Info om  djur   Fråga   Svar   Djurfakta   Artiklar   Källor 

Lunds universitet
Facebook

Nilvaran
 
Fråga en zoofysiolog

Andning: lungor, luftvägar och luftsäckar hos fåglar och kräldjur

Hur andas fåglar? Enkelriktat luftflöde och luftsäckar (på en annan sida)
Hur andas krokodiler? Om enkelriktat luftflöde, en lever som fungerar som mellangärde och dinosauriernas lungor
Hur kan ormarna andas med bara en lunga?
Varför kan ödlor inte andas och springa samtidigt? Om hur ödlor andas
Sök i alla svar och i alla djurartiklar
Åter till "Svar på frågor"


Krokodilernas inandningsmuskel

Bilden visar schematiskt musculus diaphragmaticus, som är krokodildjurens viktigaste inandningsmuskel. Den drar levern bakåt i kroppshålan. Levern fungerar som kolven i en cykelpump. För ytterligare förklaring, se svaret nedan. Courtesy of Uwe Gille from Wikimedia Commons under this GNU License.

Hur andas krokodiler? - Om enkelriktat luftflöde, en lever som fungerar som mellangärde och dinosauriernas lungor.

Krokodiler andas på ett annorlunda sätt än vi däggdjur gör. Läs gärna först om hur däggdjur andas på en annan sida. Hos oss är mellangärdesmuskeln (diafragman) den viktigaste inandningsmuskeln. Krokodildjur saknar mellangärdesmuskel. De andas in framför allt genom att aktivt dra ihop en muskel som löper mellan levern och bäckenbenen. När levern flyttas bakåt i kroppen, utvidgas lungorna framför levern. Då sjunker trycket i dem så att luft sugs in i dem. Levern fungerar alltså som kolven i en cykelpump. Muskler kroppshålans vägg kan också hjälpa till vid inandningen. De utvidgar kroppshålan och bidrar till att skapa ett undertryck i lungorna. Utandningen kan ske dels passivt genom att de elastiska lungorna drar ihop sig, dels aktivt genom att bukmuskler dras ihop och pressar ihop kroppshålan bakom levern, vilket gör att levern skjuts framåt i kroppen i riktning mot huvudet.

Rätt nyligen har man upptäckt att krokodildjuren har ett enkelriktat luftflöde genom rör i lungornas gasutbytande delar, precis som fåglarna. Däggdjuren har ett dubbelriktat luftflöde i lungorna. De andas luft först in i och sedan ut ur de gasutbytande lungblåsorna, något som ger ett mindre effektivt utbyte av syre och koldioxid än ett enkelriktat flöde. Fördelen med krokodildjurens enkelriktade luftflöde tros bland annat vara att syrefattig luft i mindre utsträckning stannar kvar i lungorna efter utandningen. Hos fåglarna bidrar de så kallade luftsäckarna till det enkelriktade flödet genom de stela lungorna. Luftsäckarna är förbundna med lungorna. Krokodildjuren klarar av att enkelrikta flödet utan att ha luftsäckar. Hos fåglarna går de gasutbytande blodkärlen vinkelrätt mot de smala rör genom vilka andningsluften strömmar, något som ger ett extra effektivt gasutbyte. Det är oklart om detta gäller också för krokodildjuren. Läs om fåglarnas lungor och andning på en annan sida.

Krokodildjuren är fåglarnas närmaste nu levande släktingar. fåglarna är nu levande dinosaurier. Detta tyder på att det enkelriktade luftflödet utvecklades hos en förfader till krokodildjur och dinosaurier. Det skulle mycket väl kunna vara så att de utdöda dinosaurierna, inklusive Tyrannosaurus rex, hade fågellika lungor med enkelriktat luftflöde och luftsäckar. Fossilfynd, som antyder att dinosaurier hade luftsäckar i sina skelettben, ger ytterligare stöd för denna tanke. 2013, 2017.

Anders Lundquist

Till början på sidan




Läs om landlevande ormars andning i svaret nedan. Den här videon visar en havsorm. Hos havsormar hittar man en andningsmetod som inte finns hos andra ormar. Havsormar kan nämligen ta upp syrgas och avge koldioxid via huden, en anpassning till dykning. Hudandningen gör att havsormarna kan stanna längre under vattnet, innan de måste upp till ytan för att andas med lungorna. Gasutbytet genom huden gynnas av att havsormarna är smala och delvis tillplattade, vilket ger en stor yta per volymenhet orm. Havsormar är mycket giftiga, men normalt inte särskilt aggressiva. From YouTube, courtesy of amazinglanta.

