 |
Det är effektivare att andas med ett enkelriktat flöde i lungorna. Detta gör det lättare att flyga för fåglarna. Copyright 1996 Corel Corporation. |
|
Människan har i alla tider fascinerats av fåglarnas graciösa färdsätt. Tänk på de uppvisningar man kan uppleva, när man får se rovfåglar jaga sitt byte eller flyttfåglar samlas i sina oberäkneliga flockar! Flygförmåga återfinns nu bara hos tre djurgrupper: insekter, fåglar och fladdermöss. En sedan länge utdöd djurgrupp kunde också flyga, nämligen pterosaurierna (flygödlorna). Har du någon gång funderat på varför fåglarna kan flyga, men inte vi? Om så är fallet har säkert många frågor väckts till liv som du inte kunnat besvara. Jag ska här berätta om fåglarnas effektiva andningsapparat som är anpassad till ett liv i luften.
Jag börjar med lite fågelanatomi som du måste känna till för att förstå hur det hela fungerar. Fåglarnas andningsorgan skiljer sig nämligen avsevärt från däggdjurens. I figuren nedan visas fåglarnas andningsapparat mycket schematiskt. Luftstrupen förgrenar sig i två huvudbronker som leder till de båda lungorna. Från varje huvudbronk går flera främre sekundärbronker och flera bakre sekundärbronker. Mellan de bakre och de främre sekundärbronkerna ligger den stela lungan. Den består av ett mycket stort antal parallellgående rör (parabronker; 0,5-2,0 mm i innerdiameter). Lungan är sammankopplad med nio tunnväggiga luftsäckar av varierande storlek. För enkelhetens skull indelar vi luftsäckarna i två grupper, nämligen den bakre och den främre gruppen.
 |
Mycket schematisk bild av fåglarnas andningsapparat. Man ser bara den ena lungan. Lungan består en stor mängd längsgående parallella rör som kallas parabronker. På bilden ovan är bara tre parabronker utritade. Lungan är stel och dess volym kan inte ändras. Luftsäckarnas volym är i verkligheten mycket större än vad bilden antyder. I övrigt, se texten ovan. |
|
Jämför man lungvolymen hos en fågel och ett däggdjur med samma kroppsvikt så finner man en iögonenfallande skillnad. Lungornas volym är hälften så stor hos fågeln som hos däggdjuret. Men de grövre luftvägarnas volym är mycket större hos fågeln. Fågeln har dessutom, som nämnts ovan, ett omfångsrikt system av luftsäckar. Luftsäckar saknas helt hos däggdjuret. Luftsäckarnas totala volym är mycket större
än däggdjurets lungvolym. Detta gör att den totala volymen av fågelns andningsapparat är tre gånger större än däggdjurets.
En annan väsentlig skillnad mellan däggdjur och fåglar har med lungornas uppbyggnad att göra. Däggdjurslungan består av ett förgrenat rörsystem i vilket de minsta rören
slutar blint i form av lungblåsor (alveoler). Vid inandning sugs luften in till lungblåsorna där gasutbytet med blodet sker. Sedan förs luften ut samma väg som den kom in. Så går det inte till hos fågeln. Hos fågeln är det i stället ett enkelriktat luftflöde genom lungan både vid inandning och utandning. Luften går alltså bara i en riktning genom de tunnaste rören, parabronkerna. Gasutbytet med blodet sker med så kallad diffusion i luftkapillärerna, mycket smala utbuktningar från parabronkerna. Läs om diffusion på en annan sida. Det sker inget gasutbyte i luftsäckarna. Vi ska strax se att luften blåses in i lungan och att luftsäckarna fungerar som blåsbälgar. Bilden nedan visar schematiskt hur lungor och luftsäckar är arrangerade i fågelns kropp.
 |
Schematisk bild av en fågels andningsapparat. En lunga syns och är m–rkröd. De främre luftsäckarna är ljusgröna och de bakre luftsäckarna ljusblå. Modified after an original with copyright BIODIDAC. |
|
Animationen nedan visar hur en given luftvolym (blåfärgad) under två andetag passerar genom luftsäckarna och lungan hos en fågel. Under inandningen sänks bröstbenet och de bakre revbenen förs utåt så att kroppshålan utvidgas. Därvid sugs syrerik luft via huvudbronken in i de expanderande bakre luftsäckarna. De främre luftsäckarna expanderas samtidigt,
men de tar inte emot den inandade syrerika luften. De tar i stället emot syrefattig (ofärgad) luft som kommer från lungan. Vid utandningen trycks kroppshålan ihop så att luftsäckarnas volym minskar. Luften i de bakre luftsäckarna strömmar då in i lungans parabronker (i stället för att passera ut genom huvudbronken). Vid nästa inandning sugs luften i lungan, nu syrgasfattig, in i de främre luftsäckarna. Till slut, vid den andra utandningen, pressas den syrefattiga luften från de främre luftsäckarna ut ur fågeln via luftstrupen.
|
|
| Animation som visar hur en färgad luftvolym (blå) passerar genom andningsapparaten hos en fågel. Se i övrigt texten ovan. |
Notera nu att det krävs två andetag för att en given luftmängd skall passera hela vägen igenom fågelns andningsapparat. Notera också att luften flödar enkelriktat genom lungorna, det vill säga först till de bakre luftsäckarna, sedan från dem via lungan till de främre luftsäckarna och därefter ut via luftstrupen.
Förenklat kan man säga att blodflödet i fågellungan går vinkelrätt mot det enkelriktade luftflödet i parabronkerna. Denna konstruktion gör att fågeln får ett mycket effektivt syrgasupptag. Fågellungan tar upp syrgas mycket bättre än däggdjurslungan. Som du förstår så är fågellungan ett unikt system. Detta illustreras tydligt av att fåglar klarar av att flyga på mycket höga höjder utan att drabbas av syrgasbrist i den tunna luften. Stripgäss har till exempel iakttagits flygande över Himalaya på mer än 8 800 meters höjd! På den höjden klarar en människa nätt och jämt av att gå, och då mycket långsamt!
Läs om hur högt fåglar kan flyga, om hur de första fåglarna började flyga och om hur kroppsstorleken begränsar fåglarnas flygförmåga på andra sidor.
Referenser
Texten har uppdaterats och utökats år 2013 av Anders Lundquist.
R.W. Hill, G.A. Wyse, and M. Anderson: Animal Physiology (3rd ed, Sinauer, 2012).
K. Schmidt-Nielsen: Animal physiology (5:e upplagan, Cambridge University Press, 1997).
R.L. Dorit, W.F. Walker Jr och R.D. Barnes: Zoology (Saunders, 1991).
Till början på sidan
Till "Artiklar om djur"
|
