Строение дыхательной системы млекопитающих и газообмен

Дыхательная система млекопитающих Биология

С помощью дыхательной системы млекопитающие обеспечивают свой организм кислородом. Она состоит из двух основных частей: лёгких и воздухоносных путей. Так животные могут эффективно усваивать необходимые вещества из воздуха в самых разных окружающих условиях. Отдельно можно выделить класс китообразных, которые живут в морской воде и океанах. Для вдоха им приходится подниматься к поверхности.

Систематика млекопитающих

Млекопитающие — достаточно большой класс. Они населяют все континенты планеты. Этих животных подразделяют на три подкласса:

  • сумчатые;
  • яйцекладущие;
  • плацентарные.

К яйцекладущим относят ехидну и утконоса. Эти животные обитают только в Австралии на островах, расположенных неподалёку от неё. У них нет такого способа размножения, как живорождение. Представители яйцекладущих откладывают яйца, в которых уже есть достаточно развитый эмбрион. Животные имеют коракоиды, клоаку и непостоянную температуру тела. Из-за этого у яйцекладущих присутствуют функции и млекопитающих, и пресмыкающихся.

Ехидна

Сумчатые распространены на просторах Австралии, Южной Америки и частично Северной. В процессе эволюции возникло довольно большое количество видов с таким строением организма. Самый типичным представителем можно считать кенгуру. У этого животного отсутствует хотя бы какое-то подобие полноценной плаценты. Потомство рождается недоношенным, после чего некоторое время вынашивается в сумке, где есть молочный сосок. Это специальная складка на животе, состоящая из кожи.

Самым разнообразным типом является плацентарный. Всего он имеет 25 отрядов млекопитающих. Наиболее распространённые — грызуны. Сейчас науке известно более 2 000 видов. Вынашивание плода происходит в плаценте, после чего рождаются полноценные детёныши. Многочисленны также отряды зайцеобразных, хищных, насекомоядных, хоботных, рукокрылых, парнокопытных, приматов и др.

Общая характеристика дыхания

Дыхательная система животных и людей обеспечивает относительное постоянство углекислого газа и кислорода во всех тканях организма и в кровяном потоке. Это называется оптимальным для метаболизма составом необходимых веществ. На картинке ниже представлена обобщённая схема органов дыхания млекопитающих.

Органы дыхания млекопитающих

Дыхательной системой называют механизмы и органы, предназначенные для получения кислорода из воздуха и выведения углекислого газа из организма. Для обеспечения газообмена используются:

  • межрёберные мышцы;
  • диафрагма;
  • брюшная стенка;
  • грудная клетка;
  • плевра;
  • лёгкие и трахея;
  • носовые ходы;
  • носоглотка;
  • гортань;
  • воздуховодные пути;
  • кровь;
  • сердце;
  • сосуды.

Если говорить кратко, воздухоносные пути позволяют воздуху поступать в лёгкие. Во время прохождения по ним газовая смесь увлажняется и увеличивает или снижает температуру, а также частично очищается. Внутри пути покрываются слизью. В бронхах и трахеях образуется мерцательный эпителий. Схема лёгочных путей представлена на рисунке ниже.

Функции и строение дыхательной системы млекопитающих

Одна из основных частей лёгких — альвеола. Это специальные лёгочный пузырь, имеющий полусферическую форму. Именно она обеспечивает газообмен между воздухом и кровью.

Физиологические процессы

Дыхание является совокупностью большого количества различных физиологических процессов. В итоге обеспечивается обеспечение организма кислородом. Чтобы млекопитающее могло дышать выполняются такие функции:

  1. Газообмен между поступающим в лёгкие воздухом и альвеолами.
  2. Обмен газов в альвеолах и крови.
  3. Транспортировка к клеткам.
  4. Газообмен между тканями и кровью.
  5. Образование углекислоты.

Процесс обмена с внешней средой называют лёгочной вентиляцией. Он обеспечивается благодаря движениям диафрагмы, межрёберных и брюшных мышц. Вдох и выдох выполняется из-за изменения объёма лёгких.

Дыхание животных подразделяется на такие типы:

  • грудное;
  • брюшное;
  • рёберно-брюшное.

Обмен газов в лёгких обеспечивается благодаря большой площади поверхности, которую занимают альвеолы, эпителий и капиллярные клетки. Всего за 24 часа перекачивается несколько кубометров кислорода и углекислого газа.

Транспортировка осуществляется за счёт крови. Гемоглобин захватывает кислород и переносит его ко всем клеткам.

Углекислый газ из клеток сначала попадает в кровь, после чего переходит в эритроциты. Образуется угольная кислота и карбогемоглобин, которые поступают в плазму. По венам эти соединения транспортируются к лёгким, где и выводятся.

Регуляция функций

Регуляция дыхания — это контроль за нормальным соотношением кислорода и углекислого газа в лёгочных альвеолах и крови. Происходит изменение глубины и частоты вдохов на инстинктивном уровне в дыхательном центре. Она находится в продолговатом мозге. Возбудимость определяется изменение содержания углекислого газа в крови. На сосудах есть специальные рецепторные зоны.

Регуляция частоты выполняется при помощи центров вдоха, выдоха и пневмотаксиса. Самым важным является первый отдел. Там ритмично появляются импульсы, которые и определяют интенсивность дыхания.

Эти импульсы идут к диафрагме и мышцам. Затем происходит вдох требуемой глубины и продолжительности. Она полностью соответствует требованиям организма.

Класс китообразных

Строение черепа китов таково, что вдох они могут осуществлять, выставив ноздри из воды. Для этого им не нужно выгибать шею.

Нижнечелюстные, межчелюстные и верхнечелюстные кости более длинные из-за развившегося цедильного аппарата. Так называется китовый ус. Носовые кости сравнительно небольшие, а теменные выдвинуты в стороны.

Дыхало состоит из одного или двух отверстий и находится в верхней точке головы. Оно открывается только во время короткого вдоха при выныривании. В холодных широтах или в зимний период при выдохе вырывается конденсированный пар. Этот столб и называют фонтаном. В некоторых случаях взлетают и капли воды.

Класс китообразных

Пауза между вдохами — всё остальное время, в течение которого кит находится под водой. При погружении ноздри очень плотно закрываются, не давая воде проникать внутрь дыхала. Водоносный путь из-за специфического строения гортани отделяется от пищевого. Так кит может безопасно дышать даже тогда, когда рот заполнен пищей или водой.

Лёгкие и китообразных очень эластичные. Они способны быстро сжиматься и разжиматься. Благодаря этому обеспечивается короткий дыхательный акт. За выдох и вдох кит может обновить до 90% воздуха. У человека этот показатель находится на уровне 15%.

Китообразные до полутора часов могут находиться под водой. Это обеспечивается огромным запасом воздуха и большим содержанием мышечного гемоглобина.

Органы дыхания млекопитающих в зависимости от вида приспособлены к различным условиям. Животные могут жить на земле, под ней, в воде. Дыхательная система частично видоизменяется под среду обитания.

Оцените статью
Na5.club
Добавить комментарий

Adblock
detector