Visi vėžliai kvėpuoja per šnerves. Kvėpavimas atvira burna nėra normalus.
Išorinės šnervės yra priekiniame galvos gale ir atrodo kaip mažos suapvalintos skylės.
Vidinės šnervės (choanos) yra didesnės ir ovalios formos. Jie yra priekiniame dangaus trečdalyje. Kai burna uždaryta, choana yra glaudžiai šalia gerklų plyšio. Ramybės būsenoje gerklų plyšys užsidaro ir atsidaro tik įkvėpimo ir iškvėpimo metu plečiamojo raumens pagalba. Trumpoji trachėja sudaryta iš uždarų kremzlinių žiedų ir jos pagrindu padalinta į du bronchus. Tai leidžia vėžliams kvėpuoti atitrauktomis galvomis į vidų.
Vėžliams plaučiai užpildo beveik visą viršutinę kūno ertmės dalį, besiribojančią, o kai kuriose vietose prigludusios prie jungiamosios kaklo membranos. Plaučiai turi kempinę struktūrą su santykinai mažu kvėpavimo paviršiumi.
Vėžliai neturi veikiančios krūtinės, todėl kvėpuoja kitaip nei kiti gyvūnai. Įkvėpimas įvyksta dėl galingų raumenų pluoštų, besitęsiančių nuo peties ir dubens juostos iki plastrono, ir nugaros-ventralinių raumenų, esančių išilgai apvalkalo krašto, judėjimo. Raumenų judėjimas reikalauja sumažinti arba padidinti kūno ertmės ir atitinkamai plaučių tūrį. Sausumos vėžlių priekinių letenų ir kaklo judesiai, taip pat lygiųjų plaučių raumenų susitraukimas yra svarbūs įkvėpimo ir iškvėpimo veiksmuose.
Pusiau vandens vėžlių sausumoje įkvėpimas yra pasyvesnis, o iškvėpimas – aktyvesnis, o vandenyje – atvirkščiai. Vėžliai su lengvesniu kiautu (Trionix) turi mažesnį plaučių tūrį nei vėžliai su sunkesniu (raudonausiai – 14 % kūno tūrio). Įkvėpimų skaičius skiriasi priklausomai nuo vėžlio tipo. Graikijos žemės vėžlys daro per veiklos laikotarpį, t.y. ne žiemos miego laikotarpiu, 4-6 įkvėpimai per minutę. Jūros vėžliai pakyla įkvėpti oro kartą per 20 minučių. Paprastai vėžliai negali kvėpuoti iki kelių valandų.
Visi vandens vėžliai turi plaukti į paviršių oro kas kelias valandas. Kai kurie gėlavandeniai sukūrė specialias adaptacijas, kurios padeda jiems ilgai išbūti po vandeniu. Kai kurios rūšys įgavo galimybę kvėpuoti per odą, o kitos turi specialius sinusus, padedančius pasisavinti deguonį. Muskusinių vėžlių (ir kai kurių kitų rūšių) liežuvio ir burnos iškilimai padeda iš vandens pasisavinti deguonį. Rheodytes leucops priklauso alternatyvaus kvėpavimo rekordui tarp Australijos chelidų – jaunų gyvūnų nardymo trukmė gali trukti iki 13 valandų ar ilgiau. Liūto dalis vandens kvėpavimo čia priklauso kloakos bursoms.
Vėžlių kvėpavimo judesių dažnis daugiausia priklauso nuo temperatūros ir kūno dydžio. Vandens vėžliams, sulaikant kvėpavimą nardymo metu, deguonies absorbcija iš plaučių į kraują ir audinius vyksta dar 20 minučių. Anglies dioksido lygis gali labai pakilti nesukeldamas kvėpavimo centro dirginimo. Lygiagrečiai suaktyvinamas anaerobinio kvėpavimo mechanizmas, kuris palaipsniui didėja, dubliuodamas įprastą dujų mainus. Plaukiant į vėžlio paviršių, normaliam deguonies ir anglies dioksido kiekiui atkurti pakanka 3-4 sekundžių. Visiškai vandenyje gyvenančioms rūšims papildomas dujų apykaita vyksta ryklėje, burnos ertmės užpakalinėje dalyje ir į maišelį panašiose kloakos ataugose (žiemojimui po ledu). Užuot kvėpavęs žiemos miego metu, organizmas deguonies gauna per oksidacinį fosforizavimą, o deguonimi aprūpinami tik gyvybiškai svarbūs organai, tokie kaip širdis ir smegenys.
