就禽类生理结构揭示鸽子飞翔机能的特征　　呼吸是所有生物体最普通也最重要的生理运动现象，呼吸运动对信鸽的食欲、飞翔力、持久力、繁殖力等，皆有直接而密切的关系。要有健康的呼吸器官和顺畅的换气功能，除了品种之外，饲料的营养和给与量，以及管理工作等，都是你可以为赛鸽努力的方向。    凡生存在大自然中的动物，其体内之各种器官(如消化器官、循环器官、排泄器官、呼吸器官)彼此相互间都有互赖性、密切性和关系性。这些器官的组合也同时进行着维持动物生命的高度生理机能(即生命力的表现)和做出各种有益生命的不同功能表现。本文搜集了生物学的研究报告和作者所积累的经验；就信鸽的呼吸器官对生命和飞翔的生理现象做了详述以供养鸽朋友加以了解，因为信鸽的飞翔比赛过程，谁都明白有健康的呼吸器官绝对是获胜夺标的最基本条件。    呼吸，是所有生物体内的最普通生理运动现象之一，值得了解的是呼吸运动直接对信鸽的食欲、飞翔能力、持久力，甚至是繁殖能力都有着密切关系。呼吸运动看起来是普通的生理机能表现，并不是非常特有的运动，所以一般的养鸽朋友也就鲜有注意它的重要性而经常漠然视之。其实信鸽呼吸器官的特别机能与构造和哺乳类动物有所不同，进一步了解信鸽呼吸器官的组合，对饲养信鸽(种鸽和比赛鸽)的管理、营养、环境、疾病处理等，是至关重要的。现在仅就信鸽呼吸器官的各类常识加以详述。★信鸽呼吸器官特征  就解剖学的特征而言： 1．具备较长的气管(以身长与气管长度的比例作比较)。2．肺脏在胸腔约占15％左右容积，比同体型的哺乳动物要小一些。3．哺乳动物肺脏具有柔软感觉。信鸽肺脏感觉较硬，并与肋骨紧密衔接着，其胸膜内存有空间，所以信鸽在呼吸时和哺乳动物的腹胀式呼吸不同。 4．哺乳动物肺脏的肺胞形状如盲囊，其支气管的前端与腹口以及后胸口的后部气囊是相互连通的。5．信鸽体内具有特殊的气囊(即支气管终端扩张部分)体内所有的气囊容积约占全体积的15％～20％。除了后胸气囊以外，其它气囊都与体内的含气骨骼相连通。6．哺乳类动物呼吸进入肺胞内的空气可作反复来回运动，信鸽呼吸进入肺内的空气是以同一个方向进行流通。7．信鸽呼吸器官构造的主要功能是进行呼气和吸气之空气交换。8．哺乳动物比较高等，所以胸腔具有横膈膜，并把胸腔与腹腔完全隔离。然而信鸽的肺脏与胸腔却是紧密连接着的，并有斜膈膜使肺脏侧面和腹侧面分离，所以信鸽(含其他鸟类)的腹腔与胸腔并没有完全分离。★气囊的功能 1．信鸽在进行呼吸运动的吸气、呼气时其体内呼吸器官可使空气对鸽体起到如风柜(大量贮存空气，便于飞翔)一样的作用，可以暂时把空气贮存在气囊内(与呼吸运动有关连)。 2．在气囊内进行呼气与吸气的动作把体内的氧与二氧化碳混合压缩成为一定浓度的气体，以便于稳定又有效率地进行长时间飞翔途中的气体交换。 3．因进行呼吸运动，信鸽体内的肌肉和体腔内所产生的体热会排出体外(与体温调节有关系)。    从上述了解到信鸽体内的气囊是在进行呼吸运动极为重要和特殊的呼吸器官。前述(本刊《科学养鸽》2003年第1期)鸟类是从爬虫类动物演变进化而具有飞翔能力的，因此其方便于飞翔的特殊呼吸器官也相应形成。此论说可以从解剖学和生理学方面来阐述理由。 1．骨骼和肌肉的运动和呼吸运动相互间的协调和适应，逐渐便利于空中飞翔。 2．防止因为呼吸运动蒸发体内水分和失掉热能。 3．支配促进热能代谢和有效率的空气交换。 4．呼吸可以获得充分的氧气，以便于长时间在高空飞行。 5．