Hvordan fuglene og insektene puster

DU GJØR det cirka 23 040 ganger i døgnet, men du tenker knapt over det. Hva sikter vi til? At du trekker pusten. Åndedrettsorganene dine er så fint laget og virker så effektivt at du nesten ikke merker at du puster i dette øyeblikk.

Det ville naturligvis ikke være like lett å puste hvis du befant deg på toppen av et fjell, hvor luften er tynn. Hvis du svømte under vann, ville du også snart bli oppmerksom på at du hadde behov for å trekke pusten. Men fuglene flyr høyt oppe i luften uten å få pustevanskeligheter. Og det finnes insekter som kan puste under vann, selv om de er avhengige av luften for å få oksygen. Hvordan gjør de det? Når vi undersøker fuglenes og insektenes åndedrett nærmere, må vi bli slått av forundring over hvor viselig alt er ordnet.

Hvordan fuglene puster

Alle som har reist med fly, vet at det er to viktige faktorer som er nødvendige for at et fly skal kunne holde seg i luften — et lett skrog og rikelig med drivstoff. Fuglenes åndedrettsorganer dekker begge disse behovene.

Virksomhet som krever stor energi, forbrenner raskt oksygen. Et menneske kompenserer oksygenmangel ved å puste dypere og hurtigere. I store høyder må et menneske sette ned tempoet og hvile ofte for å gi åndedrettsorganene tid til å bygge opp blodets oksygennivå. Tenk deg hvordan det ville gå hvis fuglene reagerte på samme måte mens de er i flukt! Men fuglenes åndedrettsorganger forhindrer at noe slikt skjer, så selv i en høyde av 6000 meter har ikke fuglene noen problemer. De er ikke bleke, øynene deres er ikke blitt utstående, og de puster og peser ikke. Hva er grunnen til det?

Fuglenes åndedrettsapparat er slik formet at det absorberer oksygen svært effektivt. Menneskenes lunger er som store poser eller belger som fylles og tømmes. Slik er ikke fuglenes lunger. De er enestående i sitt slag. Luften kommer inn i lungene som normalt gjennom åpningen foran. Men derfra passerer den rett gjennom lungene og videre ut i forskjellige luftsekker med tynne vegger som ligger i brystet og buken. (Se illustrasjonen.) Så langt tilbake som i 1758 oppdaget en mann som het John Hunter, noe som virkelig var overraskende. Han oppdaget at en fugl som hadde et blokkert luftrør og et brukket vingeben, likevel kunne puste. Hvordan var det mulig?

Fuglenes ben inneholder ikke benmarg; de er hule og inneholder luft. De hule luftrommene i benene er forbundet med luftsekkene, som igjen er forbundet med lungene. Selv om fuglens luftrør var tilstoppet, passerte luften følgelig til og fra lungene ved hjelp av det brukkede, hule vingebenet. Dette er virkelig en smart måte å løse vekt- og drivstoffproblemer på samtidig — drivstoffet blir fordelt gjennom skroget! Og hva med oppbevaringen av drivstoff?

Det er egentlig minimalt med drivstoff som blir oppbevart. Fuglen skaffer seg drivstoff eller oksygen under flukten — midt i luften! Den luften som passerer gjennom alle disse sekkene og kanalene, kommer i forbindelse med et større vevområde, og av den grunn blir oksygenet bedre absorbert før fuglen puster ut. Men å fly i store høyder er noe som krever mye energi. Drivstoffet må brukes så effektivt som mulig. Fuglens åndedrettsorganer omfatter nemlig et system som gjør det mulig for fuglen å få oksygen fra luften raskt og effektivt ved hjelp av et svært enkelt prinsipp.

I hver av fuglens lunger nærmer luft og blod seg hverandre fra motsatte retninger. Etter hvert som luften strømmer gjennom lungen, gir den fra seg mer og mer oksygen til blodet, og blodet kan på sin side oppta mer og mer oksygen. Det «tørste», venøse blodet når med andre ord først luft som allerede er i underskudd på oksygen, og som på en måte bare har noen få «dråper» oksygen igjen. Det «tørste» blodet «suger» oksygenet til seg og passerer videre til «våtere» luft, som inneholder mer oksygen. Men nå er ikke blodet lenger så «tørst», så det «suger» til seg stadig mindre oksygen. Sluttresultatet av denne bemerkelsesverdige prosessen er at fuglen får oksygen fra luften på en uhyre effektiv måte. Og det er akkurat det den trenger for å kunne fly i store høyder!

