Як і чим дихають черепахи під водою і на суші, органи дихання морських і сухопутних черепах

Поширена думка, що червоновухі та інші черепахи дихають під водою, як риби – зябрами. Це помилкова думка – усі види черепах є рептиліями і дихають як на суші, так і у воді однаково – за допомогою легенів. Але особливий тип органів дихання цих тварин дозволяє їм більш економно використовувати кисень, тому вони можуть затримувати повітря і довго перебувати під водою.

Пристрій дихальної системи

У ссавців, у тому числі і у людини, під час дихання діафрагма розширюється і повітря забирається легенями – це відбувається за допомогою рухомих ребер. У черепахи всі внутрішні органи оточені панциром, а область грудної клітини нерухома, тому процес забору повітря відбувається зовсім по-іншому. Дихальна система цих тварин складається з таких органів:

• зовнішні ніздрі – вдих здійснюється через них;
• внутрішні ніздрі (називаються хоанами) – розташовані на небі і прилягають до гортанної щілини;
• розширювач - м'яз, що відкриває гортань при вдиху і видиху;
• коротка трахея – складається з хрящових кілець, проводить повітря до бронхів;
• бронхи – розгалужуються на дві частини, проводять кисень до легень;
• легенева тканина – розташована з боків, займає верхню частину тіла.

Дихання черепахи здійснюється завдяки двом групам м'язів, розташованим в животі. Рептилії не мають діафрагми, що відокремлює внутрішні органи від легенів; при вдиху м'язи просто відсувають органи, дозволяючи губчастої легеневої тканини заповнити весь простір. При видиху відбувається зворотний рух і тиск внутрішніх органів змушує легені скорочуватися і викидати назовні відпрацьоване повітря.

Часто в процесі також активно задіяні лапи і голова – втягуючи їх, тварина зменшує внутрішній вільний простір і виштовхує повітря з легенів. Відсутність діафрагми виключає утворення зворотного тиску в грудній клітці, тому пошкодження легень не зупиняє процес дихання. Завдяки цьому черепахи можуть вижити, коли розірветься панцир.

Забір повітря завжди здійснюється через ніздрі. Якщо черепаха відкриває рот і намагається дихати ротом, це ознака хвороби.

Нюх

Завдяки складній будові дихальної системи черепахи не тільки дихають, але й сприймають інформацію про навколишній світ за допомогою нюху. Основним джерелом інформації для цих тварин є запахи – вони необхідні для успішного добування їжі, орієнтування на місцевості, спілкування з родичами. Рецептори нюху знаходяться в ніздрях і в роті тварини, тому, щоб захопити повітря, черепаха активно скорочує м'язи дна рота. Видих здійснюється через ніздрі, іноді з різким шумом. Часто можна спостерігати, як тварина позіхає - це теж частина процесу нюху.

Пристрій дихальної системи, а також відсутність м'язів діафрагми унеможливлює відкашлювання. Тому тварина не може самостійно видалити сторонні предмети, що потрапили в бронхи, і найчастіше гине при легеневих запальних процесах.

Скільки черепах не можуть дихати

Плаваючи біля поверхні води, черепахи регулярно піднімаються на поверхню, щоб вдихнути повітря. Кількість дихальних рухів за хвилину залежить від виду тварини, віку та розміру її раковини. Більшість видів дихають кожні кілька хвилин, а морські види піднімаються на поверхню кожні 20 хвилин. Але всі види черепах можуть затримувати дихання до кількох годин.

Це можливо завдяки великому об’єму легеневої тканини. У червоновухої черепахи легені займають 14% тіла. Тому за один вдих тварина може отримати кисень протягом кількох годин під водою. Якщо черепаха не плаває, а нерухомо лежить на дні, кисень витрачається ще повільніше, цього може тривати майже добу.

На відміну від водних видів, сухопутні черепахи здійснюють процес дихання більш активно, роблячи до 5-6 вдихів в хвилину.

Незвичайні способи дихання

Крім звичайного дихання через ніздрі, більшість представників прісноводних видів здатні отримувати кисень іншим шляхом. Можна почути, що водні черепахи дихають сідницями – такий унікальний спосіб дійсно існує, і цих тварин називають «бімодальним диханням». Спеціальні клітини, розташовані як в горлі тварини, так і в клоаці, здатні поглинати кисень безпосередньо з води. Вдихання і викид води з клоаки створює процес, який дійсно можна назвати «диханням здобиччю» — деякі види роблять кілька десятків таких рухів за хвилину. Це дозволяє рептиліям здійснювати глибокі занурення, не піднімаючись на поверхню до 10-12 годин.

Найвидатнішим представником подвійної дихальної системи є черепаха Фіцрой, яка живе в однойменній річці в Австралії. Ця черепаха буквально дихає під водою завдяки особливим тканинам в клоакальних сумках, наповнених безліччю судин. Це дає їй можливість не спливати на поверхню до кількох днів. Недоліком такого способу дихання є високі вимоги до чистоти води – з каламутної рідини, забрудненої різними домішками, тварина не зможе отримати кисень.

Процес анаеробного дихання

Зробивши вдих, черепаха повільно опускається, процеси поглинання кисню з легенів у кров тривають наступні 10-20 хвилин. Вуглекислий газ накопичується, не викликаючи роздратування, не вимагаючи негайного видихання, як у ссавців. При цьому активізується анаеробне дихання, яке на кінцевій стадії всмоктування замінює газообмін через легеневу тканину.

Під час анаеробного дихання використовуються тканини, розташовані в задній стінці горла, в клоаці – нашарування робить ці подушечки схожими на зябра. Тварині потрібно лише кілька секунд, щоб видалити вуглекислий газ, а потім знову вдихнути повітря під час підйому. Більшість видів роблять різкий видих у воду, перш ніж підняти голову над поверхнею і набрати повітря через ніздрі.

Виняток становлять морські черепахи – до їх органів дихання не входять тканини клоаки або гортані, тому, щоб отримати кисень, вони повинні спливати на поверхню і вдихати повітря через ніздрі.

Дихання під час сну

Деякі види черепах всю свою сплячку проводять під водою, іноді у водоймі, повністю покритій шаром льоду. Дихання в цей період здійснюється анаеробно через шкіру, вигрібні мішки і спеціальні вирости в гортані. Всі процеси в організмі під час сплячки сповільнюються або припиняються, тому кисень потрібен тільки для постачання серця і мозку.