Norėdami užuosti, vėžliai gali pumpuoti orą į burnos ertmę dėl svyruojančių ryklės dugno raumenų judesių. Vėžliuose svarbų vaidmenį atlieka uoslė, kurios pagalba vėžliai ne tik susiranda maistą, bet ir bendrauja su artimaisiais, netgi orientuojasi teritorijose („kompaso pojūtis“). Vėžliai negali refleksiškai čiaudėti ar kosėti, bet gali žiovauti.
Vėžlių kvapas
Pirmiausia stuburinių gyvūnų šnervės ir nosies aparatai buvo suformuoti ne kvėpavimui, o kvapui. Vėžlių uoslė atlieka pagrindinį vaidmenį analizuojant išorinę aplinką.
Nosies srities struktūra, žiūrėkite paveikslėlį.
Kai kuriems vėžliams išsivystė antrinis gomurys ir dėl to pailgėjo nosiaryklės kanalas. Vėžliai analizuoja kvapus tiek kvėpuodami pro šnerves, tiek burnos ertmėje naudodami vomeronasalinį (Jacobsonian) organą. Kvepdamas per šnerves vėžlys naudoja „ryklės siurbimą“ oro, todėl uostinėja. Daugeliu atvejų Jacobson organas padeda gauti informaciją apie burnoje esantį maistą. Kai kurių Jacobsono vandens vėžlių organas gali veikti po vandeniu. Tokiu atveju vanduo patenka į burną, o paskui pašalinamas per šnerves.
Kai kurie vėžliai neturi skonio receptorių ant liežuvio, o tai paaiškina jų „neišlaidumą“ valgant. Vidurinės Azijos vėžlių papilės yra gerai išvystytos.
Kai kurių rūšių vėžlių poravimosi sezono metu patinai padidina kraujotaką nosies ertmės prieangyje, nosis parausta.
Vėžlių kvapas taip pat turi signalinę reikšmę. Dauguma rūšių turi kvapų liaukas, o kai kurios rūšys (pavyzdžiui, muskusinis vėžlys) turi kvapų liaukas, kurios išskiria stipraus kvapo paslaptį ir yra naudojamos gynybai. Jų latakai atsiveria odos porose, esančiose abiejose kaulinio tiltelio, jungiančio karkasą ir plastroną, pusėse.
Ir nors vėžliai sugeba iš didelio atstumo atskirti dujines kvapiąsias medžiagas, vis tiek į viską kiša nosį.
Vėžliuose prisilietimas
Vėžlių lytėjimo pojūtis yra gerai išvystytas – liečiant kiautą iškart pagauna net miegantis gyvūnas.
Pasitaiko, kad nepageidaujamas maistas, dažniausiai tiriamas pagal kvapą, vėžliui pirmiausia įdedamas į burną, o po to išstumiamas liežuviu ir priekinėmis letenomis ištraukia likučius.
Vanduo, kaip žinia, sudaro nemažą planetos dalį, todėl tiesiogiai veikia oro erdvėje vykstančius procesus. Vandeniui išgaruojant nuo pasaulio vandenynų paviršiaus į orą patenka mineralų ir druskų. Šis procesas efektyviausias jūros putų susidarymo stadijoje. Dėl to susidaro „druskos aerozoliai“. Toli nuo jūros pakrantės jų koncentracija nedidelė, tačiau pačioje pakrantėje jų kiekis ore yra toks didelis, kad gali turėti teigiamą poveikį žmogaus organizmui.Įvairūs tyrimai parodė, kad per dieną į sausumą iš jūros paviršiaus patenka daugiau nei penkios tonos druskų. Liūtys sugrąžina šias druskas į jūros gelmes. Sūriame jūros vandenyje beveik visas Mendelejevas yra. Jūros oras pasižymi ne tik aukštu jonizacijos laipsniu, bet ir garsėja itin didele jodo, bromo, natrio chlorido ir kitų mikroelementų bei medžiagų, kurioms labai naudingos, koncentracija.
Ypač naudinga likti kilometro zonoje nuo banglenčių, didesniu atstumu oro naudojimas žymiai sumažėja.
