Как черепашки дышат под водой

Дыхательная система у черепах

Распространено мнение, что красноухие и другие черепахи дышат под водой как рыбы — жабрами. Это заблуждение — все виды черепах относятся к рептилиям и дышат как на суше, так и в воде одинаково — с помощью легких. Но особенный тип органов дыхания этих животных позволяет экономнее расходовать кислород, поэтому они могут задерживать воздух и находиться под водой длительное время.

Устройство дыхательной системы

У млекопитающих, в том числе у человека, при дыхании увеличивается диафрагма и осуществляется набор воздуха легкими — сделать это позволяют подвижные ребра. У черепах все внутренние органы окружены панцирем, а область грудной клетки неподвижна, поэтому процесс забора воздуха полностью отличается. Дыхательная система этих животных состоит из следующих органов:

• наружные ноздри — через них осуществляется вдох;
• внутренние ноздри (носят название хоаны) — расположены в небе и примыкают к гортанной щели;
• дилататор — мышца, которая открывает гортань при вдохе и выдохе;
• короткая трахея — состоит из хрящевых колец, проводит воздух к бронхам;
• бронхи — разветвляются надвое, проводя кислород к легким;
• легочная ткань — располагается по бокам, занимая верхнюю часть туловища.

Дыхание черепахи осуществляется благодаря двум группам мышц, расположенных в области живота. Диафрагмы, отделяющей внутренние органы от легких у пресмыкающихся нет, при вдохе мышцы просто отодвигают органы, позволяя губчатой легочной ткани заполнить все пространство. При выдохе происходит обратное движение и давление внутренних органов заставляется легкие сокращаться и выбрасывать отработанный воздух.

Часто к процессу также активно подключаются лапы и голова — втягивая их, животное уменьшает внутреннее свободное пространство и выталкивает воздух из легких. Отсутствие диафрагмы исключает образование обратного давления в грудной клетке, поэтому повреждения легких не прекращают процесс дыхания. Благодаря этому черепахи могут выжить при разломе панциря.

Набор воздуха всегда осуществляется через ноздри. Если черепашка открывает пасть и пытается дышать через рот — это признак заболевания.

Обоняние

Благодаря сложному устройству респираторной системы, черепахи не только дышат, но получают данные об окружающем мире через обоняние. Запахи являются для этих животных основным источником информации — они необходимы для успешного добывания пищи, ориентирования на местности, общения с сородичами. Рецепторы обоняния находятся в ноздрях и во рту животного, поэтому чтобы набрать воздух черепаха активно сокращает мышцы дна ротовой полости. Выдох осуществляется через ноздри, иногда с резким шумом. Часто можно увидеть как животное зевает — это тоже часть процесса обоняния.

Устройство респираторной системы, а также отсутствие мышц диафрагмы делает невозможным кашель. Поэтому животное не может самостоятельно удалить инородные предметы, попавшие в бронхи, а при легочных воспалительных процессах чаще всего умирает.

Сколько черепахи могут не дышать

При плавании вблизи поверхности воды черепахи регулярно всплывают, чтобы набрать воздуха. Количество вдохов в минуту зависит от разновидности животного, возраста и величины его панциря. Большинство видов делают вдох каждые несколько минут — морские виды поднимаются к поверхности каждые 20 минут. Но все типы черепах умеют задерживать дыхание на срок до нескольких часов.

Это возможно благодаря большому объему легочной ткани. У красноухой черепахи легкие занимают 14% тела. Поэтому за один вдох животное может набрать кислорода на несколько часов нахождения под водой. Если черепаха не плавает, а неподвижно лежит на дне, кислород расходуется еще медленнее, его может хватить почти на сутки.

В отличие от водных видов, сухопутные черепахи осуществляют процесс дыхания более активно, делая до 5-6 вдохов за минуту.

