Sistemul respirator. Cum dorm delfinii? Adevăr și ficțiune despre somnul delfinilor Mamifere delfinii cum respiră aer


Delfinii sunt creaturi foarte prietenoase. Ei au fost de multă vreme faimoși pentru atitudinea lor inițial binevoitoare față de oameni. in afara de asta delfinii- creaturi foarte romantice; deci, în orice caz, ele sunt percepute de conștiința obișnuită. Nu este surprinzător, ei sunt creditați cu puteri magice.


Cine sunt delfinii? Delfinii sunt mamifere. În urmă cu 11 milioane de ani, strămoșii lor au ieșit din apă pe pământ, s-au uitat în jur, au fost îngroziți și s-au întors înapoi în apă. Au dinți, au sânge cald și își hrănesc puii cu lapte.

Unde locuiesc delfinii? Ei trăiesc în aproape toate mările și oceanele planetei noastre: de la cele mai nordice ape reci până la Marea Roșie. Unele specii de delfini trăiesc în râuri, cum ar fi delfini roz Amazonele. Iar cel mai obișnuit - delfinul cu bot sau mic delfinul - preferă apele calde ale tropicelor.


Cum se nasc delfinii? Sarcina delfinului muzeu durează 12 luni, iar bebelușul se naște primul cu coada, cu ochii deschiși, organele senzoriale dezvoltate și suficientă coordonare pentru a urmări mama imediat după naștere. După naștere, mama îl ajută pe bebeluș să se ridice la suprafață pentru a lua prima suflare în viață. Legătura strânsă dintre mamă și vițel durează de la trei până la opt ani.


Cât de adânc se pot scufunda? Unele specii de delfini nu se scufundă deloc adâncimi mari alții se scufundă la fel de adânc ca balenele. Delfinii cu sticlă rareori se scufundă adânc, rămânând adesea la adâncimi de scufundări de agrement de până la 45 de metri. Recordul pentru delfinii cu nas de sticlă din Atlantic - 275 de metri - această scufundare a fost făcută de un delfin „militar” special antrenat, Tuffy.


Cât de repede pot înota delfinii? Delfinii cu nas de sticla înoată de obicei cu o viteză de 4-11 km/h. Pentru a face acest lucru, ei folosesc înotătoarea coadă - cea mai puternică parte a corpului. Dar, dacă este necesar, pot accelera până la 32 km/h. Corpul lor este perfect modelat pentru mișcare în apă, așa că nu experimentează deloc rezistență. Pielea unică netedă îi ajută, de asemenea, să înoate prin coloana de apă, dar de aceea au fost cicatrici încă din copilărie.


Cum respiră delfinii? Delfinii respiră aer. Nu au branhii ca peștii, dar au plămâni și o suflare pe partea superioară a corpului. Aceeași balene și delfini le folosesc pentru a scoate diverse sunete. Delfinii cu nas de sticla își țin de obicei respirația în medie 7,25 minute. Dar pot petrece până la 15 minute sub apă.


Ce mananca ei? Toți delfinii mănâncă în principal tipuri variate pește și calmar, în funcție de regiunea de habitat. Le pasă de ceea ce mănâncă și adesea delfinii preferă unul sau altul tip de pește. Dinții și fălcile lor nu sunt concepute pentru mestecat, iar delfinii înghit peștii întregi.


Delfinii sunt mai inteligenți decât oamenii? Creierul delfinului cu bot are aproximativ aceeași dimensiune ca creierul uman. Dar un elefant are creierul de 4 ori mai mare! Ceea ce contează nu este dimensiunea creierului, ci raportul dintre creier și măduva spinării, care la delfini este de 40:1, la om 50:1 și la pisici, de exemplu, 5:1 (deși asta nu înseamnă ca sunt prosti). Proporțiile, așa cum vedem la oameni și la delfini, sunt foarte apropiate. Dar este important să ne amintim că delfinii trăiesc într-un mediu complet diferit, care necesită abilități intelectuale diferite, viteză de reacții și dezvoltare a simțurilor. Au auzul, vederea și alte simțuri mult mai dezvoltate necesare vieții sub apă.


