Всички костенурки дишат през ноздрите си. Дишането с отворена уста е необичайно.
Външните ноздри са разположени в предния край на главата и изглеждат като малки, заоблени отвори.
Вътрешните ноздри (хоани) са по-големи и с по-овална форма. Те се намират в предната трета на небето. Когато устата е затворена, хоаните прилягат плътно към ларингеалната фисура. В покой ларингеалният процеп е затворен и се отваря само при вдишване и издишване с помощта на мускул – дилататор. Късата трахея е образувана от затворени хрущялни пръстени и в основата си е разделена на два бронха. Това позволява на костенурките да дишат с издърпани навътре глави.
При костенурките белите дробове запълват почти цялата горна част на телесната кухина, прилежащи, а на места и прилепващи към свързващата мембрана на карапакса. Белите дробове имат гъбеста структура с относително малка дихателна повърхност.
Костенурките нямат функциониращ гръден кош и затова дишат по различен начин от другите животни. Вдишването се осъществява поради движението на мощни мускулни снопове, простиращи се от раменния и тазовия пояс до пластрона, и гръбно-вентралните мускули, разположени по ръба на черупката. Движението на мускулите изисква намаляване или увеличаване на обема на телесната кухина и съответно на белите дробове. При сухоземните костенурки движенията на предните лапи и шията, както и свиването на собствените гладки мускули на белите дробове, играят важна роля в актовете на вдишване и издишване.
При полуводните костенурки на сушата вдишването е по-пасивно, а издишването е по-активно и обратно във вода. Костенурките с по-лек черуп (Trionix) имат по-малък обем на белите дробове от костенурките с по-тежък черуп (червеноухи - 14% от обема на тялото). Броят на вдишванията варира в зависимост от вида на костенурката. Гръцката сухоземна костенурка прави през активния период, т.е. извън периода на хибернация, 4-6 вдишвания в минута. Морските костенурки се появяват, за да си поемат дъх на всеки 20 минути. Като цяло костенурките може да не дишат до няколко часа.
Всички водни костенурки трябва да плуват на повърхността за въздух на всеки няколко часа. Някои от сладководни видове са разработили специални устройства, които им помагат да останат под вода за дълго време. Някои видове са придобили способността да дишат през кожата, докато други имат специални синуси, които помагат да се абсорбира кислород. Подутините по езика и устата при мускусните костенурки (и някои други видове) помагат за абсорбирането на кислород от водата. Rheodytes leucops е рекордьорът по алтернативно дишане сред австралийските хелиди - продължителността на гмурканията му при млади животни може да продължи до 13 часа или повече. Лъвският дял от водното дишане тук принадлежи на клоакалните борове.
При сухоземните костенурки скоростта на дишане зависи главно от температурата и размера на тялото. При водните костенурки, когато задържат дъха си по време на потапяне под вода, кислородът се абсорбира от белите дробове в кръвта и тъканите за още 20 минути. Нивата на въглероден диоксид могат да се повишат драстично, без да дразнят дихателния център. Успоредно с това се активира механизмът на анаеробно дишане, което постепенно се увеличава, дублирайки нормалния газообмен. Когато костенурката изплува на повърхността, 3-4 секунди са достатъчни, за да се възстанови нормалното ниво на кислород и въглероден диоксид. При напълно водни видове допълнителен газообмен се извършва в фаринкса, задната част на устната кухина и торбовитите израстъци на клоаката (за зимуване под лед). Вместо да диша по време на хибернация, тялото получава кислород чрез окислително фосфорилиране и само жизненоважни органи като сърцето и мозъка се снабдяват с кислород.
За миризмата костенурките могат да изпомпват въздух в устната кухина поради осцилаторните движения на мускулите на фундуса на фаринкса. При костенурките обонянието играе важна роля, с него костенурките не само намират храна, но и общуват с роднини и дори се ориентират на територията („компас“). Костенурките не могат рефлекторно да кихат или кашлят, но могат да се прозяват.
Миришещи костенурки
На първо място, ноздрите и носовият апарат при гръбначните животни са били формирани не за дишане, а за миризма. При костенурките обонянието играе водеща роля в анализа на външната среда.
Вижте снимката за структурата на носната област.
При някои костенурки е развито вторичното небце и в тази връзка е настъпило удължаване на назофарингеалния проход. Костенурките анализират миризмите както при дишане през ноздрите, така и в устната кухина с помощта на вомероназалния (Якобсонов) орган. Когато мирише през ноздрите, костенурката използва "фарингеално изпомпване" на въздух, докато подушва. В повечето случаи Якобсоновият орган служи за получаване на информация за храната в устата. При някои костенурки на Джейкъбсън органът е в състояние да функционира под вода. В този случай водата навлиза в устата и след това се отстранява през ноздрите.