Hur kan ormarna andas? Vad andas de med?

Ormar andas med lungor precis som vi däggdjur. De andas också ut och in på i princip samma sätt som däggdjur. Läs först om däggdjurens andning på en annan sida.

Men det finns några skillnader mellan ormars och däggdjurs andning. Ormar saknar mellangärde. Mellangärdet (diafragman) är en skelettmuskel som ligger som ett valv mellan bukhålan och brösthålan hos däggdjur. Det är en inandningsmuskel som ökar brösthålans volym. Ormarna ökar brösthålans volym vid inandning bara med hjälp av muskler som påverkar revbenen så att bröstkorgen utvidgas. Sådana muskler finns också hos däggdjur och verkar tillsammans med mellangärdet vid inandningen.

De flesta landryggradsdjur har två lungor. Ormar har ofta bara en lunga. Den andra lungan har försvunnit som en anpassning till ormarnas smala kroppsform. Hos en del ormar finns dock rester kvar av den andra lungan. Ormarnas lunga är liksom däggdjurens lungor inuti försedd med stora väl genomblödda ytor som är i kontakt med luften. Genom dessa ytor sker utbytet av syrgas och koldioxid på ett effektivt sätt. Hos däggdjuren består varje lunga av ett trädlikt förgrenat system av luftfyllda rör. De finaste rören slutar blint som alveoler (lungblåsor). Den totala andningsytan blir mycket stor, eftersom alveolerna är så små och så många. Hos människan är den ungefär lika stor som en tennisbana! Ormarnas andningsyta är förstorad på ett annat sätt. Lungan är nämligen indelad i flera kammare som i sin tur är indelade i mindre kammare. Se på en bild av en ödlelunga på en annan sida.

Ormlungan skiljer sig också från däggdjurslungan genom att den baktill är utvidgad till en säck, i vilken det inte sker något gasutbyte. När ormen har andats ut, finns det "använd" syrgasfattig luft kvar i luftvägar och lunga. När ormen andas in hamnar denna "använda" luft från föregående andetag i den bakre säcken, medan den främre ytförstorade och gasutbytande delen av lungan kan fyllas med frisk luft. Hos däggdjur utgörs inandningsluften som når de gasutbytande lungblåsorna alltid till en del av "använd" luft, som finns kvar i luftvägarna efter den föregående utandningen. Denna luft utgör den så kallade dödvolymen (döda rummet). Läs på andra sidor om dödvolymens betydelse och om dödvolymen hos fåglar.

Ormarna sväljer sitt byte helt. Detta kan ta lång tid, till exempel när en huggorm sväljer en mus. Om luftstrupen hade mynnat i svalget, som hos andra landryggradsdjur, så hade ormen inte kunnat andas medan den sväljer. Men ormarnas luftstrupe är förlängd med öppningen belägen nära underkäkens framkant. Detta möjliggör andning under sväljprocessen. 2000, 2008.

Anders Lundquist

Till början på sidan



Nilvaran (Varanus niloticus)

Nilvaranen (Varanus niloticus) är en mindre släkting till den berömda komodovaranen. Notera att benen står rakt ur från kroppen och att buken släpar i marken. Varanerna är de uthålligaste löparna bland ödlorna. Två orsaker till detta är sannolikt deras hjärta och deras andningsteknik. Läs om hjärtat på en annan sida och andningen i svaret nedan. Courtesy of J. Madsen from Encyclopedia of Life under this CC License.

Jag undrar varför ödlor inte kan andas och springa samtidigt? - Om hur ödlor andas.

Enligt den så kallade "Carriers restriktion" har ödlor svårigheter att andas, när de springer. Detta gör att de då och då måste sakta farten för att kunna öka andningen och därmed syreupptaget. Möjligen kan vissa ödlor inte andas alls när de springer. I så fall måste de stanna för att kunna andas. Här följer en förklaring till fenomenet.

