鳥が飛ぶために保有している特別な呼吸器の仕組み

飛んでいる鳥

飛んでいる鳥

この記事では、鳥が飛ぶために持っている呼吸器の仕組みを紹介しています。鳥が飛ぶための運動エネルギーを生み出す仕組みと、副作用の体温上昇や排気ガスの排出が必要なことなどを記載しています。

鳥の気嚢が担う役割

鳥類の気嚢(きのう)は、空気の袋という意味です。この袋は9つあって全て肺につながっています。

気嚢は空気の袋ですから、その役割は、飛んでいる時の浮力を支えるためと考えられていた時期もありました。ところが、気嚢に蓄えられた空気を円滑に肺に送り込む働きをするなど、肺と気嚢を結ぶ一方向の特別な循環システムになっていることが判りました。

鳥が飛んでいる姿を見ると羨ましくなりますが、空中を飛ぶには想像を絶するエネルギーが必要です。そのため、運動量に見合った酸素を肺から筋肉に供給する必要性から気嚢という器官でサポートしていました。つまり、気嚢は、鳥が飛ぶ時にどうしても必要な、効率的な呼吸器の仕組みでした。

羽ばたきを生むための筋肉

鳥には飛ぶために翼を動かす大胸筋(だいきょうきん)と小胸筋(しょうきょうきん)という2つの筋肉があります。大胸筋は翼を羽ばたき下ろす筋肉で、飛んで前進するための特別強力な筋肉です。そして、小胸筋はふり下ろした翼を持ち上げる筋肉の役割をしています。

これらの筋肉は高性能エンジンに相当するもので、大量の酸素と栄養分が必要です。

筋肉を動かす呼吸器系と脈管系の働き

筋肉に大量の酸素を送り込む呼吸器系(肺と気嚢)と、血液で酸素と栄養を送る脈管系(みゃくかんけい)は、鳥が飛ぶために大切な役割をもっています。

肺と気嚢による循環システムで肺に送られた大量の酸素は、肺で血液に受け渡されます。血液内に大量の酸素を受け取った脈管系は、その酸素とともに腸管から吸収した栄養分を筋肉に送りこむ働きをしています。

このような呼吸器系と脈管系の連動で、筋肉に大量の酸素と栄養分が供給されるため、筋肉運動が翼を羽ばたかせる運動エネルギーに変換されて飛ぶことができるのです。

《運動エネルギーで発生した熱と排気ガスの排出》
筋肉の運動エネルギーは、鳥を飛行させますが、同時に高温の熱と排気ガスとなる二酸化炭素も発生してしまいます。この二酸化炭素は、呼気(こき)で排出されるため肺に運ばれます。

この時にも、気嚢は大切な役目を担っていて、発生した熱の吸収と排出した二酸化炭素を血液中に取り込んで、再び肺に運ぶ働きをしています。

このように栄養分の輸送、大量の酸素の供給と、熱の放出、二酸化炭素の排出を効率的に行なうシステムが、肺と気嚢を結ぶ一方向の循環システム(含む脈管系)として機能することで鳥は飛べるのです。

まとめ

鳥が飛ぶ姿は素晴らしいですが、空を飛ぶには想像を絶するエネルギーが必要です。羽を羽ばたかせるには筋肉運動が必要で、筋肉を動かすには、大量の酸素と栄養分を効率的に筋肉に届けなければなりません。

また、飛ぶための運動エネルギーは鳥の体温上昇と排気ガス(二酸化炭素)を発生させるため、これらも効率的に排出しなければなりません。

鳥は、これらの難題をクリアーして空を飛ぶための特別な呼吸器のシステムを持っていたのです。