Cât de mari pot fi delfinii? Cel mai mare delfin din familie este balena ucigașă. La naștere, ajung la 2,5 metri și cresc până la 6 metri lungime. Delfinii cu nas de sticla au mai puțin de un metru la naștere și rareori cresc mai mult de 2,5 metri.


De ce scot sunete diferite? Delfinii pot scoate diverse sunete cu gurile lor: suierat, sunet pulsat și clicuri. Fluierul este folosit pentru comunicare. Diverse sunete pulsatorii exprimă stare emoțională delfini: furie, frică, entuziasm. Click-urile servesc la determinarea direcției - ecolocație. Acestea sunt cele mai puternice sunete pe care le scot animalele marine sub apă.


De ce nu îngheață în apă? Delfinii sunt animale cu sânge cald, temperatura corpului lor este de aproximativ 36,6 grade și trebuie să se încălzească în mările nordice. Apa conduce căldura de 25 de ori mai eficient decât aerul, așa că dacă stăm în apă mult timp, înghețăm mult mai repede decât la aceeași temperatură în aer. Delfinii se încălzesc datorită unui strat mare de grăsime chiar sub piele. În plus, ele sunt capabile să controleze circulația sângelui și să mențină metabolismul temperatura normala corp.


Toți delfinii sunt la fel? Nu. Acestea sunt toate diferite. Balenele ucigașe, de exemplu, sunt strălucitoare, strălucitoare, albe și negre. Alte tipuri de delfini pot fi negri sau chiar roz. Delfinii de sticlă vin în toate nuanțele de gri, dar burta este de obicei mult mai deschisă decât spatele. Acest lucru permite delfinilor să fie mai puțin vizibili la suprafața apei.


Cât timp trăiesc? Durata medie Viața delfinilor este de 25 de ani, deși unii delfini trăiesc până la cincizeci. Adesea viața lor depinde direct de noi, de activitățile noastre necugetate din imensitatea oceanului.

Retipărirea articolelor și fotografiilor este permisă numai cu un hyperlink către site:

Pasajul nazal extern are trei valve (una externă și două interne) și două sau trei perechi de proeminențe numite saci nazale. Prima supapă închide orificiul extern de respirație (suflare) pentru perioada pauzei respiratorii. Sub valva de suflare, pasajul nazal se extinde ușor, pe părțile cărora, mici deschideri sub formă de fante se deschid în sacii vestibulari (dorsali). Sacii vestibulari sunt situati sub pieleși acoperite cu mai multe straturi de mușchi. Sub sacii vestibulari se află saci tubulari (tubulari), care arată ca un tub în formă de semielipsă, acoperind pasajul nazal din stânga și din dreapta. Intrarea în sacii tubulari este la 8-12 mm sub intrarea în sacii vestibulari. Intrările în sacii din stânga și din dreapta sunt separate printr-un sept piele care se ridică oblic de la puntea nărilor osoase. Vizavi de intrarea in sacii tubulari de pe peretele anterior al pasajului nazal, se afla doua valve interne (dopurile nazale interne), care sunt separate de septul pielos indicat mai sus. Aceste valve sunt formațiuni de țesut muscular-conjunctiv și au mușchi independenți care le leagă de oasele premaxilare și țesuturile proeminenței frontale. Cu părțile lor anterioare și inferioare libere ale dopului, ele închid nările osoase și porțiunea pasajului nazal situat între sacii tubular și premaxilar. Imediat sub dopurile interne se află a treia pereche de pungi - premaxilare. Ele formează două cavități conice îndreptate înainte. Baza lor este oasele premaxilare ale craniului, iar pereții dorsali sunt formați de mușchii dopurilor nazale și servesc ca bază a proeminenței frontale. De asemenea, este important să rețineți că, după actul de respirație, dopurile nazale se închid mai întâi, iar apoi se închide supapa orificiului de respirație.