在体温调节(放热)和呼吸运动时进行气体交换的两项机能动作中，以最适当(满足)的方式进行顺畅呼吸运动。★信鸽的呼吸方法        信鸽具有与哺乳类动物不同的特殊生理机能，尤其是具有特殊的呼吸器官和独特的呼吸方式。从解剖学上可以了解到： 1．信鸽的胸腔是由胸椎、肋骨、乌口骨、上腕骨所形成。 2．吸气时是以胸椎、乌口骨、上腕骨为中心轴。乌口骨、胸骨在鸽体的下方。肋骨和肌肉(胸部所形成的肌肉包含腹肌)形成圆弧形且展阔。从整个胸腔到后部气囊的广大部分明显增加了鸽子的体积。 3．胸腔体积(阴压)增加之后，信鸽就开始吸气。即空气经由喉头→气管→干支气管→膜性支气管→后部气囊(腹气囊、后胸气囊亦称为吸气性气囊)。吸入体内的一部分空气经由膜性支气管→背支气管(二次支气管)→旁支气管(三次支气管)→腹支气管(二次支气管)→流入前部气囊。 4．呼气时胸部周围和腹部肌肉自然收缩。乌口骨、胸骨从肋骨向胸椎的方向侧引。气囊受到压迫而使胸腔的体积变小，产生了呼气的动作。 5．前部气囊(呼气性气囊包括颈气囊、锁骨间气囊、前胸气囊)内的空气经由气囊→腹支气管→支气管→气管吐出并排出体外。而后部气囊有一部分空气在吸气时的通路是由背支气管→旁支气管→腹支气管而向前部气囊流动。 6．在旁支气管进行部分的空气交换，不论吸气或呼气，在旁支气管内都有空气在流动。意味着每一次吸气和呼气时都在进行空气交换。★抑制水分蒸散    鸟类(信鸽)和哺乳类动物不同，鸟类为了永久生存下去，就朝向不同于哺乳类动物那么依赖水才能生存的方向演变进化。因此鸟类(信鸽)在短暂时间内就是没有水也照常可以进行正常生理代谢。就如不用“排汗和排尿”，即是做为调节体温的最好例子。进行呼吸时一样也不会将水分排放出体外，譬如飞越南北长距离的候鸟，以及生活在沙漠区域日夜温度相当大的鸟类，假如在进行呼吸动作时也在浪费体内的水分，肯定会对这些鸟类产生诸多不便而导致生存能力的下降。    从这个事实我们体会出鸟类一定要有独特的呼吸构造和呼吸方法，才能适应在上述环境和条件下生存。我们都明白所有生物进行呼吸时都会将体内水分蒸发掉，是因为温度升高时才会有大量的水蒸气排放出体外，然而鸟类的呼吸器官因进行运动与呼吸作用时，具有把在呼吸器官内流通的空气温度做适当降低以减少水分排放出体外的独特结构。生物学家经过好几次反复试验，都认为在呼吸器官内没有任何独特结构时，如果吸气和呼气温度有差别，将会有多量的水分蒸发并被排出体外。    假定外界气温25℃，信鸽的体温为40℃，外界相对湿度100％(空气湿度不可能超过100％，所以称之为饱和状态)。不论温度如何变化，空气中保有的最大水蒸气量(饱和水蒸气量，单位：毫克／升)的变化报告显示：如外界空气温度25℃，相对湿度100％，饱和水蒸气量23毫克吸入肺部。当空气温度由25℃上升到信鸽体温40℃时，增加15℃，此时候的饱和水蒸气量约为5l毫克，两者相差28毫克(即5l毫克-23毫克)，需从肺部和气管中吸走并由呼气时被排出体外，当吸入1升空气，相对要排出28毫克水分。如果吸入1000升空气，就有28克(即28毫升)的水分流出体外。    但是，事实上动物的呼吸器官是由鼻、气管、气囊、肺脏结合成为一防止水分排出体外的整体结构。而信鸽(鸟类)的呼吸器官鼻腔内的毛细血管发达且有湿润的粘膜和涡旋状的鼻介骨，形成了相当长的气管，由此气管和肺脏、气囊结合成为一整体结构，形成了防止水分排出体外的结构。