mechanika faji sajátosságai
Neopulmo nélküli madárfajoknál (pl. Pingvinek) csak a friss levegő jut a hátsó légzsákokba; belégzéskor az első rendszert használják, kilégzéskor pedig a hátsó rendszert. A gólyákban a neopulmo gyengén fejlett.
A légzési mechanika következményei
A madarak fogásakor és manipulálásakor be kell tartani a komplex légzési mechanikát. Kezébe véve ügyelni kell arra, hogy a mellkas mozgása ne legyen túl korlátozott. Ha a madarakat a hátukra helyezzük, a többi szerv terhelése akadályozza a hasi légzsákok fejlődését, a mellizom gravitációja pedig a mellcsontét, így gyorsan jelentkezhet légszomj vagy akár fulladás.
A légzsákrendszer és a madarak légzési mechanikájának evolúciós eredete
A theropodák számos képviselőjénél bemutatták a dinoszauruszok, csigolyák és bordák madárszerű csoportját, pneumatikus foraminával, amely összehasonlítható a legújabb madarakéval, ahogyan a primitív madarak esetében is Archaeopteryx. Rámutatnak arra, hogy a madarak őseiben is bizonyos csontok tele voltak légzsák-rendszer zsákjaival (diverticula) (vagyis pneumatizáltak). Az archosauruszokon belül, amelyeknek a legutóbbi leszármazottai a krokodilok és a madarak, a madarak feltételezett szülőcsoportjának tekintett teropódák mellett más csoportoknak (a pterosauruszoknak és a sauropodáknak) pneumatizált csontjaik voltak, így néhány paleontológus feltételezi, hogy légzsákrendszerről van szó. nemcsak a madarak ősi jellemzői, hanem egy sokkal nagyobb és idősebb csoport, az úgynevezett ornithodirok.
Az, hogy a madarak és a teropodák légzőrendszerének működése mennyiben volt hasonló, ellentmondásos: O’Connor és Claessens (2005) a perfúziós légzés egy olyan formáját javasolja, amely hasonló a madarakéhoz a teropodák számára. A primitív theropoda nemzetség jól megőrzött kövületmintájában mutatták meg Majungatholus pneumatikus nyílások a nyaki, mellkasi és kismedencei csigolyákban.
Az a tény, hogy a mellkasi 12. és 13. csigolya idegívei különösen kicsi nyílásokat mutatnak az előttük és mögöttük, az elülső (koponya) és a hátsó (farok) légzsák rendszer közötti elválasztásként értelmezik, amelyhez az elülső és a hátsó csigolyatestekben lévő divertikulák ill. Neurális ívek vannak hozzárendelve. O’Connor és Claessens a hátsó légzsákrendszer jelenlétét tartja mechanikusan könnyebben "szellőztethetőnek", mint az elsőt, a tüdőn keresztüli madárszerű áramlás döntő előfeltételének (lásd a legutóbbi madarak pihentető légzését, A. ábra).
A filogenetikai szakaszban a mai madarakhoz hasonló légzési mechanizmus létezett, amely még mindig nyitott. Mielőtt légzésre használták volna, a dinoszauruszok és a pterosauruszok légzsákos rendszere hőszabályozó funkcióval rendelkezhetett, és hozzájárulhatott a fogyáshoz. Ruben és mtsai. (1997, 1999) hisznek a kis theropoda dinoszauruszok kövületeiben Sinosauropteryx és Scipionyx A mellkas és a has megkövesedett lágyrészeinek jelenléte azt mutatja, hogy a teropodák légzése nem hasonlít a madarak légzéséhez: Állítólag a krokodilokhoz hasonlóan a mellkasát is membrán osztotta, amelynek dugattyúszerű mozgása kontrollálta a belégzést és a kilégzést. Ez az elmélet azonban figyelmen kívül hagyja a pneumatikus foramina bizonyítékait számos teropoda esetében. És hogy az említett példányok hasi üregének kövületei vagy bőrárnyékai valóban lehetővé teszik a fenti állításokat a belső szervek elhelyezkedéséről és anatómiájáról, kétségesnek tartják a paleontológusok körében.
Klinikai jelentőség
A légzsákrendszert gyakran befolyásolják a légzőrendszer betegségei. A légzsákok felépítése azt jelenti, hogy a madarak az emlősökkel ellentétben nem köhöghetnek fel idegen testeket. A leggyakoribb bakteriális kórokozók, amelyek légzsák-gyulladást (aerosacculitis) okoznak, a következők Escherichia coli, Mycoplasma (Mycoplasma gallisepticum és mások) és chlamydia (ornithosis, Chlamydophila psittaci), ritkábban Pasteurella (Pasteurella gallinarum), Ornithobacterium rhinotracheale és bordélyházak (Bordetella avium). A bakteriális kórokozók kimutatására a bronchoalveoláris mosáshoz hasonló öntözés végezhető. Mindenekelőtt a gombák által okozott légzsák mikózisok Aspergillus fumigatus magában foglal. Az aspergillosis a leggyakoribb légzsák-fertőzések közé tartozik. Az olyan vírusos betegségek, mint a madárinfluenza („madárinfluenza”), a Newcastle-betegség (atipikus madárinfluenza), a csirke fertőző hörghurutja (IB) és a fertőző laryngotracheitis (ILT) szintén okozhatnak aerosacculitist. Végül az olyan paraziták, mint a férgek (Serratospiculum spp.) vagy atkák (légzsák atkák Cytodites nudus) megtámadják a légzsákot. A légzsák betegségei általában súlyos légszomjjal társulnak.
A légzsákok korlátozó tényező a madarak ultrahangvizsgálatában, mivel a levegő a hanghullámok teljes visszaverődését okozza. Az izoflurán közvetlen bevitele a légzsákba érzéstelenítési lehetőségként szerepel.