Medicina Veterinaria 2(2) 2003, 65-71 MORFOLOGIA DOLNYCH DRÓG ODDECHOWYCH U NIETOPERZY: GACEK BRUNATNY (PLECOTUS AURITUS) (LINNAEUS, 1758) I NOCEK RUDY (MYOTIS DAUBENTONII) (KUHL, 1819) Z UWZGLĘDNIENIEM ICH PRZYSTOSOWANIA DO TRYBU śycia Joanna Klećkowska, Bartosz Nietrzeba, Aleksandra Nowińska, Bartosz Kulawik, Norbert Pospieszny Streszczenie. Badania przeprowadzono na 2 występujących w Polsce gatunkach nietoperzy: nocku rudym (Myotis daubentonii) i gacku brunatnym (Plecotus auritus). Dokonano analizy morfologicznej dolnych dróg oddechowych. Materiał został zebrany w sezonie 2002/2003, przez Wrocławską Grupę Chiropterologiczną, podczas badań nad naturalną śmiertelnością nietoperzy w okresie ich hibernacji. Łącznie przebadano 10 osobników, poniewaŝ stopień ich rozkładu znacznie ograniczył ilość przydatnego materiału. Słowa kluczowe: nietoperze, nocek rudy, gacek brunatny, dolne drogi oddechowe WSTĘP Ogólna anatomia nietoperzy w dostępnej literaturze jest słabo poruszanym tematem, tym bardziej morfologia poszczególnych układów. O przystosowaniu aparatu oddechowego do wzmoŝonej pracy w czasie lotu pisze Neuweiler i wsp. (2000). Do ogólnych przystosowań aparatu oddechowego do lotu naleŝą: krtań wsunięta w jamę nosową; objętość płuc w stosunku do masy ciała większa niŝ u innych ssaków; oddechy zsynchronizowane z uderzeniami skrzydeł i emitowaniem dźwięków echolokacyjnych; płuca jako miejsce zwiększonego wydzielania wody i ciepła; wzrost liczby oddechów na minutę (od 100 do 350/min) w czasie lotu; pęcherzyki płucne silnie unaczynione. Jak podaje Maina (2000) w porównaniu z ptakami, których aparat oddechowy przystosował się do lotu zwiększając powierzchnię oddechową i poprawiając przez to wentylację, to u nietoperzy przystosowanie do lotu poszło w stronę łatwiejszej wymiany gazowej poprzez lepsze unaczynienie i zmniejszenie pęcherzyków płucnych. Jurgens i
66 J. Klećkowska i in. wsp. (1981) podają, Ŝe u nietoperzy w porównaniu z innymi nielatającymi ssakami zwiększona wymiana gazowa jest takŝe spowodowana większym sercem i zwiększoną pęcherzykową wymianą gazową. Celem pracy było szczegółowe opisanie dolnych dróg oddechowych z zaakcentowaniem budowy klatki piersiowej i przystosowaniem do trybu Ŝycia u nocka rudego (Myotis daubentonii) oraz gacka brunatnego (Plecotus auritus). MATERIAŁ I METODY Badania przeprowadzono na 10 osobnikach (6 osobnikach płci męskiej z gatunku Myotis daubentonii oraz 4 osobnikach płci Ŝeńskiej z gatunku Plecotus auritus). Materiał zbierany był podczas badań prowadzonych nad ich naturalnąśmiertelnością w Międzyrzeckim Rejonie Umocnionym przez Wrocławską Grupę Chiropterologiczną. Materiał konserwowano przez 2 miesiące w 4% roztworze formaliny. W trakcie badań morfologicznych stosowano 0.5% kwas octowy i 60% alkohol etylowy. W części opisowej posługiwano się Nomina Anatomica Veterinaria (1994). Podczas badań uŝywano lupy (4,5x) i mikroskopu