Naudinga jonizacija
Jūros ore nėra dulkių ir bakterijų, todėl galite tiesiogine prasme giliai kvėpuoti, išlaisvindami plaučius nuo nereikalingų dalelių. Per neramumus jūroje labai naudinga būti krante, nes per audras susidaro daug neigiamo krūvio jonų, per raudonųjų kraujo kūnelių sieneles praturtina organus deguonimi. Dėl jonizacijos raudonieji kraujo kūneliai atstumia vienas kitą su didele jėga ir pagreitina jų judėjimą siaurose kraujagyslėse.Pušis ir kiti spygliuočiai labai sustiprina gydomąsias jūros oro savybes.
Neigiamai įkrauti jonai labai palengvina plaučių ventiliaciją, prisidedant prie greito deguonies įsisavinimo. Tuo pačiu metu jie pašalina didelius anglies dioksido kiekius ir pagerina širdies veiklą. Gaivus jūros oras gerina tiek protinę, tiek fizinę veiklą. Taip pat stiprina kaulinį audinį, pagreitina svarbių C ir B grupių vitaminų sintezę.
Jūros vandens dalelės veikia žmogaus kūno kvėpavimo sistemos gleivines, prisotindamos jas naudingomis medžiagomis, sustiprindamos apsaugines reakcijas. Grynas jūros oras padidina raudonųjų kraujo kūnelių ir hemoglobino kiekį kraujyje, suaktyvina kvėpavimą ir kraujotaką. Štai kodėl poilsis jūroje toks svarbus sergant kvėpavimo sistemos ligomis.
Jodas, kurio gausu jūros ore, teigiamai veikia skydliaukę, taip pat jaunina odą. Jodo ir kalio derinys normalizuoja kraujospūdį ir rūgščių-šarmų pusiausvyrą.
Paaiškėjo, kad holoturų kvėpavimo sistema, prijungta prie išangės, gali ne tik pasisavinti maistines medžiagas iš vandens, bet ir aktyviai virškinti sugautą maistą.
Jūros agurkai arba holoturijos geriausiai žinomi dėl neįprasto autotomijos varianto: kai jiems gresia priešas, nuo kurio negali pabėgti, jie išspjauna į jį savo virškinimo sistemą. Kol plėšrūnas bando atsikratyti apetitą keliančios gleivinės masės, jūros agurkas gauna dar vieną galimybę pabėgti. Bet kaip tada gyvūnas išsiverčia be skrandžio? Tai vis dar ne driežo uodega, o kažkas svarbesnio.
Vienas didžiausių holoturų yra Kalifornijos jūros agurkas, kurio ilgis siekia pusę metro.
Vašingtono universiteto ir Wesleyan universiteto Ilinojaus valstijoje (abu JAV) mokslininkai nustatė, kad jūros agurkai gali lengvai maitintis per kvėpavimo sistemą, sujungtą su išange. Per išangę vanduo pumpuojamas per kvėpavimo vamzdelių sistemą, kuri sugeria deguonį ir perduoda jį į audinius. Ir tuos pačius vamzdelius galima naudoti maistui.
Iš pirmo žvilgsnio tai nenuostabu: daugelis dygiaodžių, tarp kurių yra ir holoturijos, per odą pasisavina vandenyje ištirpusias maistines medžiagas. Tačiau kalbant apie holoturus, mes visai nekalbame apie elementarią organiką. Tyrėjai šėrė jūros agurkus vienaląsčiais dumbliais, kuriuose buvo radioaktyvaus izotopo C14. Holoturiams taip pat buvo duotas angliavandenių ir baltymų tirpalas, turintis geležies jonų. Po 26 valandų tyrėjai patikrino, ar holoturiečių audiniuose nėra radioaktyviosios anglies ir geležies. Paaiškėjo, kad dauguma abiejų apsigyveno ne virškinimo, o kvėpavimo sistemoje.
Priekinėje kūno dalyje holoturiečiai turi burną, į kurią patenka jūros dugne randami maisto gabaliukai: specialūs čiuptuvai ant galvos siunčia juos į virškinimo sistemą. Bet, matyt, holoturai turi kitą „burną“ – išangę, kuri kartu su vandeniu sugeria plūduriuojantį maistą ir perneša jį į kvėpavimo sistemą. O kvėpavimo sistema šiuo atveju veikia kaip virškinimo sistemos dvynė, tai yra ne tik pasisavina, bet ir aktyviai skaido į ją patekusį maistą. Ir tai, kaip tyrėjai rašo žurnale Invertebrate Biology, yra vienintelis tokio pobūdžio pavyzdys.