Hvordan insektene puster

Har du noen gang tenkt deg muligheten av at en maur skulle være like stor som en elefant? Tenk deg hvor sterk den da måtte ha vært! En maur kan bære en byrde som tilsvarer to ganger dens egen kroppsvekt. Og selv om insektene er små (de største av dem måler mellom 25 og 30 centimeter fra vingespiss til vingespiss), har de en kolossal appetitt. I Nord-Dakota forårsaket gresshopper skader på avlingen for 1 714 000 dollar på bare ett år! Hvor store ville disse skadene ha vært hvis gresshoppene hadde vært på størrelse med hester?

Men det er ingen grunn til å være redd for det. Insektenes åndedrettsorganer sørger for at de holder seg på sin plass hva størrelsen angår. Bladet Scientific American kaller insektenes åndedrettsorganer et biologisk mesterverk som nesten overgår vår fatteevne, og sier at de har en innebygd faktor som begrenser insektenes størrelse! Og akkurat som fuglenes åndedrettsorganer er helt ideelle for flygende skapninger, er insektenes åndedrettsorganer helt ideelle for deres liv. Hvordan det?

Insektene er de rene energifabrikker. I forhold til størrelsen utfører de et kjempearbeid. De har derfor stort behov for oksygen. Men insektene har ikke lunger. Likevel er det høyst tvilsomt at du noen gang vil finne et insekt som ikke puster! Hvorfor det? Jo, fordi insektene har åndedrettsorganer som dekker en ubegrenset etterspørsel etter oksygen.

På embryostadiet blir det dannet mange rørformede innbuktninger i insektets kropp, og disse er åpne ut til luften. Etter hvert som disse rørene vokser dypere og dypere inn i kroppen, danner de en mengde forgreninger, og hver gren blir smalere og smalere. Til slutt kommer et eller flere av disse rørene i forbindelse med hver celle. Hver eneste celle har altså direkte kontakt med luften via dette rørsystemet. Det betyr at det kan skaffes til veie oksygen øyeblikkelig, uten at det må gå veien om blodets kretsløp. Og det er akkurat det insektet trenger for å kunne holde på med sin energikrevende virksomhet!

Men problemet når en har et rørsystem å puste gjennom, er at en har behov for gjennomstrømning begge veier — det skal komme oksygen inn og føres karbondioksyd ut. Rørene kan føre oksygen inn, men hva skjer med karbondioksydet? Jo, i motsetning til oksygenet har karbondioksydet lettere for å trenge inn i vevet og spre seg der. Så det prøver ikke å komme ut gjennom rørene. Det passerer i stedet ut av insektet gjennom huden.

Selv om insektene er avhengige av luften for å få oksygen, er det noen insektlarver som lever under vann. Hvordan klarer de å puste der? Noen av dem sender opp en slags «snorkel». I noen tilfelle er den utstyrt med en ventil som brukes hvis vannet blir altfor urolig og truer med å komme inn i «snorkelen». Andre lever i en «dykkerklokke», det vil si i en luftboble. Når de har brukt opp oksygenet i boblen, må de naturligvis skaffe nytt. Forskere pleide å forundre seg over at et insekt kan holde seg under vann lenge etter at det har brukt opp oksygenforsyningen i boblen. Hvordan er det mulig?

Her kommer det vi kaller diffusjon, inn i bildet. Når oksygentrykket i boblen blir lavere enn oksygentrykket i vannet utenfor, strømmer det oksygen fra vannet inn i boblen. (Husk at vann består av to hydrogenatomer og ett oksygenatom.) «Men hvorfor sprekker ikke boblen?» spør du kanskje. Jo, det er nitrogen i luftboblen, og nitrogenet strømmer ikke ut i vannet; det «foretrekker» å holde seg inne i boblen. Så selv om insektlarven ikke trenger nitrogen til sitt stoffskifte, er det systemet som opprettholder livet dens, i høy grad avhengig av nitrogen!

Når du nå har sett litt på hvordan fuglene og insektene puster, er du sikkert enig i at deres åndedrettsorganer er bemerkelsesverdige. Men tror du at disse åndedrettsorganene, som er så avhengige av vitenskapelige prinsipper, er blitt til ved blinde krefters spill, eller at fuglene og insektene selv har utviklet dem? Eller trekker du samme slutning som den berømte oppfinneren Thomas Edison? Han sa: «Jeg har studert naturens krefter gjennom mange år, og jeg tviler ikke på at det eksisterer en høyeste Intelligens som er opphav til det hele.»

[Bilde på side 23]

En fugls åndedrettsorganer

Luftrøret

To lunger

Luftsekker

[Bilde på side 24]

Et insekts åndedrettsorganer og hvordan de virker

Ingen lunger

Rør

Celler