Някои костенурки нямат вкусови рецептори на езиците си, което обяснява тяхната „промискуитетност“ в храната им. При костенурките от Централна Азия папилите са добре развити.
При някои видове костенурки, по време на сезона на чифтосване, мъжките имат повишен приток на кръв в началото на носната кухина и носът се зачервява.
Миризмата за костенурки също има сигнална стойност. Повечето видове имат миризливи жлези, а някои видове (като мускусната костенурка) имат миризливи жлези, които отделят остър секрет и се използват за защита. Техните канали се отварят в кожни пори, разположени от двете страни на костния мост, свързващ карапакса и пластрона.
И въпреки че костенурките са в състояние да различават газообразни миризливи вещества на голямо разстояние, те все пак си блъскат носа във всичко.
Костенурките се докосват
Докосването на костенурките е добре развито – докосването до черупката веднага се улавя дори от спящи животни.
Случва се така, че костенурката първо поставя нездравословна храна, обикновено изследвана по миризма, в устата си, а след това я избутва с език и изважда остатъците с предните си лапи.
Както знаете, водата съставлява значителна част от планетата, така че пряко влияе на процесите, протичащи във въздуха. В процеса на изпаряване на водата от повърхността на световния океан във въздуха се отделят минерали и соли. Този процес е най-ефективен на етапа на образуване на морска пяна. В резултат на това се образуват "солени аерозоли". Далеч от морския бряг концентрацията им е ниска, но на самия бряг броят им във въздуха е толкова голям, че може да има благоприятен ефект върху човешкия организъм.Различни проучвания доказват, че повече от пет тона соли от морската повърхност падат на сушата на ден. Дъждовете връщат тези соли обратно в морските дълбини. В солената морска вода Менделеев присъства почти изцяло. Морският въздух не само се отличава с висока степен на йонизация, но е известен със самата концентрация на йод, бром, натриев хлорид и други микроелементи и вещества, които са много полезни за.
Особено полезно е да останете в зоната на километър от прибоя, на по-голямо разстояние използването на въздух е значително намалено.
Полезна йонизация
Морският въздух е без прах и бактерии, което ви позволява буквално да дишате дълбоко, освобождавайки дробовете си от ненужни частици. По време на бурно море е много полезно да сте на брега, тъй като голям брой отрицателно заредени йони, произведени по време на бури, обогатяват органите с кислород през стените на червените кръвни клетки. Йонизацията кара еритроцитите да се отблъскват взаимно със значителна сила и ускорява движението им в тесни съдове.Боровете и другите иглолистни дървета значително подобряват лечебните свойства на морския въздух.
Отрицателно заредените йони значително улесняват белодробната вентилация, улеснявайки бързото усвояване на кислород. По този начин те премахват значителни количества въглероден диоксид и подобряват сърдечната функция. Свежият морски въздух подобрява умствената и физическата работоспособност. Освен това укрепва костната тъкан, ускорява синтеза на важни витамини от групи С и В.
Частиците от морска вода действат върху лигавиците на дихателната система на човешкото тяло, насищайки го с полезни вещества, засилвайки защитните реакции. Свежият въздух от морето увеличава броя на червените кръвни клетки и хемоглобина в кръвта, активирайки дишането и кръвообращението. Ето защо почивката в морето е толкова важна при наличие на заболявания на дихателната система.
Йодът, който има много в морския въздух, има благоприятен ефект върху щитовидната жлеза и също така подмладява кожата. Комбинацията от йод и калий нормализира кръвното налягане и ксилот-алкалния баланс.
Оказа се, че дихателната система на морските краставици, свързана с ануса, може не само да абсорбира хранителни вещества от водата, но и активно да усвоява уловената храна.
Морските краставици или морските краставици са известни преди всичко с необичайна версия на автотомията: когато са заплашени от враг, от когото не могат да се скрият, те изплюват храносмилателната си система в нея. Докато хищникът се опитва да се очисти от неапетитна лигава маса, морската краставица получава още един шанс да избяга. Но как тогава животното се справя без стомах? Това все още не е опашка на гущер, а нещо по-важно.
Една от най-големите морски краставици е калифорнийската морска краставица, достигаща половин метър дължина.