Laringe

Este un tub îndoit anterior, capătul îngust anterior-superior este situat sub deschiderea pereche nazofaringiană (coane), la nivelul vertebrelor cervicale II-III trece în trahee. Laringele este format din cinci cartilaje, trei nepereche (cricoid, tiroidian, epiglotic) și un cartilaj pereche - aritenoid. Laringele ocupă o poziție mediană în regiunea cervicală, situată mai aproape de suprafața ventrală. Baza pereților ventral și lateral este cartilajul tiroidian.

Cartilajul cricoid - nepereche, masiv, este baza scheletului laringian, deoarece toate cartilajele laringelui sunt conectate cu acesta, cu excepția epiglotei. Epiglota este un cartilaj nepereche, cel mai masiv din scheletul laringian al delfinilor. În laringele delfinilor, epiglota și cartilajele aritenoide formează așa-numitul tub aritenoid-epiglotic, care este unic pentru balenele dințate. Pereții anterior și lateral ai tubului aritenoid-epiglotic sunt cartilaj epiglotic, peretele posterior este format în întregime din cartilajele aritenoide. Tubul aritenoid-epiglotic se extinde în sus până la orificiul nazofaringian pereche al domului faringelui. Fiind inconjurat si detinut constant de un puternic sfincter nazofaringian, tubul este situat perpendicular in cavitatea faringiana si asigura astfel separarea completa si permanenta a cailor respiratorii si esofagiene la delfini.

Prin urmare, tractul respirator superior al delfinilor are 2 bariere musculare care funcționează ca valve și izolează pasajul nazal de Mediul extern: primul este situat în regiunea pasajului nazal supracranian, al doilea în regiunea intrării în laringe. Supapa de suflare pare să joace un rol suplimentar în raport cu barierele indicate.

Trahee

Traheea și arborele bronșic

prodelfin (Stenella coeruleoalbus).

Trahee vizibilă, bronhii, deci

traheala este vizibila deasupra bifurcatiei

(bronhie preaortică, ventilație

lobul cranian al plămânului drept.

(foto, partea ventrală)

Tub oval scurt și lat, cu rezistență ridicată și rezistență la compresiune. Dimensiunea traheei variază în funcție de specia, vârsta și dimensiunea animalului. Pornește de la marginea caudală a laringelui și merge în cavitatea toracică. La nivelul III-IV al vertebrelor toracice, traheea, împărțindu-se în două bronhii, formează o bifurcație. Pe partea dreaptă, înainte de bifurcație, a treia bronhie traheală (perdaortală) pleacă din trahee (vezi Fig.). Traheea este împărțită dihotomic în două bronhii principale, care ventilează întregul stâng și cea mai mare parte a plămânului drept, cu excepția lobului cranian, care este ventilat de bronhia traheală care se extinde din trahee deasupra bifurcației (vezi Fig.) De-a lungul întreaga lungime a traheei din partea dorsală și oarecum la stânga liniei mediane este adiacentă esofagului. Din partea ventrală, mergând spre lateral, traheea acoperă lobii glandei tiroide. Scheletul traheei este reprezentat de inele cartilaginoase închise, anastomozatoare între ele. În partea superioară a traheei unui delfin, a fost găsit un epiteliu cu o structură neobișnuită: celulele superficiale multistrat sunt plate, într-o stare redusă celulele capătă o formă cubică.

bronhiile principale

Ele sunt împărțite în două ramuri de ordinul doi. Bronhiile mari sunt tuburi cartilaginoase, inelele cartilaginoase sunt prezente în bronhiile principale și în toate bronhiile până la bronhiile de ordinul 5. În plus, cartilajele individuale sau inelele cartilajului închis sunt păstrate. Bronhiile delfinilor se caracterizează prin tipul principal de ramificare. Septurile alveolare din plămânul delfinilor cu muzeu sunt foarte groase și, în comparație cu oamenii, au un țesut interstițial colagenos bine definit. Pereții tuturor bronhiilor intrapulmonare au la bază inele și plăci cartilaginoase conectate prin fire fibromusculare și elastic-musculare. Membrana mucoasă a majorității bronhiilor intrapulmonare este căptușită cu epiteliu cilindric cu mai multe rânduri. Bronhiile terminale și 2-3 generații ulterioare ale bronhiilor sunt căptușite cu epiteliu cuboidal care nu conține celule care formează mucus. În submucoasa bronhiilor și bronhiolelor alveolare există numeroase fibre musculare care formează un sistem de sfincteri care împart bronhiile într-un număr de camere. Numărul lor într-una din ramurile arborelui bronșic poate ajunge la 40. Suprafața bronhiolelor este căptușită cu celule epiteliale cuboidale. Sfincterii situati la o oarecare distanta unul de altul in cele mai mici bronhiole care patrund in alveole acopera complet lumenul acestora din urma. Se deschid doar în timpul actului respirator. Rolul sfincterelor nu pare a fi acela de a închide lumenul bronhiolelor, ci, dimpotrivă, de a le menține deschise la un anumit nivel de cădere de presiune. O serie de studii au dat motive de a crede că scopul acestor sfincteri este ca în timpul scufundărilor să creeze un obstacol în calea pătrunderii unei cantități în exces de azot în sânge, protejând astfel corpul delfinului de tulburările de decompresie.