当吸入比体温较低的空气时，鼻腔内粘膜中的水分就被吸走，而鼻腔内的毛细血管则将吸入的冷空气在气管内逐渐提升，使吸入呼吸器官的外界空气呈现饱和状态，不致于在肺脏和气囊内吸收水分。    呼气的作用刚好形成相反的功能，呈饱和状态又温暖的气体从肺脏经由长长的气管又通过鼻腔内的复杂通路，使呼出的气体温度下降，也就是鼻腔内的粘膜把水分再回收的作用。通常水分的再回收率均在70％～80％以上。 ★空气流通径路与气体交换    信鸽(含其它鸟类)和哺乳类动物(含人类)一样，都是从空气中吸入氧气，并在体内进行热代谢，然后将二氧化碳由血液中运送到肺脏，由血液中血红素(hemoglobin)与氧气交换，再送回心脏，经全身动脉血管传送全身各部位。但是信鸽有其独特性的生理机能和呼吸器官构造，使进入呼吸器官中的空气传送和交换方式，与哺乳类动物有所不同。★呼吸器官内空气的传送：    哺乳类动物的肺脏内的盲囊可以很单纯地把吸入体内的空气进行交换；而信鸽(含其它鸟类)对吸入空气的传送过程比较复杂，这就意味着其构造各有不同。其实研究空气在呼吸器官内的流通途径是件很困难的事，但为了探明究竟就以吸人满满一口气的“纯氧气”为标准，利用预先装埋在呼吸器官内的检验感知器(氧气电极)进行探测。以科学的方式证明空气在信鸽呼吸器官内的全部流程，以科学依据证明“活的鸟类”实际的呼吸情况，这种试验方法的结果表明，当吸气含有的纯氧气体在很短的时间内就到达了腹部气囊和后胸气囊(两者合称为后部气囊)，接着经过好几次呼吸之后，气体就到达了前面的前胸气囊、锁骨间气囊的腋窝憩室，此时测知所吸入气体在腋窝憩室贮留有一定的时间。试验结果显示，当鸟类吸气进入体内是先进入后躯部气囊内(氧气浓度高，二氧化碳浓度低)，再转回前躯部之气囊(氧气浓度低，二氧化碳浓度非常高)，证明了呼吸运动的过程是把吸入的空气由体内后部的气囊逐步向前方的气囊流出。★信鸽对气体交换的方法：    信鸽进行呼吸是为了把“热能源”转变成为“热能”时所需要经过的化学反应燃烧过程。因为燃烧需要大量的氧气才能产生热能，同时也产生了因燃烧造成的废弃物(二氧化碳)。这就是所有动物的肺脏是为了体内进行(维持生命)热能代谢，才要把氧气带入血液中，并把废弃物(二氧化碳)排放出体外的缘故。所以肺脏就成为动物维持生命所需的空气交换场所。     简单地说，呼吸方法就是将氧气吸入体内各器官组织细胞内，同时将二氧化碳送回到肺脏并排放出体外。其整个呼吸运动的过程，是要依赖血液中的色素蛋白质(即所谓血红素)这一物质，为了彻底了解信鸽体内气体交换的过程，首先要了解信鸽体内所具有的呼吸器官。信鸽在飞翔时的热能代谢速度比休息时快10倍以上。对氧气的需求量也相对增加很多。当然信鸽的呼吸器官构造一定要有特殊的结构才能具有长时间、长距离，甚至于高空中 (空气稀薄)飞翔的能力。诸如很多种类的候鸟，飞越6000公尺以上的喜马拉雅山脉，穿越了印度和中国边境的情况，确切地证明了鸟类呼吸器官的特殊性。    最简单的道理是，当运动量增加时，体内对氧气的要求量也增加，是以呼吸次数随之增加来做对应，然而鸟类在空中飞翔对体内所需空气交换方式的特殊功能和结构可以概括出如下几点：★血红素对氧气的亲和性：    血红素对氧气的亲和性比哺乳类动物低，这与对热能的代谢速度比较快有关系(即为了维持代谢速度，需要快速补给充分足够的氧气；相反的也要把燃烧后所产生的二氧化碳尽早排出体外。所以血红素对氧气亲和性低是有助于氧气与二氧化碳迅速交换的)，况且信鸽(鸟类)的毛细血管中的血液也特别敏感，又容易把氧气运送到体内各器官组织之中。