Необычные способы дыхания

Помимо обыкновенного дыхания через ноздри, большинство представителей пресноводных видов умеют получать кислород другим путем. Можно услышать, что водные черепахи дышат попой — такой уникальный способ действительно существует, а эти животные получили название «бимодально дышащих». Особые клетки, расположенные как в горле животного, так и в клоаке, способны абсорбировать кислород прямо из воды. Втягивание и выброс воды из клоаки создает процесс, который действительно можно назвать «дыхания попой» — некоторые виды совершают несколько десятков таких движений за минуту. Это позволяет рептилиям совершать глубокие погружения, не поднимаясь на поверхность до 10-12 часов.

Самым ярким представителем, использующим двойную дыхательную систему, является черепаха Фитцроя, обитающая в одноименной реке Австралии. Эта черепаха буквально дышит под водой, благодаря специальным тканям в мешках клоаки, наполненных множеством сосудов. Это дает ей возможность не всплывать на поверхность до нескольких суток. Минусом такого способа дыхания являются высокие требования к чистоте воды — получить кислород из замутненной, загрязненной различными примесями жидкости животное не сможет.

Процесс анаэробного дыхания

После сделанного вдоха черепаха медленно погружается, процессы абсорбации кислорода из легких в кровь продолжаются следующие 10-20 минут. Углекислота накапливается, не вызывая раздражения, не требуя немедленного выдоха, как у млекопитающих. Одновременно подключается анаэробное дыхание, которое на заключительной стадии абсорбации заменяет газообмен через легочную ткань.

Во время анаэробного дыхания используются ткани, расположенные на задней части глотки, в клоаке — слоистость делает эти прокладки похожими на жабры. Чтобы удалить углекислый газ, а затем вновь набрать воздуха при всплытии животному необходимо всего несколько секунд. Большинство видов производит резкий выдох в воду, прежде чем поднять голову над поверхностью и набрать воздух через ноздри.

Исключением являются морские черепахи — их органы дыхания не включают ткани в клоаке или гортани, поэтому чтобы получить кислород, им приходится всплывать на поверхность и вдыхать воздух через ноздри.

Дыхание во время спячки

Некоторые виды черепах проводят всю спячку под водой, иногда в водоеме, полностью покрытом слоем льда. Дыхание в этот период осуществляется анаэробным способом через кожу, мешки клоаки и специальные выросты в гортани. Все процессы тела во время спячки замедляются или прекращаются, поэтому кислород необходим только для снабжения сердца и мозга.

Источник

Как черепахи дышат под водой?

Черепахи дышат воздухом; они должны прийти на поверхность, чтобы дышать кислородом. Но у них есть приспособления, которые позволяют им оставаться под водой в течение длительных периодов времени. У них даже есть адаптация для поглощения небольшого количества кислорода без дыхания.

Пруд черепахи могут выжить без дыхания более четырех месяцев. кредит: Чистота / Чистота / Getty Images

Дыхательная система

Черепахи дышат воздухом через наружные ноздри, расположенные над их ртом. Воздух движется через глитти и в трахею, состоящую из ряда колец хряща. Трахея черепахи удлиненная и гибкая, позволяя черепахе двигать головой и выходить из раковины. Трахея расщепляется около сердца на два бронха, которые доставляют воздух в легкие, где он всасывается в организм.

Поскольку оболочка черепахи не может расширять и сокращать ребра человека, черепахи имеют мышцы внутри своих раковин, которые расширяются и сжимаются, чтобы перемещать воздух в легкие и из них. Движение их конечностей также помогает при дыхании, изменяя давление в легких.

Спящий подводный

Поскольку черепахи хладнокровны, уровень их активности зависит от внешней температуры. Они более активны в теплых температурах и менее активны, когда холодно. По мере снижения температуры уровни активности снижаются, как и метаболизм черепах. Когда температура падает, черепахи переходят в спячку. Некоторые черепахи зимуют, не дыша, в грязи на дне пруда.

