Kuidas ja mida kilpkonnad vee all ja maal hingavad, meri- ja maismaakilpkonnade hingamiselundid

Levinud on arvamus, et punakõrv- ja teised kilpkonnad hingavad vee all nagu kalad – lõpustega. See on eksiarvamus – kõik kilpkonnatüübid on roomajad ja hingavad nii maal kui vees ühtemoodi – kopsude abil. Kuid nende loomade eriline hingamiselundite tüüp võimaldab neil hapnikku säästlikumalt kasutada, nii et nad suudavad õhku säilitada ja pikka aega vee all püsida.

Hingamissüsteemi seade

Imetajatel, sealhulgas inimestel, laieneb hingamisel diafragma ja õhk võetakse kopsude kaudu sisse – seda teevad liikuvad ribid. Kilpkonnadel on kõik siseorganid ümbritsetud kestaga ja rindkere piirkond on liikumatu, seega on õhu võtmise protsess täiesti erinev. Nende loomade hingamissüsteem koosneb järgmistest organitest:

• välised ninasõõrmed – nende kaudu toimub sissehingamine;
• sisemised ninasõõrmed (nimetatakse choaanideks) – asuvad taevas ja kõrvuti kõrilõhega;
• laiendaja – lihas, mis avab kõri sisse- ja väljahingamisel;
• lühike hingetoru – koosneb kõhrelistest rõngastest, juhib õhku bronhidesse;
• bronhid – hargnevad kaheks, juhivad hapnikku kopsudesse;
• kopsukude – asub külgedel, hõivates keha ülaosa.

Kilpkonna hingamine toimub tänu kahele lihasrühmale, mis asuvad kõhus. Roomajatel puudub siseorganeid kopsudest eraldav diafragma; sissehingamisel lükkavad lihased lihtsalt elundid eemale, võimaldades käsnjas kopsukoel kogu ruumi täita. Väljahingamisel toimub vastupidine liikumine ja siseorganite surve põhjustab kopsude kokkutõmbumise ja väljatõmbeõhu väljaviskamise.

Sageli on protsessis aktiivselt kaasatud ka käpad ja pea – neid sisse tõmmates vähendab loom sisemist vaba ruumi ja surub kopsudest õhu välja. Diafragma puudumine välistab vasturõhu moodustumise rinnus, mistõttu kopsude kahjustus ei peata hingamisprotsessi. Tänu sellele suudavad kilpkonnad kesta purunemisel ellu jääda.

Õhu sissevõtmine toimub alati ninasõõrmete kaudu. Kui kilpkonn avab suu ja proovib suu kaudu hingata, on see haiguse tunnus.

Lõhn

Tänu hingamissüsteemi keerukale struktuurile kilpkonnad mitte ainult ei hinga, vaid saavad haistmismeele kaudu teavet ümbritseva maailma kohta. Lõhnad on nende loomade peamiseks teabeallikaks – need on vajalikud edukaks toidu omandamiseks, piirkonnas orienteerumiseks ja lähedastega suhtlemiseks. Lõhnaretseptorid asuvad looma ninasõõrmetes ja suus, seetõttu tõmbab kilpkonn õhu sissevõtmiseks aktiivselt suupõhja lihaseid kokku. Väljahingamine toimub ninasõõrmete kaudu, mõnikord terava müraga. Tihti on näha, kuidas loom haigutab – ka see on osa haistmisprotsessist.

Hingamissüsteemi seade, samuti diafragma lihaste puudumine muudab köhimise võimatuks. Seetõttu ei saa loom iseseisvalt eemaldada bronhidesse sattunud võõrkehi ja sureb enamasti kopsupõletiku protsessides.