为了产生热能，毛细血管中的氧气利用率也随之捉高，并且效率很高，代谢迅速。生物学家的报告指出，鸟类所需氧气约有50％以上的利用率是在毛细血管中进行。★肺脏与空气交换：    在血红素低氧气亲和性高代谢速度情形下，会产生大量二氧化碳。因此需要有特别功能的“肺脏”才能使信鸽(鸟类)维持正常呼吸。当对氧的亲和性较低时，血红素和吸入空气中的氧气可以长时间接触，并且可以在血液中很顺畅地运行。★具体的空气交换方法：    当被吸入的空气经由气管流向后部气囊，与残留在气囊内的空气相互混合成为含有一定的氧气与二氧化碳的空气。接着再流向较细支气管进行气体交换，之后再运往前部气囊，最后信鸽(鸟类)通过呼气把废气排出体外。提醒养鸽朋友要切记的是，当高度有变时，氧气的浓度也就不一样。在信鸽进行运动(飞翔)时，呼吸次数也随之增加。这个时候大量吸入空气经由气管就往后部气囊输送，并与残留体内的氧气和二氧化碳混合达到一定浓度，再送往较细支气管进行很稳定、很顺畅的气体交换。    当信鸽进行呼吸，将空气吸入体内并送往后部气囊，和残留的空气混合调整达到一定浓度后再往旁支气管运送，并将肺脏毛细血管内的血液和血红素结合起来进行空气交换。这种空气交换的过程，是先由后部气囊分压高的空气开始的。当呼吸运动到达血中时，氧气浓度呈几乎饱和状态，再与氧气亲和性低的血液接触，由此氧气亲和性低的血液把夺取氧气的能力也降低了，所以当与氧气分压高且又新鲜的空气相遇时，比与氧气亲和性低的血液容易进行气体交换，使其达到几近含氧最高的饱和状态；其次在旁支气管继续进行空气交换，缓缓将低氧气浓度并将空气往前部气囊的方向运送。这就是即使在空气中氧气浓度逐渐稀薄，比赛鸽也很自在的进行长距离长时间的飞翔，这就是比赛鸽，此时动脉血液已维持含氧饱和浓度达到90％～98％的高饱和百分比。●旁支气管空气交换的调整：    信鸽(鸟类)热能代谢速度很快，必须有高速度的供氧量和二氧化碳排出量。而信鸽飞翔时每一次振翼的空气流量也是一定的，所以必须依赖旁支气管的特殊构造，才能顺畅完成空气的交换。★浅速呼吸与空气交换    当外界温度上升到一定高度时，信鸽就会张开口腔利用喉头以振动方式进行急促性呼吸，称之为浅速呼吸(也就是张口呼吸)，这样的呼吸过程有散发体热，提高换气速度的功效。增大换气速度使肺内的旁支气管通过大量的新鲜空气(氧气分压高的空气)，并释放出血液中过多的二氧化碳，可以避免因血液中二氧化碳含量过多而发生致死现象。★结语    以上详细地介绍了有关信鸽的呼吸器官和呼吸方法。其内容乍看起来虽然那么复杂且深奥，不过诚挚建议所有喜爱参与竞赛的养鸽朋友们，务必详加熟读和理解，这对于你往后参赛鸽的翔绩将有很大的帮助。因为要有健康的呼吸器官和配合顺畅的换气功能，除了品种以外，良好的饲料营养、合宜的给与量、健全的管理等，都将是你心爱的参赛鸽为你获取梦寐以求的理想翔绩，应具备的要素。    为便于读者理解，最后特地将内容简化归纳如●呼吸气器的特性： (1)空气在肺脏内进行一个方向流通。 (2)具备有气囊。●气囊的特性： (1)如风柜功能一样，保持单一方向流通并贮藏空气。 (2)有如冷却机功能，可以调节体温。 (3)体内保持氧气与二氧化碳的一定浓度，并协助肺脏进行良好效率的空气交换。●信鸽之所以具备以上特征是为了： (1)翱翔于空中。 (2)有效地支配热能代谢作用。 (3)支配信鸽体内生理正常机能的运转和良好效率的空气交换。