Во время спячки они не двигаются, и их сердечные ритмы замедляются. Они «дышат» анаэробно, используя жиры, хранящиеся в летние месяцы. Этот процесс поддерживает низкий метаболизм черепах и функцию клеток, но приводит к накоплению молочной кислоты. Раковины черепах выделяют карбонаты в их системы, нейтрализуя кислоту и не позволяя ей стать смертельной.

Кислород из воды

Некоторые виды черепах могут поглощать кислород из воды, что позволяет им оставаться под водой в течение длительных периодов времени, не поднимаясь на воздух. Продолжительность пребывания под водой зависит от вида и температуры. Морские черепахи, например, могут оставаться под водой в течение четырех-семи часов в покое. Спящие черепахи могут оставаться под водой в течение нескольких месяцев.

Клоака — это отверстие в задней части черепахи, где пустая и мочевая системы пусты. Расширяющиеся и сжимающие мышцы заставляют воду в клоаку и из нее. У некоторых видов черепах, таких как восточная окрашенная черепаха, клоака имеет высокую плотность кровеносных сосудов, позволяя черепахе поглощать кислород из воды через кожу. Некоторые виды, такие как мускусная черепаха, могут поглощать кислород в кровеносных сосудах в полости горла.

Черепаха утонет

Несмотря на их адаптацию, черепахи могут утонуть, если они застряли под водой. Если температура не достаточно холодная, чтобы черепаха могла войти в спячку, черепахе нужно было дышать, чтобы получить кислород, и может вдохнуть воду в легкие.

Черепахи могут также удушаться под водой, если они используют весь кислород, доступный в их системах. В стрессовых ситуациях черепахи могут бороться, быстро используя доступный кислород. Молочная кислота накапливается при включении анаэробного дыхания, и она может быстро стать токсичной. В таких случаях черепахи, которые не могут добраться до поверхности, чтобы дышать, могут умереть в считанные минуты.

Источник

Как черепахи дышат?

Как черепахи дышат?

Этот вопрос возник не случайно. Все черепахи, где бы они ни жили – на земле или в воде – дышат легкими. У сухопутных черепах с дыханием не возникает никаких проблем, но вот как умудряются водяные черепахи дышать легкими под водой? Оказывается, они под водой дышат не так, как это делают рыбы, забирая кислород из воды через жабры.

У черепах все получается по-другому. Все черепахи: и пресноводные, и морские – время от времени выползают на сушу погреться на солнце и запастись кислородом.

Ребра у черепах плотно прикреплены к панцирю, поэтому они не могут набирать в легкие воздух, как человек, раздвигая ребра. Для дыхания у черепах имеются два ряда специальных мышц на животе. Одна группа мышц оттягивает от легких другие органы, чтобы они не мешали при дыхании, другая возвращает их на место, одновременно вытесняя воздух.

Черепахе достаточно сделать один только вдох, и кислорода в легкие проходит столько, что она может находиться несколько часов под водой, не нуждаясь в дополнительном дыхании. Еще больше поражает тот факт, что некоторые черепахи могут находиться под водой несколько дней, не появляясь на суше и на поверхности воды, чтобы набрать воздуха. Это возможно потому, что черепахи используют очень мало кислорода, когда лежат на дне без движения. Кроме того, в строении некоторых черепах есть еще один секрет. У них в горле или в заднем проходе есть специальные прокладки, через которые переработанные вещества выходят из организма. Через это же отверстие с прокладкой в организм поступает кислород из воды, как у рыб через жабры. Эти черепахи вдыхают в легкие небольшое количество кислорода и вынуждены чаще выползать на сушу, так как того кислорода, что они получают из воды, все-таки недостаточно.

Есть черепахи и с мягким панцирем, которые дышат легкими так же, как это делает человек. Они вообще могут не выползать на берег, поскольку у них такая длинная шея, что, лежа на дне реки, они могут спокойно высунуть голову над водой и дышать воздухом.

