Hoe en wat schildpadden ademen onder water en op het land, de ademhalingsorganen van zee- en landschildpadden

Er wordt algemeen aangenomen dat roodwangschildpadden en andere schildpadden onder water ademen als vissen – met kieuwen. Dit is een misvatting - alle soorten schildpadden zijn reptielen en ademen zowel op het land als in het water op dezelfde manier - met behulp van longen. Maar door het speciale type ademhalingsorganen van deze dieren kunnen ze zuiniger omgaan met zuurstof, zodat ze lucht kunnen vasthouden en lang onder water kunnen blijven.

Ademhalingssysteem apparaat

Bij zoogdieren, inclusief mensen, zet het middenrif tijdens het ademen uit en wordt lucht opgenomen door de longen – dit wordt gedaan door beweegbare ribben. Bij schildpadden zijn alle interne organen omgeven door een schaal en is het borstgebied onbeweeglijk, dus het proces van het inademen van lucht is compleet anders. Het ademhalingssysteem van deze dieren bestaat uit de volgende organen:

• uitwendige neusgaten - de inademing vindt via hen plaats;
• interne neusgaten (choana's genoemd) - gelegen in de lucht en grenzend aan de larynxspleet;
• dilatator – een spier die het strottenhoofd opent bij in- en uitademen;
• korte luchtpijp - bestaat uit kraakbeenachtige ringen, geleidt lucht naar de bronchiën;
• bronchiën - vertakking in tweeën, zuurstof naar de longen geleiden;
• longweefsel - gelegen aan de zijkanten, bezetten het bovenste deel van het lichaam.

Schildpadademhaling wordt uitgevoerd dankzij twee spiergroepen in de buik. Reptielen hebben geen diafragma dat de inwendige organen scheidt van de longen; bij het inademen duwen de spieren de organen gewoon weg, waardoor het sponsachtige longweefsel de hele ruimte kan vullen. Bij het uitademen vindt een omgekeerde beweging plaats en de druk van de inwendige organen zorgt ervoor dat de longen samentrekken en de uitgeademde lucht naar buiten gooien.

Vaak zijn de poten en het hoofd ook actief bij het proces betrokken - door ze naar binnen te trekken, verkleint het dier de interne vrije ruimte en duwt het lucht uit de longen. De afwezigheid van een diafragma elimineert de vorming van tegendruk in de borstkas, dus schade aan de longen stopt het ademhalingsproces niet. Hierdoor kunnen schildpadden overleven als de schaal breekt.

De luchtinlaat vindt altijd plaats via de neusgaten. Als de schildpad zijn bek opent en door zijn bek probeert te ademen, is dit een teken van ziekte.

Geur

Dankzij de complexe structuur van het ademhalingssysteem ademen schildpadden niet alleen, maar ontvangen ze ook informatie over de wereld om hen heen via hun reukvermogen. Geuren zijn de belangrijkste bron van informatie voor deze dieren - ze zijn noodzakelijk voor het succesvol verkrijgen van voedsel, oriëntatie in het gebied en communicatie met familieleden. De reukreceptoren bevinden zich in de neusgaten en in de mond van het dier, daarom trekt de schildpad actief de spieren van de mondbodem samen om lucht op te nemen. Uitademing wordt uitgevoerd door de neusgaten, soms met een scherp geluid. Je kunt vaak zien hoe het dier gaapt – dit hoort ook bij het reukproces.

Het apparaat van het ademhalingssysteem, evenals het ontbreken van spieren van het middenrif, maakt het onmogelijk om te hoesten. Daarom kan het dier niet zelfstandig vreemde voorwerpen verwijderen die de bronchiën zijn binnengedrongen en sterft het meestal in longontstekingsprocessen.

Hoeveel schildpadden kunnen niet ademen

Wanneer ze dicht bij het wateroppervlak zwemmen, komen schildpadden regelmatig naar de oppervlakte om lucht in te ademen. Het aantal ademhalingen per minuut hangt af van het type dier, de leeftijd en de grootte van de schaal. De meeste soorten halen om de paar minuten adem - mariene soorten komen elke 20 minuten naar de oppervlakte. Maar alle soorten schildpadden kunnen tot enkele uren hun adem inhouden.