De flesta ödlors gångben är riktade åt sidan, parallellt med marken, inte lodrätt placerade under kroppen, som däggdjurens. Ödlornas buk släpar ju ofta i marken. Detta gör att de måste utföra slingrande rörelser med kroppen när de springer, inte olika många ormars krypande rörelser. Därvid använder de muskulaturen under huden i kroppshålans vägg, inklusive den muskulatur som rör revbenen. När ödlor andas använder de också revbenmusklerna. De utvidgar bröstkorgen med hjälp av dessa muskler, vilket leder till att lungorna utvidgas. Då sjunker gastrycket i lungorna och luft sugs in i dem, så kallad undertrycksandning. Här har vi en konflikt. Samma revbensmuskler kan inte användas samtidigt både till kroppsrörelser och till andning, i varje fall inte på ett effektivt sätt. När springande ödlor böjer kroppen i sidled, kommer den ena lungan att tryckas ihop, medan den andra utvidgas. I värsta fall skulle detta kunna leda till att andning blir omöjlig. Springande ödlor kan bara andas obehindrat under de rörelsefaser då kroppen är rak. Om de springer snabbt hinner de inte med att andas under dessa faser.

Det finns studier som ger stöd åt Carriers hypotes. En leguanart kunde exempelvis upprätthålla tillräckligt syreupptag bara vid låga löphastigheter. Vid ökade hastigheter minskade ventilationen av lungorna och djuren tröttnade. En varanart kunde däremot upprätthålla syretillförseln även vid höga hastigheter utan att tröttna. Hos båda djuren minskade dock den luftvolym som andades in vid varje andetag, när de sprang.

En förklaring till varanernas högre syreupptag är att de vid höga hastigheter använder så kallad övertrycksandning, samtidigt som de andas på det för ödlor vanliga sättet. Övertrycksandning innebär att munhålan eller, i varanernas fall, svalget utvidgas, så att luft sugs in i dessa hålrum. Därefter stängs munnen, eventuellt också näsborrarna. Sedan trycks munhålan eller svalget ihop av muskler, så att trycket stiger i dem. Genom detta övertryck pressas luft ner i lungorna. De flesta groddjur andas på detta sätt. Övertrycksandning är också en hjälpmetod vid andning i vila hos många ödlor. Revbensmuskulaturen behövs inte vid övertrycksandning. Läs om hur grodor andas på en annan sida.

Bara några få ödlearter har dock studerats. Både andningmekanik och rörelsesätt skiljer sig åt hos olika ödlearter. Det behövs fler studier för att avgöra om rörelsesättet generellt begränsar undertrycksandningen alla ödlor. Varanerna undantagna, så är ödlor snabba på korta distanser, men inga långdistanslöpare. En orsak till detta kan vara de ovan beskrivna andningsvårigheterna. En annan orsak är att ödlor är växelvarma, vilket gör att de har en låg kroppstemperatur, oftast lika med omgivningens. Därmed har de också ett betydligt lägre maximalt syreupptag än de jämnvarma däggdjuren och fåglarna med sina höga kroppstemperaturer.

Krokodiler rör sig med slingrande rörelser. Men de undviker andningsproblem, eftersom de inte är beroende av revbensandning. Deras viktigaste andningsmuskel löper parallelt med kroppen mellan levern och bäckenet. När den drar ihop sig, förs levern bakåt så att brösthålan utvidgas. Då utvidgas också lungorna, trycket sjunker i dem och luft sugs in i dem. Undertrycksandning, således, och med samma mekanism som i en cykelpump, där levern fungerar som pumpens kolv. Läs om hur krokodiler andas ovan på denna sida.

Däggdjur använder delvis revbensmusklerna vid sin undertrycksandning. men de spelar en relativt liten roll. Deras viktigaste andningsmuskel är mellangärdet (diafragman), en välvd skelettmuskel som avgränsar brösthålan från bukhålan. Den fungerar enligt cykelpumpsprincipen. Dessutom har däggdjuren gångbenen placerade under kroppen och behöver inte slingra sig när de springer. Läs om hur däggdjur andas på en annnan sida. 2017.

Anders Lundquist

Till början på sidan

Till "Svar på frågor"


Zoofysiolog, skribent och webbansvarig:
Anders Lundquist, senior universitetslektor emeritus
Adress: Biologiska institutionen, Lunds universitet, Biologihus B, Sölvegatan 35, 223 62 Lund
Telefon: 046-222 93 53
E-post:
Senast uppdaterad: Se årtal efter varje svar.
Webbplatsen använder kakor. Surfar du vidare, godkänner du detta. Läs mer här.

Creative Commons License
Detta verk är licensierat under en Creative Commons Erkännande-Ickekommersiell-Inga bearbetningar 2.5 Sverige Licens.