Данный текст является ознакомительным фрагментом.

Продолжение на ЛитРес

Читайте также

Как дышат насекомые?

Как дышат насекомые? Все живые создания должны дышать, чтобы не умереть. Процесс дыхания — это просто вдох воздуха с целью получения кислорода и выдох отходов. В воздухе, который мы выдыхаем, уже нет кислорода, там больше углекислого газа и паров воды.Кислород, вдыхаемый

Как лягушки дышат под водой?

Как лягушки дышат под водой? На самом деле лягушки не имеют жабр и не могут дышать под водой. Но многочисленные эксперименты показали, что они способны проводить длительное время под водой не дыша.У лягушек очень большие легкие, которые они заполняют воздухом. Когда они

Горы дышат огнем

Горы дышат огнем Из века, не знающего надежд, рождается век, не знающий страха. А.

Черепахи

Черепахи Черепахи (Chelonia) – представляют рептилий со своеобразной, сплющенной в дорзовентральном направлении формой тела, с овальным заднепроходным отверстием, с челюстями без зубов, но часто с роговым клювом, с 4-мя различно устроенными конечностями, с когтями или без

Каймановые черепахи

Каймановые черепахи Каймановые черепахи (Chelydri-dae), семейство пресмыкающихся подотряда скрытошейных черепах . Брюшной щит небольшой, крестообразной формы; спинной — массивный, мало выпуклый. Челюсти мощные, крючковидные на конце. Ноги сильные, с развитыми перепонками

Черепахи

Черепахи Пожалуй, самая загадочная для ученых группа пресмыкающихся – черепахи. Очень давно – не менее 185 миллионов лет назад – обособившиеся от остальных пресмыкающихся, они сразу имели тот облик, который нам известен по современным видам. Каким образом и откуда предки

Черепахи

Черепахи Сейчас в мире существует около 250 видов черепах. Как и все рептилии, черепахи наиболее многочисленны в южных странах, но некоторые виды проникают далеко на север. Болотную черепаху, например, можно встретить совсем недалеко от Москвы, в Смоленской области. Многие

Источник

Строение респираторной системы черепах, обоняние и осязание

Все черепахи дышат через ноздри. Дыхание открытым ртом ненормально.

Наружные ноздри находятся на переднем конце головы и имеют вид небольших округлых отверстий.

Внутренние ноздри (хоаны) более крупной и овальной формы. Они расположены в передней трети неба. При закрытом рте хоаны вплотную примыкают к гортанной щели. В покое гортанная щель закрыта и открывается только во время вдоха и выдоха с помощью мышцы — дилататора. Короткая трахея образована замкнутыми хрящевыми кольцами и в своем основании разделяется на два бронха. Это позволяет черепахам дышать со втянутой внутрь головой.

У черепах легкие заполняют почти всю верхнюю часть полости тела, прилегая, а местами и прирастая к соединительной мембране карапакса. Легкие имеют губчатую структуру со сравнительно небольшой дыхательной поверхностью.

Черепахи не имеют функционирующей грудной клетки и поэтому дышат не так, как другие животные. Вдох происходит за счет движения мощных пучков мышц, идущих от плечевого и тазового пояса к пластрону, и дорсально-вентральных мышц, расположенных вдоль края панциря. Движение мышц взывает уменьшение или увеличение объема полости тела и, соответственно, легких. У сухопутных черепах в актах вдоха-выдоха важное участие принимают движения передних лап и шеи, а также сокращение собственной гладкой мускулатуры легких.

У полуводных черепах на суше вдох более пассивный, а выдох — более активный, а в воде — наоборот. У черепах с более легким панцирем (Трионикс) меньше объем легких, чем у черепах с более тяжелым (красноухие — 14% от объема тела). Количество вдохов колеблется от вида черепахи. Греческая сухопутная черепаха делает в период активности, т.е. вне периода зимней спячки, 4-6 вдохов в минуту. Морские черепахи всплывают для того, чтобы глотнуть воздух, раз в 20 минут. А вообще черепахи могут не дышать до нескольких часов.

