Ademhaling en verbranding
Ademhaling en verbranding
Een struisvogel is een vogel, en dus warmbloedig. Dit betekent dat hij zichzelf warm kan houden. Daarvoor is, net als voor beweging, verbranding nodig. Want bij verbranding komt energie in de vorm van beweging en warmte vrij. Deze stoffen noemen we verbrandingsproducten. Voor verbranding zijn glucose (C6H12O6) en zuurstof (O2) nodig. Glucose krijgen we binnen door te eten, zuurstof door te ademen. Vogels leven op het land/in de lucht, en ademen dus ook lucht. Wat we tot nu toe behandeld hebben, vindt bij de mens en andere zoogdieren op precies dezelfde manier plaats. Nu komen we echter aan bij de unieke ademhalingsorganen van vogels. Vogels hebben niet zoals mensen longen die groter of kleiner kunnen worden, maar longen met een vast volume. In plaats van rekbare longen hebben ze rekbare luchtzakjes. Je zou deze kunnen kunnen vergelijken met een blaasbalg, die ervoor zorgt dat er steeds verse lucht door de longen stroomt. Wanneer ze niet gebruikt worden, blijven ze klein. Ook zitten de longen aan het borstbeen vast. Daarom mag je een vogel nooit te stevig vastpakken, want dan worden de longen (deels) geblokkeerd. Het ademhalingsstelsel bestaat uit de luchtpijp, de achterste luchtzakken, de longen en de voorste luchtzakken. In een stappenplan zal ik duidelijk maken hoe de ademhaling verloopt. De streepjes waar 'long' boven staat, zijn de bronchiën. Via de bronchiën loopt de lucht door de longen. Ook de gaswisseling (zie kopje gaswisseling onder aan deze pagina) vindt in de bronchiën plaats.
- De vogel ademt voor de eerste keer in: de lucht gaat via de luchtpijp voor het grootste gedeelte naar de achterste luchtzakken. Een klein gedeelte stroomt al door naar de longen, waar de eerste gaswisseling plaatsvindt. Deze lucht is zuurstofrijk, want komt van buiten.
Deze lucht komt naar binnen omdat de vogel, door het gebruik van bepaalde spieren, zijn luchtzakken groter maakt. Hierdoor wordt de luchtdruk in de luchtzakken lager en wordt lucht van buiten aangezogen. Lucht beweegt namelijk altijd naar de plaats waar de laagste luchtdruk is.
Op dit moment zit er ook al lucht uit stap 3 in de voorste luchtzakken.
- De vogel ademt voor de eerste keer uit: de lucht uit de achterste luchtzakken stroomt naar de longen, en verdrijft daar al aanwezige lucht naar buiten, de voorste luchtzakken in. Deze lucht is zuurstofarm, want de gaswisseling heeft in de longen al plaatsgevonden.
De lucht gaat naar de longen omdat de vogel, door het gebruik van bepaalde spieren, de luchtzakken kleiner maakt. Hierdoor wordt de luchtdruk hier hoger dan in de longen en gaat de lucht dus naar daarnaartoe.
Omdat de vogel ook zijn voorste luchtzakken kleiner maakt gaat de lucht uit stap 3 naar buiten, waar de luchtdruk lager is.
- De vogel ademt voor de tweede keer in: De lucht in de longen stroomt weg naar de voorste luchtzakken. Deze lucht is zuurstofarm, want de gaswisseling heeft in de longen al plaatsgevonden.
De lucht gaat naar de voorste luchtzakken omdat de vogel deze, door het gebruik van bepaalde spieren, groter maakt. Hierdoor wordt de luchtdruk hier lager dan in de longen en gaat de lucht hiernaartoe.
Op dit moment stroomt er ook weer lucht de vogel binnen, omdat deze ook zijn achterste luchtzakken groter maakt. Ook stroomt er alweer een klein beetje lucht door naar de longen.
- De vogel ademt voor de tweede keer uit: De lucht stroomt uit de voorste luchtzakken naar buiten.
De lucht gaat naar buiten omdat de vogel, door het gebruik van bepaalde spieren, de luchtzakken kleiner maakt. Hierdoor wordt de luchtdruk hiet hoger dan buiten, en beweegt de lucht zich vanwege de lagere luchtdruk ook naar buiten.
Het kleine beetje al aanwezige lucht in de longen uit stap 1, dat door de gaswisseling in de longen ook zuurstofarm is, wordt door de lucht uit de achterste luchtzakken uit stap 1 uit de longen verdreven.
De complete ademhaling van vogels ziet er dan zo uit:
- Inademing
- Uitademing
Omdat er bij deze manier van ademhalen bijna continu lucht door de longen stroomt, is hij veel efficiënter dan onze manier van ademhalen.
In de fotogalerij is ook een animatie over de ademhaling bij (struis)vogels te vinden.
Delen van de luchtzakken
Iedere moderne vogel heeft 9 luchtzakken:
Voorste luchtzakken:
- Eén interclaviculaire luchtzak
- Twee nekluchtzakken
- Twee voorste borstkasluchtzakken
Achterste luchtzakken:
- Twee achterste borstkasluchtzakken
- Twee buikluchtzakken
Gaswisseling
De gaswisseling bij vogels vindt op dezelfde manier plaats als bij mensen. Eén ding verschilt echter: de locatie. Bij mensen vindt de gaswisseling plaats in de longblaasjes, die aan het uiteinde zitten van vertakkingen van de bronchiën (de lucht stroomt via de bronchiën door de longen). Bij vogels vindt deze echter direct in de longen plaats, in de bronchiën dus.
Bij gaswisseling wisselen bloed en, in het geval van vogels, lucht twee stoffen uit: zuurstof gaat van de lucht naar het bloed, en koolstofdioxide gaat van het bloed naar de lucht.
Hieronder een vergelijking tussen gaswisseling bij een mens en bij een vogel (in het rode gedeelte vindt de gaswisseling plaats):
Er is echter nog één lastig onderwerp bij gaswisseling: hemoglobine. Hemoglobine is de rode stof in rode bloedlichaampjes. Hemoglobine bindt zuurstof, en vervoert zuurstof dus door je lichaam naar de weefsels (vanuit je bloed gaat zuurstof naar de weefsels, weefsels scheiden koolstofdioxide af). Hemoglobine bindt echter geen koolstofdioxide, waardoor koolstofdioxide door het bloed zelf naar de longen gaat. Hiervoor kun je het volgende schema maken:
Zuurstof: bronchiën --> bloed --> rode bloedlichaampjes --> hemoglobine --> weefsels
Koolstofdioxide: weefsels --> bloed --> bronchiën
Wanneer hemoglobine zuurstof bindt, verandert deze van kleur. Zonder zuurstof is hemoglobine namelijk donkerrood, maar met zuurstof is het lichtrood.