Kā un ko bruņurupuči elpo zem ūdens un uz zemes, jūras un sauszemes bruņurupuču elpošanas orgāni

Ir izplatīts uzskats, ka sarkanausu un citi bruņurupuči elpo zem ūdens kā zivis – ar žaunām. Tas ir maldīgs priekšstats – visa veida bruņurupuči ir rāpuļi un elpo gan uz zemes, gan ūdenī vienādi – ar plaušu palīdzību. Bet šo dzīvnieku īpašais elpošanas orgānu veids ļauj ekonomiskāk izmantot skābekli, tāpēc tie var saglabāt gaisu un ilgstoši uzturēties zem ūdens.

Elpošanas sistēmas ierīce

Zīdītājiem, arī cilvēkiem, elpojot, diafragma paplašinās un gaiss tiek uzņemts caur plaušām – to veic kustīgās ribas. Bruņurupučiem visus iekšējos orgānus ieskauj apvalks, un krūškurvja apvidus ir nekustīgs, tāpēc gaisa uzņemšanas process ir pilnīgi atšķirīgs. Šo dzīvnieku elpošanas sistēma sastāv no šādiem orgāniem:

• ārējās nāsis – caur tām tiek veikta ieelpošana;
• iekšējās nāsis (tiek sauktas par choanām) – atrodas debesīs un blakus balsenes plaisai;
• paplašinātājs – muskulis, kas ieelpojot un izelpojot atver balseni;
• īsa traheja – sastāv no skrimšļainiem gredzeniem, vada gaisu uz bronhiem;
• bronhi – sazarojas divās daļās, kas vada skābekli uz plaušām;
• plaušu audi – atrodas sānos, aizņem ķermeņa augšdaļu.

Bruņurupuču elpošana tiek veikta, pateicoties divām muskuļu grupām, kas atrodas vēderā. Rāpuļiem nav diafragmas, kas atdala iekšējos orgānus no plaušām; ieelpojot, muskuļi vienkārši atgrūž orgānus, ļaujot porainajiem plaušu audiem aizpildīt visu telpu. Izelpojot, notiek apgriezta kustība, un iekšējo orgānu spiediens izraisa plaušu kontrakciju un izplūst izplūdes gaisu.

Bieži procesā aktīvi iesaistās arī ķepas un galva – tās ievelkot, dzīvnieks samazina iekšējo brīvo telpu un izspiež gaisu no plaušām. Diafragmas neesamība novērš pretspiediena veidošanos krūtīs, tāpēc plaušu bojājumi neaptur elpošanas procesu. Pateicoties tam, bruņurupuči var izdzīvot, kad apvalks saplīst.

Gaisa ieplūde vienmēr tiek veikta caur nāsīm. Ja bruņurupucis atver muti un mēģina elpot caur muti, tā ir slimības pazīme.

Smarža

Pateicoties sarežģītajai elpošanas sistēmas uzbūvei, bruņurupuči ne tikai elpo, bet ar ožas palīdzību saņem informāciju par apkārtējo pasauli. Smaržas šiem dzīvniekiem ir galvenais informācijas avots – tās nepieciešamas veiksmīgai barības iegūšanai, orientācijai apkārtnē, saziņai ar tuviniekiem. Ožas receptori atrodas dzīvnieka nāsīs un mutē, tāpēc, lai uzņemtu gaisu, bruņurupucis aktīvi sarauj mutes dibena muskuļus. Izelpošana tiek veikta caur nāsīm, dažreiz ar asu troksni. Bieži var redzēt, kā dzīvnieks žāvājas – arī tā ir daļa no smaržošanas procesa.

Elpošanas sistēmas ierīce, kā arī diafragmas muskuļu trūkums padara neiespējamu klepu. Tāpēc dzīvnieks nevar patstāvīgi izņemt svešķermeņus, kas iekļuvuši bronhos, un visbiežāk iet bojā plaušu iekaisuma procesos.

Cik bruņurupuču nevar elpot

Peldot netālu no ūdens virsmas, bruņurupuči regulāri paceļas virspusē, lai uzņemtu gaisu. Elpu skaits minūtē ir atkarīgs no dzīvnieka veida, vecuma un tā čaumalas lieluma. Lielākā daļa sugu atvelk elpu ik pēc dažām minūtēm – jūras sugas izkāpj virszemē ik pēc 20 minūtēm. Bet visu veidu bruņurupuči var aizturēt elpu līdz pat vairākām stundām.

