조류(새)의 호흡

조류 호흡기 구조

조류의 호흡은 포유류의 호흡에 비하여 효과적이다. 조류의 폐는 비교적 단단하고 늑골에 붙어있다. 따라서 포유류의 폐가 팽창하듯이 늘어나지는 않는다. 비슷한 체구의 포유류에 비교하면 폐의 크기는 1/10에 정도로 작지만 날아다니는 동안 대사율이 높다. 포유류의 허파꽈리 대신 모세혈관에서 직접 가스교환이 이루어진다. 호흡기 내의 공기가 흐르는 경로는 첫 번째 폐의 방기 관지 내로 공기가 뒤쪽에서 앞쪽으로 한쪽으로 흐르기 때문에 폐의 모세혈관의 신선한 혈액과 접할 수 있어 가스교환에 효과적이며 두 번째, 호식과 습식 모두에서 한쪽 방향으로 의 흐름은 나타나며, 세 번째 가스교환 이외에 증발에 의한 체온조절을 한다. 조류는 포유류에 없는 기낭을 가지고 있다. 기낭은 벽이 앏고 혈관분포가 적으며 기관지를 거쳐 폐와 통한다. 앞쪽에 있는 경부기랑, 쇄골 간기랑, 전 흉기랑은 정복 2차 기관지와 뒤쪽에 있는 후 흉기랑, 복기랑은 외부가 및 정비 2차 기관지와 연결되어 있다.  닭, 비둘기, 오리, 칠면조는 9개의 기낭을 가지고 있다. 기낭의 용적은 동물에 따라 다소 차이가 있어 닭은 복 기낭의 용적이 가장 크고 용적의 변화가 가장 큰 데 비하여, 오리는 후 흉기 고양이 가장 크다. 조류에서 많은 질병은 기낭과 관련이 있다. 기낭의 위치와 크기를 알아두는 것은 조류의 질병을 진단하는 데 큰 도움이 된다.
기낭의 주된 기능은 직접적인 가스교환이 아니라 대장간의 풀무와 같은 역활을 하난. 실험적으로 일산화탄소를 주입하고 기낭의 입구를 매어두더라도 일산화탄소 중독이 되지 않는 점으로 보아 가스교환은 없는 것으로 여겨진다. 그 용적은 폐의 용적의 10배에 이를 정도로 크며 2차 기관지와 연결되어 있다. 기낭을 파괴하면 체온이 상승하는 것으로 보아 체온조절에 도움을 준다. 조류의 호흡은 가스교환 이외에 호흡기관이 체열 손실의 부위이기 때문에 체온조절에도 중요하다. 따라서 더운 환경이지만 날고 있을 때는 환기량이 증가한다. 예를 들어, 비둘기는 날고 있을 때 체열의 발산을 위해 헐떡거림을 하는데, 이때 분시 환기량은 안정상태의 약 20배에 이르기도 한다. 이에 따라 혈액의 pH가 증가하는 호흡성 알칼리증이 예상될 수 있지만 대부분의 조류에서는 기낭에 있는 많은 양의 공기가 방기 관지(폐)를 거치지 않고 직접 배출되므로 포유류에 비하여 혈중 이산화탄소 분압이 적게 변하면서 체열의 소실을 가져온다. 그러나 타조의 경우에는 환경온도가 증가하면 알칼리증을 유발한다. 조류는 체온이 포유류에 비하여 높고, 고환이 체내에 있고 복 기낭이 고환과 접해 있으므로, 고환에 대한 냉각 효과가 있을 것이라 주장되기도 하였다. 그러나 기낭을 파괴 한국과 기낭을 파괴하지 않는 군 간의 정충 생성농락에는 통계적으로 차이가 없다는 보고도 있다. 기낭이 비중을 적게 하여 조류가 날아다니기 쉽게 하리라고 일반적으로 생각한다. 