Изследователи от Университета на Вашингтон и Университета Уеслиън в Илинойс (и двата в САЩ) са открили, че морската краставица може лесно да се храни през дихателната система, която е свързана с ануса. През ануса водата се изпомпва през система от дихателни тръби, които абсорбират кислород и го пренасят в тъканите. И същите тези тръби могат да се използват за захранване.
На пръв поглед това не е изненадващо: много бодлокожи, които включват холотури, абсорбират хранителни вещества, разтворени във вода през кожата. При холотурите обаче изобщо не говорим за елементарна органична материя. Изследователите хранят морските краставици с едноклетъчни водорасли, които съдържат радиоактивния изотоп C14. Холотурианците също получават разтвор на въглехидрати и протеини, съдържащи железен йон. След 26 часа изследователите проверили тъканите на морските краставици за съдържанието на радиоактивен въглерод и желязо. Оказа се, че повечето от двамата са се настанили не в храносмилателната система, а в дихателната система.
В предния край на тялото морските краставици имат уста, в която попадат парчета храна, намиращи се на морското дъно: специални пипала на главата ги изпращат в храносмилателната система. Но, очевидно, морските краставици имат още една „уста“ - анус, който заедно с водата абсорбира плаващата храна и я транспортира в дихателната система. И дихателната система в този случай работи като двойник на храносмилателната система, тоест не само абсорбира, но и активно разгражда храната, която е влязла в нея. И това, както пишат изследователите в списанието Invertebrate Biology, е единственият пример от този вид.
Как морската краставица прави това и защо е необходима, изследователите не могат да кажат. Вероятно, както казахме, морската краставица може да използва дихателната система, ако трябва да се отърве от храносмилателната система. От друга страна, и двете могат да работят на равна основа, за да осигурят на животното пълен набор от основни хранителни вещества, както тези, които лежат на дъното, така и тези, които плуват наоколо.
Както всички живи същества, рибите се нуждаят от кислород. Повечето риби го получават чрез специални решетъчни органи, наречени хриле.
Хрилете са разположени точно зад устата от двете страни на главата и обикновено са защитени от полупрозрачна пластина, наречена оперкулум или оперкулум. Под оперкулума има четири реда частично припокриващи се кървавочервени хриле. Хрилете са изградени от костни дъги, които поддържат множество бранхиални дялове - двойка тънки, меки израстъци, които наподобяват плътно поставените зъби на гребен. Всяко венчелистче съдържа миниатюрни мембрани или ламели, изтъкани от милиарди кръвоносни капиляри. Стените на мембраните са толкова тънки, че кръвта, която тече през тях, извлича кислород директно от водния поток, който измива хрилете. След това ламелите отстраняват въглеродния диоксид от кръвта във водата. Водата, подобно на въздуха, е 1/30 от кислорода и този газообмен - кислород и въглероден диоксид - е ключов компонент на подводния живот.
Твърди хрилни гребларазположен на хрилната дъга филтрира входящата вода. Кръвоносните съдове в хрилните дялове доставят кръв и дренират капилярите в ламелата.
Вода, която тече през хрилните дялове, обогатява артериалната кръв с кислород. След това кръвта преминава през венозните съдове в мембраната, където се освобождава от въглероден диоксид.
Прием на вода към хрилете
Нормалният живот на рибите се осигурява от непрекъснатото подаване на кислородна вода към хрилете. При повечето костни риби устата и хрилете работят съвместно на принципа на помпа: първо, хрилете се затварят плътно, устата се отваря и стените й се разширяват, изтегляйки вода навътре. Тогава устата се свива, устата се затваря и хрилете се отварят, изтласквайки водата от устата. Този модел на дишане, който позволява на водата да навлезе в хрилете дори когато рибата е в покой, е типична за заседнали риби като шаран, писия и камбала.
Започва дишанетокогато устата на рибата се отвори и устата се разшири, за да смуче вода.
След това устата на рибатазатваря се и оперкулумите се отварят, изтласквайки водата от хрилната кухина през хрилете.
По-добре е да дишате през устата
Активните риби - скумрия, риба тон и някои видове акули - се нуждаят от повече кислород от техните бавни събратя като писия, змиорка, електрически лъч и морски кончета. Ето защо подводните риби често плуват с отворена уста: това им позволява да пропускат много по-голям обем вода през хрилете си и следователно кислород. Освен това хрилете на тези видове риби са по-големи и по-дебели, с плътно разположени мембрани, което значително увеличава дихателния им капацитет. Тези риби са принудени да плуват дори по време на сън, в противен случай те ще умрат от липса на кислород (от задушаване).