stereoskopowego (6,5 22,5x). Pomiary dokonane zostały suwmiarką elektroniczną z dokładnością 0,1 mm. Wykonano dokumentację fotograficzną. WYNIKI BADAŃ Do dolnych dróg oddechowych naleŝą: krtań (larynx) tchawica (trachea) oskrzela (bronchi) płuco lewe i prawe (pulmo sinister et dexter) Po odpreparowaniu skóry z klatki piersiowej i okolicy szyi obserwuje się przebieg tchawicy oraz bardzo dobrze rozwinięte mięśnie piersiowe (musculi pectorales), co związane jest z aktywnym lotem nietoperza. Szczególne miejsce w budowie klatki piersiowej zajmuje mostek (sternum), długości 9.14 mm (ryc.1). Posiada on charakterystyczną wyniosłość w postaci grzebienia (crista sterni), na którym połoŝone są mięśnie piersiowe. Cały mostek ma kształt płaskiego trójkąta z szeroko rozszerzoną rękojeścią mostka (manubrium sterni), do której przyczepiają się długie obojczyki (clavicula). Do mostka przyczepionych jest 5 chrząstek Ŝebrowych, u obu gatunków, z którymi łączy się 9 Ŝeber, w tym 5 Ŝeber prawdziwych. Krtań (larynx) zbudowana jest z chrząstek krtani (cartilagines laryngis), jest miejscem wydawania sygnałów echolokacyjnych, jednakŝe nie była przez nas badana. Jej morfologię opisuje szczegółowo Neuweiler i wsp. (2000). Tchawica (trachea) przebiega od krtani (larynx), z którą łączy się poprzez chrząstkę pierścieniową (cartilago cricoidea) (ryc. 1 i 2). PołoŜona jest ona powierzchownie na mięśniach szyi aŝ do wejścia do klatki piersiowej (apertura thoracis cranialis). Wraz z tchawicą przebiega przełyk (esophagus), początkowo pod tchawicą, potem układa się on po lewej stronie tchawicy, by równolegle z tchawicą wejść do jamy klatki piersiowej (ryc. 1 i 3). Zrąb tchawicy budują chrząstki tchawiczne (cartilagines tracheales), Acta Sci. Pol.
Morfologia dolnych dróg oddechowych... 67 których jest od 23 do 25. Średnia długość tchawicy wyniosła u badanych osobników od 7.90 mm (nocek rudy) do 8.05mm (gacek brunatny), a średnia szerokość od 1.24 mm (nocek rudy) do 1.25 mm (gacek brunatny). Ryc. 1. Nocek rudy: A tchawica, B krtań, C przełyk, D mostek Fig. 1. Daubenton s bat: A trachea, B larynx, C esophagus, D sternum Ryc. 2. Nocek rudy: A tchawica, B krtań, C przełyk Fig. 2. Daubenton s bat: A trachea, B larynx, C esophagus Medicina Veterinaria 2(2) 2003
68 J. Klećkowska i in. Na wysokości 2 3 przestrzeni międzyŝebrowej tchawica tworzy rozwidlenie tchawicy (bifurcatio tracheae), które rozdziela się dychotomicznie na oskrzela główne i dalsze tworząc drzewo oskrzelowe (arbor bronchalis) (ryc. 3 i 4). Ryc. 3. Gacek brunatny: A tchawica, B krtań, C przełyk, D rozdwojenie tchawicy, E płuco prawe, F płuco lewe Fig. 3. Long-Eared bat: A trachea, B larynx, C esophagus, D tracheal bifurcation, E lung right, F lung left Ryc. 4. Gacek brunatny: A tchawica, B krtań, C przełyk, D serce, E płuco prawe Fig. 4. Long-Eared bat: A trachea, B larynx, C esophagus, D heart, E lung right Acta Sci. Pol.