Kui palju kilpkonnasid ei saa hingata

Veepinna lähedal ujudes tõusevad kilpkonnad regulaarselt pinnale õhku võtma. Hingamiste arv minutis sõltub looma tüübist, vanusest ja kesta suurusest. Enamik liike hingab iga paari minuti järel – mereliigid tõusevad pinnale iga 20 minuti järel. Kuid igat tüüpi kilpkonnad suudavad hinge kinni hoida kuni mitu tundi.

See on võimalik kopsukoe suure mahu tõttu. Punakõrvkilpkonna kopsud hõivavad 14% kehast. Seetõttu saab loom ühe hingetõmbega vee all mitu tundi hapnikku saada. Kui kilpkonn ei uju, vaid lebab liikumatult põhjas, kulub hapnik veelgi aeglasemalt, see võib kesta peaaegu ööpäeva.

Erinevalt veeliikidest teostavad maismaakilpkonnad hingamisprotsessi aktiivsemalt, tehes kuni 5-6 hingetõmmet minutis.

Ebatavalised hingamisviisid

Lisaks tavalisele ninasõõrmete kaudu hingamisele on enamik mageveeliikide esindajaid võimeline hapnikku vastu võtma ka muul viisil. On kuulda, et vesikilpkonnad hingavad läbi tuhara – selline ainulaadne viis on tõesti olemas ja neid loomi nimetatakse "bimodaalselt hingavateks". Spetsiaalsed rakud, mis asuvad nii looma kurgus kui ka kloaagis, suudavad hapnikku otse veest omastada. Vee sissehingamine ja kloaagist väljumine tekitab protsessi, mida võib tõesti nimetada “saagihingamiseks” – mõni liik teeb mitukümmend sellist liigutust minutis. See võimaldab roomajatel teha sügavaid sukeldumisi ilma pinnale tõusmata kuni 10-12 tundi.

Kõige silmapaistvam topelthingamissüsteemi kasutav esindaja on Fitzroy kilpkonn, kes elab Austraalias samanimelises jões. See kilpkonn hingab sõna otseses mõttes vee all tänu spetsiaalsetele kudedele kloaagikottides, mis on täidetud paljude anumatega. See annab talle võimaluse kuni mitu päeva mitte pinnale hõljuda. Selle hingamismeetodi miinuseks on kõrged nõuded vee puhtusele – loom ei saa hapnikku erinevate lisanditega saastunud hägusest vedelikust.

Anaeroobse hingamise protsess

Pärast hingetõmmet vajub kilpkonn aeglaselt alla, hapniku imendumise protsessid kopsudest verre jätkuvad järgmised 10-20 minutit. Süsinikdioksiid koguneb ärritust põhjustamata, ilma et oleks vaja kohest väljahingamist, nagu imetajatel. Samal ajal aktiveerub anaeroobne hingamine, mis imendumise lõppfaasis asendab gaasivahetust läbi kopsukoe.

Anaeroobsel hingamisel kasutatakse kudesid, mis asuvad kurgu tagaosas, kloaagis – kihilisuse tõttu näevad need padjad välja nagu lõpused. Loomal kulub vaid mõni sekund, et eemaldada süsihappegaas ja seejärel õhku tõustes uuesti sisse võtta. Enamik liike hingab järsult vette välja, enne kui tõstavad pea pinnast kõrgemale ja võtavad ninasõõrmete kaudu õhku.

Erandiks on merikilpkonnad – nende hingamisorganite hulka ei kuulu kloaagis ega kõris olevad kuded, mistõttu peavad nad hapniku saamiseks pinnale hõljuma ja ninasõõrmete kaudu õhku sisse hingama.

Hingamine une ajal

Mõned kilpkonnaliigid veedavad kogu talveune vee all, mõnikord tiigis, mis on täielikult kaetud jääkihiga. Hingamine sellel perioodil toimub anaeroobselt läbi naha, prügikottide ja spetsiaalsete väljakasvude kõris. Kõik kehaprotsessid talveune ajal aeglustuvad või peatuvad, seega on hapnikku vaja ainult südame ja aju varustamiseks.