Dit is mogelijk vanwege het grote volume longweefsel. Bij de roodwangschildpad bezetten de longen 14% van het lichaam. Daarom kan het dier met één ademhaling enkele uren onder water zuurstof krijgen. Als de schildpad niet zwemt, maar roerloos op de bodem ligt, wordt zuurstof nog langzamer verbruikt, het kan bijna een dag duren.

In tegenstelling tot waterdieren voeren landschildpadden het ademhalingsproces actiever uit, waarbij ze tot 5-6 keer per minuut ademhalen.

Ongebruikelijke manieren van ademen

Naast de gewone ademhaling door de neusgaten, kunnen de meeste vertegenwoordigers van zoetwatersoorten op een andere manier zuurstof opnemen. Je kunt horen dat waterschildpadden door hun billen ademen - zo'n unieke manier bestaat echt, en deze dieren worden "bimodaal ademen" genoemd. Speciale cellen die zich zowel in de keel van het dier als in de cloaca bevinden, kunnen zuurstof rechtstreeks uit het water opnemen. Het inademen en uitstoten van water uit de cloaca creëert een proces dat echt "buitademhaling" kan worden genoemd - sommige soorten maken enkele tientallen van dergelijke bewegingen per minuut. Hierdoor kunnen de reptielen tot 10-12 uur lang diepe duiken maken zonder naar de oppervlakte te komen.

De meest prominente vertegenwoordiger die een dubbel ademhalingssysteem gebruikt, is de Fitzroy-schildpad, die in de gelijknamige rivier in Australië leeft. Deze schildpad ademt letterlijk onder water, dankzij speciale weefsels in cloacale zakken gevuld met vele vaten. Dit geeft haar de mogelijkheid om tot enkele dagen niet naar de oppervlakte te drijven. Het nadeel van deze manier van ademhalen zijn de hoge eisen aan de zuiverheid van water - het dier zal geen zuurstof kunnen halen uit een troebele vloeistof die verontreinigd is met verschillende onzuiverheden.

Het proces van anaerobe ademhaling

Na het inademen zakt de schildpad langzaam weg, de processen van zuurstofopname van de longen in het bloed gaan de volgende 10-20 minuten door. Koolstofdioxide hoopt zich op zonder irritatie te veroorzaken, zonder dat het onmiddellijk moet worden uitgeademd, zoals bij zoogdieren. Tegelijkertijd wordt anaerobe ademhaling geactiveerd, die in het laatste stadium van absorptie de gasuitwisseling door het longweefsel vervangt.

Tijdens anaerobe ademhaling worden weefsels achter in de keel, in de cloaca, gebruikt - door de gelaagdheid zien deze kussentjes eruit als kieuwen. Het duurt maar een paar seconden voordat het dier koolstofdioxide heeft verwijderd en vervolgens weer lucht inademt terwijl het opstijgt. De meeste soorten ademen scherp uit in het water voordat ze hun hoofd boven het oppervlak brengen en lucht inademen door hun neusgaten.

De uitzondering zijn zeeschildpadden - hun ademhalingsorganen omvatten geen weefsels in de cloaca of het strottenhoofd, dus om zuurstof te krijgen, moeten ze naar de oppervlakte drijven en lucht inademen door hun neusgaten.

Ademen tijdens de slaap

Sommige soorten schildpadden brengen hun hele winterslaap onder water door, soms in een vijver die geheel bedekt is met een laagje ijs. Ademen tijdens deze periode wordt anaëroob uitgevoerd door de huid, beerputzakken en speciale uitgroeiingen in het strottenhoofd. Alle lichaamsprocessen tijdens de winterslaap vertragen of stoppen, dus zuurstof is alleen nodig om het hart en de hersenen te voeden.