Morfologia dolnych dróg oddechowych... 69 KaŜde z oskrzeli dochodzi do płata płuca, a tam rozdziela się na oskrzela płatowe (bronchi lobares) a dalej na oskrzela segmentowe (bronchi segmentales). Płuca podzielone są na płaty. W płucu lewym podział na płaty jest słabo zaznaczony (podział na 2 3 płaty), podział na płaty płuca prawego jest wyraźniej zaznaczony, prawe płuco jest podzielone na 4 płaty (ryc. 5 i 6). Ryc. 5. Gacek brunatny: A tchawica, B krtań, C rozdwojenie tchawicy, D płuco prawe, E płuco lewe Fig. 5. Long-Eared bat: A trachea, B larynx, C tracheal bifurcation, D lung right, E lung left Ryc. 6. Nocek rudy: A tchawica, B krtań, C przełyk, D rozdwojenie tchawicy, E płuco prawe, F płuco lewe Fig. 6. Daubenton s bat: A trachea, B larynx, C esophagus, D tracheal bifurcation, E lung right, F lung left Medicina Veterinaria 2(2) 2003
70 J. Klećkowska i in. DYSKUSJA Nietoperze (Chiroptera) to jedyne ssaki, które w toku ewolucji wykształciły umiejętność aktywnego lotu. WiąŜe się to ze zwiększonym zapotrzebowaniem na tlen i utrudnioną wymianą gazową. Przekształceniu uległy drogi oddechowe i płuca. Krtań jest silnie rozwinięta i wsuwa się ona do jamy nosowej, takŝe drogi oddechowe są oddzielone od drogi pokarmowej. Jest to przystosowanie do połykania podczas oddychania (Kowalski 1971). Krtań jest takŝe narządem przystosowanym do wydawania sygnałów echolokacyjnych (Neuweiler i wsp. 2000). Tchawica u nietoperzy nie jest opisywana w dostępnej literaturze polskiej i światowej, ale w badaniach dotyczących anatomii aparatu oddechowego u zwierząt domowych odnajduje się analogie do tchawicy zwierząt domowych. Tchawica rozdziela się dychotomicznie na oskrzela główne i dalsze (Krysiak 1987). W naszych badaniach stwierdziliśmy, Ŝe płuca podzielone są na płaty, 4 płaty w prawym płucu i 2 3 płaty w lewym płucu. Jest to zgodne z danymi podanymi przez Kovalyową (1997). Zwrócono teŝ uwagę na budowę mięśni piersiowych, które u nietoperzy podobnie jak u ptaków, są silnie rozwinięte, z powodu ich przystosowania do aktywnego lotu, przytwierdzone są one do mostka przez grzebień kostny (Petzscha 1997). WNIOSKI Z przeprowadzonych badań nad morfologią dolnych dróg oddechowych wynikają następujące uogólnienia natury morfologicznej: 1. Płeć badanych osobników nie wpływa na budowę dolnych dróg oddechowych. 2. Oba gatunki nietoperzy mają podobną budowę tchawicy i taką samą budowę anatomiczną płuc. PIŚMIENNICTWO Jurgens K.D., Bartels H., Bartels R., 1981. Blood oxygen transportand organ weights of small bats and small non-flying mammals. Respir physiol., 45(3): 243 60. Krysiak K., Świerzyński K., 1987. Anatomia zwierząt. Tom I, II. PWN, Warszawa. Kowalski K., 1971. Ssaki. Zarys teriologii. PWN, Warszawa. Kovalyowa I., 1997. The prenatal development of lungs in bats. Ukraina. Maina J.N., 2000. What it takes to fly: the structural and functional respiratoey refinements in birds and bats. J. Exp. Biol., 203 P, 20: 45 64. Neuweiler G., Covey E. 2000. The Biliogy of Bats. Oxford University Press Nomina Anatomica Veterinaria, Nomina Embryologica Veterinaria. 1994. New Jork, Ithaca, Zurich. Petzscha H., Piechocki R., 1997. Wielka encyklopedia przyrody. Muza S.A. Acta Sci. Pol.
Morfologia dolnych dróg oddechowych... 71 THE MORPHOLOGY OF THE LOWER BREATHING REGIONS OF BATS PLECOTUS AURITUS AND MYOTIS DAUBENTONII WITH REGARD TO LIVING HABITS ADAPTATION Abstract. The study has been conducted on two Poland-based species of bats Myotis daubentonii and Plecotus auritus with the analysis of the lower breathing regions. The study materials have been collected in the duration of the 2002/2003 season, by the Wroclaw Chiropterological Group during a study of natural death rates of bats during hibernation periods. Altogether only ten specimen were tested and studied as the level of corpses decay greatly decreased the number of analysis-useful material. Key words: bats, Long-Eard bat, Daubenton s bat, lower breathing regions Joanna Klećkowska, Bartosz Nietrzeba, Aleksandra Nowińska, Bartosz Kulawik, Norbert Pospieszny, Katedra Anatomii i Histologii, Akademia Rolnicza we Wrocławiu, ul. KoŜuchowska 1/3, 51 631 Wrocław Medicina Veterinaria 2(2) 2003