Plămânii


Micrografie a unui plămân de delfin muzeu T. truncatus. P - pleura, L - plaman, capilarele sunt vizibile si alveolele sunt clar vizibile.

Plămânii delfinilor nu sunt împărțiți în lobi mari, reprezentând formațiuni asemănătoare sacului cu o structură fin lobă. Grupurile de alveole cu bronhiole alcătuiesc lobuli mici, 15-25 de astfel de lobuli formează lobuli mari. Dreapta plămân mai mult in stanga, este mai lung si mai greu. Masa delfinilor ușori în raport cu greutatea corporală (1,90 - 3,59%, în funcție de tipul și vârsta animalului) o depășește semnificativ pe cea a oamenilor (0,7%).La animalele terestre, alveolele sunt separate între ele prin pereți subțiri. , care constau din straturi de epiteliu alveolar si pereti capilari, in interiorul carora se misca sangele. Astfel, sângele spală nu o alveole, ci mai multe adiacente una cu cealaltă deodată. La delfini, fiecare alveola are propria sa retea capilara. Alveolele sunt mari (200-250 X 100-200 microni). Prezența țesutului conjunctiv elastic în pereții alveolelor fibre musculare contribuie la eliberarea activă și rapidă a alveolelor din gaze și umplerea lor cu inspirație.

Capacitatea pulmonară totală a unui delfin muzeu este de 10 - 11 litri (greutatea animalului 130 - 170 kg), un marsuin este de 1,4 - 2,1 litri (20 - 30 kg), în timp ce o persoană are 5 - 6 litri (70 kg). Volumul pe minut al respirației în repaus pentru delfinul muză este în medie 14-16 l/min, în timp ce pentru un om această valoare se află în intervalul 6-8 l/min. Acești indicatori depind de masa animalului, de starea sa fiziologică, de vârstă și de sex.

Uneori mi se pare că delfinii în ceea ce privește dezvoltarea minții, ei depășesc nu numai alte animale de pe planeta Pământ, ci și oamenii înșiși.

  • În primul rând ei oameni mai amabiliși adesea oamenii sunt mântuiți.
  • Se pot juca între ei și pot comunica pe distanțe lungi folosind semnale ultrasonice.
  • bine si sistemul lor respirator este direct legat de creier si este in stare de functionare. Iată un exemplu că sistemul respirator al delfinilor este mai perfect decât cel al oamenilor.

Deci, în comparație cu oamenii, sistemul respirator la delfini depinde de activitatea creierului. Ei bine, acum mai precis despre sistemul respirator al delfinilor.

Sistemul respirator.

În primul rând, delfinii respiră aer. Și cum oamenii nu pot extrage oxigenul din apă. Cu toate acestea, își pot ține respirația mult timp. Și aceasta este conectată cu dispozitivul sistemului respirator.Iată imaginea în care se află sistemul respirator delfin.


Faptul este că suflarea la delfini este separată de esofag și, datorită mușchilor speciali, se închide și se deschide numai în timpul expirației și inhalării. De aceea își pot ține respirația sub apă atât de mult timp și pot mânca și sub apă.

Acum să trecem la câteva întrebări foarte interesante.

  • Cât timp poți sta pe un ventilator?