Все водные черепахи должны всплывать за воздухом на поверхность каждые несколько часов. У некоторых из пресноводных появились специальные приспособления, которые помогают им долго оставаться под водой. Одни виды приобрели способность дышать через кожу, у других есть специальные пазухи, помогающие усваивать кислород. Бугорки на языке и в ротовой полости у мускусных черепах (и некоторых других видов) помогают усваивать кислород из воды. Rheodytes leucops — рекордсмен по способам альтернативного дыхания среди австралийских хелид — длительность его погружений у молодняка может длиться до 13 часов и дольше. Львиная доля водного дыхания здесь принадлежит клоакальным бурсам.

У сухопутных черепах частота дыхательных движений зависит в основном от температуры и размера тела. У водных черепах при задержке дыхания во время погружения под воду абсорбция кислорода из легких в кровь и ткани происходит еще в течение 20 минут. Уровень углекислоты может сильно повышаться, не вызывая раздражения дыхательного центра. Параллельно включается механизм анаэробного дыхания, который постепенно усиливается, дублируя нормальный газообмен. При всплывании на поверхность черепахи достаточно 3-4 секунд, чтобы восстановить нормальный уровень кислорода и углекислоты. У полностью водных видов дополнительный газообмен осуществляется в глотке, задней части ротовой полости, мешкообразных выростах клоаки (для зимовки подо льдом). Вместо дыхания при спячке организм получает кислород путем окислительного фосфорирования, и снабжаются кислородом только жизненно необходимые органы, как сердце и мозг.

Для обоняния черепахи способны накачивать воздух в ротовую полость за счет колебательных движений мышц дна глотки. У черепах большую роль играет обоняние, с помощью него черепахи не только находят пищу, но и общаются с сородичами, и даже ориентируются на территории («компасное чувство»). Черепахи не могут рефлекторно чихать или кашлять, зато могут зевать.

Первично ноздри и носовой аппарат у позвоночных образовались не для дыхания, а для обоняния. У черепах обоняние играет ведущую роль при анализе внешней среды.
Строение носовой области см. на картинке.

У некоторых черепах развито вторичное нёбо, и в связи с этим произошло удлинение носоглоточного хода. Черепахи анализируют запахи и при дыхании через ноздри, и в ротовой полости с помощью вомероназального (якобсонова) органа. При обонянии через ноздри черепаха использует «глоточную накачку» воздуха, так она нюхает. В большинстве случает якобсонов орган служит для получения информации о пище, находящейся во рту. У некоторых водяных черепах якобсонов орган способен функционировать под водой. При этом вода поступает в рот и затем удаляется через ноздри.

Некоторые черепахи не имеют вкусовых сосочков на языке, что объясняет их «неразборчивость» в еде. У среднеазиатских черепах сосочки хорошо развиты.
У некоторых видов черепах во время брачного сезона у самцов усиливается кровоток в преддверии носовой полости, и нос становится красным.

Запах для черепах имеет и сигнальное значение. У большинства видов имеются запаховые железы, а у некоторых видов (например, у мускусной черепахи) есть пахучие железы, выделяющие резко пахнущий секрет и использующиеся для защиты. Их протоки открываются в кожных порах, расположенных по обеим сторонам костного мостика, соединяющего карапакс и пластрон.

И хотя черепахи способны различать газообразные пахучие вещества на большом расстоянии, они все равно тычутся носом во все подряд.

Осязание у черепах

Осязяние у черепах хорошо развито — прикосновение к панцирю тотчас улавливается даже спящим животным.

Бывает так, что нежелательную пищу, обычно исследуемую с помощью обоняния, черепаха сначала засовывает в рот, а потом выталкивает языком и вытаскивает остатки передними лапами.

Источник