그러나 박쥐는 전형적인 포유류의 폐를 가지고 있으며 기낭도 없고 함기골도 없으나 잘 날아다니고 있다.  조류는 대퇴골, 상완골, 흉골, 척추 등은 골수가 없고 함기골이다. 조류의 종류에 따라 다르나 일반적으로 작은 새에 비하여 큰 새는 함기골이 많다. 함기골은 모두가 기낭과 연결돼 것은 아니지만, 상완골은 기낭과 연결되어 있다. 상완골을 대기와 통하게 하고 기관지를 폐쇄하여도 호흡은 이루어진다. 그러나 함기골이 조류가 날아다니는 데는 도움이 되지만 정상의 호흡에는 도움이 되지 않는다. 기관은 각 폐를 지나 복 기낭으로 연결되는 폐네 1차 기관지로 이루어지며 이는 분비되어 3종류의 2차 기관지로 연결되어 있다. 2차 기관지는 4개의 정복 2차 기관지, 8개의 정비 2차 기관지, 또한 몇 개의 외부가 2차 기관지가 있다. 2차 기관지는 3차 기관지로 연결되어 패를 이룬다. 폐네 방 기관지는 구폐 방 기관지와 심폐 방 기관지의 2종류가 있다. 닭은 신 폐·기관지가 총 폐 용량의 20~25%에 이르지만, 펭귄이나 에뮤와 같은 조류는 존재하지 않는다.
환기
습식 시에는 흉강과 복강 용적이 증가하면 기낭의 압력은 대기압에 비하여 감소하므로 흡기의 많은 양은 신 폐·기관지를 거쳐 뒤쪽에 있는 복 기낭과 후 흉기 주머니로 가고 나머지는 고 폐방 기관지를 거쳐 앞쪽에 있는 경부기랑, 쇄골 기낭, 전 흉기 주머니로 들어가게 된다. 반대로 호식 시에는 체강의 용적이 감소함에 따라 기낭의 압력이 대기압에 비하여 증가하므로 뒤쪽의 기낭 공기가 심폐 방기 관지를 거쳐 고 폐방 기관지로 흐르게 되고 앞쪽의 기낭에 있는 공기와 더불어 배출된다. 이처럼 조류에서는 호식이나 습식 모두 폐를 거쳐 공기가 흐르게 된다. 이것이 가능한 까닭은 포유류의 폐는 허파꽈리를 가지고 있는 비하여 조류의 폐는 기관지로 되어 있어 기체가 기관지를 지나면서 가스교환이 이루어지기 때문이다. 포유류에서와 달리 호식과 습식 모두 능동적으로 이루어지며 동등하게 중요하다. 조류가 호흡 시에는 흉골이 복수 전공 방으로 운동하고 후 늑골은 옆으로 운동하며 복강의 용적을 증가시킴에 따라 기낭 특히 흉기랑 및 복 기낭의 용적 변화가 이루어져 폐를 통하는 기체 이동이 쉽다. 이처럼 조류의 호흡은 흉골의 운동에 크게 영향을 받기 때문에 조류를 보정할 때 흉골의 운동에 크게 영향을 받기 때문에 조류를 보정할 때 흉골이나 후 늑골의 운동을 방해하도록 보정하여서는 안 된다. 흉강이나 복강을 여는 외과적 수술로 기낭이 파괴되면 호흡이 어려워지므로 주의하여야 한다.  포유류에서와 다리 조류에서는 골격근으로 되어 있는 횡격막이 없고 장막의 횡격막이 있어 호흡에는 별로 도움이 되지 않는다. 그리하여 조류가 호흡을 위하여 신체 용적을 변화시킬 때는 호식 근 과 흡식근이 동등하게 중요하다. 또한 횡격막이 근육이 아닌 장막으로 되어 있어 흉강은 물론 복강을 열어야 하는 실험에서도 기낭이 오므라들고 심한 호흡곤란을 겪게 되므로 주의하여야 한다.