Oamenii de știință nu sunt fără motiv numiți intelectuali ai mării. Și nu este deloc faptul că creierul cântărește mai mult decât creierul uman. Oamenii de știință au stabilit că delfinii inventează singuri, cunosc numele rudelor lor. Mai mult, sunt capabili să vorbească despre altcineva, numindu-l pe nume. Nimeni în afară de un om nu are asemenea abilități.

În plus, studiile au arătat că limbajul delfinilor, ca și limbajul uman, este împărțit în sunete, silabe, cuvinte, propoziții simple și complexe și paragrafe.

Când vine vorba de delfini, ei sunt cu mult superiori oamenilor. Ei pot duce un dialog, fiind la un kilometru unul de celălalt. Și dacă este necesar, ei pot auzi încă încă la 20 km distanță.

Corpul delfinului este extrem de funcțional. Aripioarele din față acționează ca o cârmă, în timp ce aripioarele din spate acționează ca o elice. Sunt capabili de viteze de 60-65 km/h.

Paradoxul lui Gray și multe altele


.
Cunoscutul „paradox al lui Grey” este asociat cu capacitățile de mare viteză ale delfinilor.
Profesorul Gray, specialist în biomecanică, a calculat că pentru a dezvolta viteze atât de semnificative cu rezistența pe care apa o exercită asupra oricărui obiect în mișcare, delfinii trebuie să fie de 7 ori mai puternici.

Max Cameron a încercat să explice paradoxul lui Gray. El credea că totul era legat de pielea elastică a delfinului. Se știe că toate obiectele, atunci când se deplasează în apă, creează fluxuri vortex, a căror rambursare necesită multă energie.

Delfinul nu creează fluxuri vortex, pare să fie înșurubat în apă. Și pielea lui are proprietăți unice- se autoreglează și își poate schimba oricând elasticitatea în orice parte a corpului. Atunci când interacționează cu apa, aceste proprietăți ajută la atenuarea turbulențelor direct lângă corpul animalului.

Mai târziu, profesorul Hagiwara de la Institutul de Tehnologie din Kyoto a constatat că întregul strat exterior de piele de delfin este complet reînnoit la fiecare două ore. Testele efectuate au permis să se stabilească că particulele stratului de piele aruncat distrug fluxurile vortex rezultate și înăbușează turbulența apei. Dar chiar și acest lucru nu poate explica fără echivoc de ce delfinii sunt capabili să dezvolte astfel de mare viteză.

În cele din urmă, s-a dovedit că Gray încă a greșit, iar delfinii sunt mai puternici decât credea. De exemplu, lovitura din coada delfinului cu nas de sticlă este de 10 ori mai puternică decât se credea anterior.

Delfinii se pot scufunda, de asemenea, destul de adânc. Un delfin dresat din Atlantic este capabil să se scufunde la o adâncime de 300 m și să stea sub apă timp de 12-15 minute.

Cum poate un animal care respiră oxigen să rămână fără el atât de mult timp? Se pare că țesuturile corpului delfinului sunt capabile să acumuleze oxigen. Dacă este necesar, corpul animalului folosește aceste rezerve acumulate anterior.

Ca toate mamiferele, delfinii respiră aer. Aerul intră și iese în principal prin orificiul de suflare situat în partea de sus a capului. Nu am văzut un singur animal care să respire pe gură. Cu toate acestea, am primit dovezi că delfinii pot expulza aerul din plămâni prin gură și chiar pot scoate sunete cu gura în aer.

Calea aerului de la suflantă la plămâni este destul de complicată. Suflatura este situată direct în fața frunții animalului. În fața orificiului de suflare se află o proeminență frontală mare care se află pe maxilarul superior și constă dintr-o rețea de fibre de colagen umplute cu țesut adipos.

Astfel, adevărata frunte a animalului este ascunsă în spatele suflanței și este situată mult în spatele „frunții” exterioare proeminente. (F. J. Wood a sugerat că proeminența frontală ar putea funcționa ca o lentilă sonoră.)