Tas ir iespējams, pateicoties lielam plaušu audu apjomam. Sarkanausu bruņurupuča plaušas aizņem 14% no ķermeņa. Tāpēc vienā elpas vilcienā dzīvnieks var iegūt skābekli vairākas stundas zem ūdens. Ja bruņurupucis nepeld, bet nekustīgi guļ uz dibena, skābeklis tiek patērēts vēl lēnāk, tas var ilgt gandrīz diennakti.

Atšķirībā no ūdens sugām, sauszemes bruņurupuči elpošanas procesu veic aktīvāk, veicot līdz 5-6 elpas minūtē.

Neparasti elpošanas veidi

Papildus parastajai elpošanai caur nāsīm lielākā daļa saldūdens sugu pārstāvju spēj saņemt skābekli citā veidā. Var dzirdēt, ka ūdens bruņurupuči elpo caur sēžamvietu – šāds unikāls veids patiešām pastāv, un šos dzīvniekus sauc par “bimodāli elpojošiem”. Īpašas šūnas, kas atrodas gan dzīvnieka rīklē, gan kloakā, spēj uzņemt skābekli tieši no ūdens. Ūdens ieelpošana un izgrūšana no kloākas rada procesu, ko tiešām var saukt par “laupījuma elpošanu” – dažas sugas veic vairākus desmitus šādu kustību minūtē. Tas ļauj rāpuļiem veikt dziļu niršanu, nepaceļoties virspusē līdz 10-12 stundām.

Visizcilākais pārstāvis, kas izmanto dubulto elpošanas sistēmu, ir Fitzroy bruņurupucis, kas dzīvo Austrālijas upē ar tādu pašu nosaukumu. Šis bruņurupucis burtiski elpo zem ūdens, pateicoties īpašiem audiem kloākas maisiņos, kas piepildīti ar daudziem traukiem. Tas viņai dod iespēju neuzpeldēt virspusē pat vairākas dienas. Šīs elpošanas metodes trūkums ir augstās prasības ūdens tīrībai – dzīvnieks nevarēs iegūt skābekli no duļķaina šķidruma, kas piesārņots ar dažādiem piemaisījumiem.

Anaerobās elpošanas process

Pēc elpas ievilkšanas bruņurupucis lēnām grimst, nākamās 10-20 minūtes turpinās skābekļa uzsūkšanās procesi no plaušām asinīs. Oglekļa dioksīds uzkrājas, neizraisot kairinājumu, bez tūlītējas izelpas, kā tas ir zīdītājiem. Tajā pašā laikā tiek aktivizēta anaerobā elpošana, kas pēdējā absorbcijas stadijā aizvieto gāzu apmaiņu caur plaušu audiem.

Anaerobās elpošanas laikā tiek izmantoti audi, kas atrodas rīkles aizmugurē, kloakā – slāņojums padara šos spilventiņus līdzīgus žaunām. Nepieciešamas tikai dažas sekundes, līdz dzīvnieks atdala oglekļa dioksīdu un pēc tam atkal uzņem gaisu, kad tas paceļas. Lielākā daļa sugu strauji izelpo ūdenī, pirms paceļ galvu virs virsmas un ievelk gaisu caur nāsīm.

Izņēmums ir jūras bruņurupuči – to elpošanas orgānos neietilpst kloākas vai balsenes audi, tāpēc, lai iegūtu skābekli, tiem ir jāuzpeld virspusē un gaiss jāieelpo caur nāsīm.

Elpošana miega laikā

Dažas bruņurupuču sugas visu savu ziemas miegu pavada zem ūdens, dažreiz dīķī, kas pilnībā pārklāts ar ledus slāni. Elpošana šajā periodā tiek veikta anaerobā veidā caur ādu, tvertņu maisiņiem un īpašiem izaugumiem balsenē. Visi ķermeņa procesi ziemas miega laikā palēninās vai apstājas, tāpēc skābeklis ir nepieciešams tikai sirds un smadzeņu apgādei.