Kaip holoturas tai daro ir kodėl to reikia, tyrėjai negali pasakyti. Tikriausiai, kaip jau minėjome, jūrinis agurkas gali panaudoti kvėpavimo sistemą, jei jam tektų atsikratyti virškinimo sistemos. Kita vertus, abu gali vienodai aprūpinti gyvūną visomis būtinomis maistinėmis medžiagomis, tiek tomis, kurios yra apačioje, tiek plaukiojančiomis aplinkui.
Kaip ir visoms gyvoms būtybėms, žuvims reikia deguonies. Dauguma žuvų jį gauna specialių į sietą panašių organų, vadinamų žiaunomis, pagalba.
Žiaunos yra tiesiai už burnos ertmės abiejose galvos pusėse ir dažniausiai yra apsaugotos permatoma plokštele – žiaunų dangteliu arba operkulu. Po operkulu yra keturios eilės iš dalies persidengiančių kraujo raudonumo žiaunų. Žiaunos sudarytos iš kaulinių lankų, laikančių daugybę žiaunų siūlų, poros plonų, minkštų iškyšų, panašių į glaudžiai pritvirtintus šukos dantis. Kiekviename žiedlapyje yra mažytės membranos arba lamelės, sudarytos iš milijardų kraujo kapiliarų. Membranų sienelės yra tokios plonos, kad per jas tekantis kraujas ištraukia deguonį tiesiai iš vandens srovės, skalaujančios aplink žiaunas. Tada lamelės pašalina anglies dioksidą iš kraujo į vandenį. Vanduo, kaip ir oras, sudaro 1/30 deguonies, o šis deguonies ir anglies dioksido dujų apykaita yra pagrindinė povandeninio gyvenimo dalis.
Kieti žiauniniai grėbliai esantis ant žiaunų lanko, filtruokite gaunamą vandenį. Žiaunų gijų kraujagyslės aprūpina kraują ir nusausina lamelės kapiliarus.
Vanduo, tekantis per žiauninius siūlus praturtina arterinį kraują deguonimi. Po to kraujas per venines kraujagysles patenka į membraną, kur išsiskiria iš anglies dioksido.
Vandens tekėjimas į žiaunas
Įprastą žuvų gyvenimą užtikrina nuolatinis deguonies prisotinto vandens tiekimas į žiaunas. Daugumos kaulinių žuvų burna ir žiaunos veikia bendradarbiaujant pompos principu: pirma, žiaunos sandariai užsidaro, burna atsidaro, o jos sienelės išsiplečia, traukdamos vandenį į vidų. Tada burna susitraukia, burna užsidaro, o žiaunos atsiveria, išstumdamos vandenį iš burnos. Toks kvėpavimo būdas, leidžiantis vandeniui patekti į žiaunas net žuviai ilsintis, būdingas sėslioms žuvims, tokioms kaip karpis, plekšnė ir otas.
Prasideda kvėpavimas kai žuvies burna atsidaro ir burna išsiplečia, kad įsiurbtų vandenį.
Tada žuvies burna užsidaro, o operkula atsidaro, per žiaunas išstumdama vandenį iš žiaunų ertmės.
Geriau kvėpuoti per burną
Aktyvioms žuvims – skumbrėms, tunams ir kai kuriems rykliams – reikia daugiau deguonies nei jų lėtesnėms žuvims, tokioms kaip plekšnės, unguriai, elektrinės rajos ir jūrų arkliukai. Štai kodėl povandeninės žuvys dažnai plaukia pramerktomis burnomis: tai leidžia per žiaunas praleisti daug didesnį vandens kiekį, taigi ir deguonį. Be to, šių rūšių žuvų žiaunos yra didesnės ir storesnės, su glaudžiai išsidėsčiusiomis membranomis, todėl jų kvėpavimo pajėgumas pastebimai padidėja. Šios žuvys yra priverstos plaukti net miego metu, kitaip jos mirs nuo deguonies trūkumo (nuo uždusimo).