Suflantul unui delfin corespunde nasului uman, cu diferența că este deplasat spre frunte și întors cu deschiderea în sus. La marginea orificiului de suflare se află o limbă (valvă „nazală”) și propria „buză” externă anterioară, a cărei mișcare animalul o controlează aproape în același mod în care controlăm mișcările buzelor și limbii noastre. În orificiul propriu-zis de sub primii doi saci de aer, deasupra sacilor de aer inferiori, există două „buze” interne care reglează lumenul căilor respiratorii; sunt larg deschise în special în timpul expirației și inhalării. Funcția sacilor de aer și a „buzelor” pare să fie:

1) colectați apa care intră prin orificiul de suflare deschis la sfârșitul inhalării,

2) expulzați această apă cu sfincterele subiacente închise,

3) depozitați o cantitate de aer și distilați-l din sac în sac pentru a scoate sunete în apă sau în aer.

Când un animal dorește să scoată sunete în aer, poate sufla aer prin suflantă, trecându-l între „limbă” și „buza” exterioară. De asemenea, poate deschide supapa de suflare exterioară și „buza” și poate folosi „buzele” interioare - acest lucru produce sunete puternice, care amintesc de urletul unei sirene și de țipetele unei mulțimi de pe un stadion. Evident, poate folosi și pungi și „buze” pentru fluierat.

În timpul inhalării și expirației, întregul sistem este larg deschis deasupra locului în care căile respiratorii sunt împărțite în două de un sept osos. În timpul inspirației, sfincterul nazofaringian pare să țină laringele (cu toate acestea, acest lucru nu a fost încă dovedit).

Laringele însuși se deschide, iar cartilajele aritenoide se îndepărtează unul de celălalt. Acest lucru creează un canal pentru trecerea aerului prin faringe în trahee. Cartilajele aritenoide ale laringelui pot bloca căile respiratorii, separând traheea de pasajul nazal superior.

Laringele poate fi, de asemenea, complet separat de nazofaringe prin mușchii faringelui atașați de osul hioid. În același timp, va coborî și va elimina apa din secțiunile superioare ale arborelui bronșic și traheea în gură. Cu toate acestea, de obicei în timpul respirației și fonației, laringele este conectat la nazofaringe.

Ce se întâmplă cu laringele în timpul înghițirii nu este încă cunoscut. Se crede că sfincterul nazofaringian continuă să-l țină. Presupun că laringele este eliberat din sfincter și stă aplatizat în partea inferioară a faringelui în timpul întregului act de înghițire. Cartilajele aritenoide sunt foarte mari și au procese lungi care se ating între ele în linia mediană. Poate că aceste procese ale cartilajelor aritenoide provoacă sunetele scurte ale sonarului delfinilor, care amintesc de scârțâitul unei uși, precum și sunetele „asemănătoare omului”. Cu toate acestea, acest lucru rămâne de văzut.

Traheea unui delfin este lată și scurtă; tubul de la respirator (diametru 2,8 centimetri) corespunde doar cu diametrul său. Am stabilit că traheea are doar 5 centimetri lungime și că este împărțită în trei (sau chiar patru) bronhii mari, care aproape imediat se ramifică în altele mai mici. Pereții traheei și bronhiilor (cu excepția bronhiolelor) sunt echipați cu inele cartilaginoase. Când tăiați plămânii cu un cuțit, simți o rezistență destul de puternică a acestui țesut cartilaginos. Alveolele la un delfin sunt mult mai mari decât la oameni, 1-3 milimetri în diametru și sunt clar vizibile cu ochiul liber. Aparent, întregul sistem respirator este adaptat pentru golirea și umplerea extrem de rapidă a plămânilor. Faza activă a actului respirator durează doar 0,3 secunde. În această perioadă scurtă de timp, animalul expiră și apoi inspiră 5-10 litri de aer.

In timpul trecerii aerului prin aparatul respirator in timpul fazei active, apare evident mult turbulenta, ceea ce asigura amestecarea completa a gazelor, eventual chiar si in alveole. Între fazele active, există un interval de timp destul de lung în care gazele sunt schimbate prin difuzie în alveolele mari ale animalului. De obicei, acest interval este de aproximativ 20 de secunde.