Широкое распространение легочного дыхания среди разнообразных и далеко отстоящих друг от друга групп наземных животных говорит о то
м, что легкие у них - образование аналогичные, которые возникли в процессе эволюции независимо. В паукообразных, например, легкие появились вследствие видоизменения брюшных ног, которые имели жабры. Такие конечности, которые несли на себе жабры, постепенно ломились внутрь тела. При этом образовалась полость - легочная мешок, в котором от жаберных лепестков конечностей взяли свое начало легочные листья. А полость соединился с окружающей средой с помощью дыхательной щели. В легочных моллюсков легкие образовались вследствие обособления мантийной полости, которая открывается наружу самостоятельным отверстием. Это и есть их легочная полость, в стенках которой развиваются многочисленные кровеносные сосуды.
У позвоночных животных легкие связанные своим происхождением с передним отделом пищеварительной системы и представляют собой результат дальнейшей специализации плавательного пузыря кистеперых и двоякодышащих рыб.
Парные легкие взрослых амфибий имеют вид полых мешков, внутренние стенки которых имеют ячеистые морщины, которые увеличивают дыхательную поверхность легких. К ним ведут два БРОНХИТ, которые начинаются от трахеи. Трахея же через гортань связана с глоткой. Ткань самых легких пронизана большим количеством кровеносных сосудов. На стенках трахейно-гортани камеры расположены у земноводных ГОЛОСОВЫЕ СВЯЗИ, с помощью которых они, в частности лягушки и жабы, издают звуки.
Механизм дыхания амфибий является своеобразным. Воздух через ноздри попадает сначала в ротовой полости, если ее дно опускается вниз. Затем при поднятии дна ротовая полость уменьшается в объеме и воздух нагнетается в легкие через гортанную щель. При этом ноздри замыкаются специальными клапанами. Затем ноздри открываются и за счет сокращения брюшных мышц воздух из легких попадает сначала в ротовой полости, а затем уже наружу.
Но дыхательная поверхность легких амфибий меньше поверхности тела (отношение 2:3), поэтому они дополнительно еще и дыхание через тонкую кожу за счет широкого разветвления капилляров в ней. Для улучшения газообмена их кожа должна быть постоянно влажной, для чего в ней расположены многочисленные железы, вырабатывающие слизь. При этом они могут получать через кожу до 50% кислорода и удалять из организма до 80% углекислого газа. Это позволяет им всю зиму находиться в спячке на дне водоемов, ни разу не поднимаясь к поверхности.
Легкие пресмыкающихся также имеют вид парных мешков, но их внутреннее строение усложняется. У ящериц и змей внутренние стенки легких имеют морщинистую, ячеистую строение (рис. ...). У черепах и крокодилов к внутренней полости легких глубоко вдается сложная система перегородок - легкие в них уже имеют губчатую строение.
Да и механизм дыхания у них другой - оно происходит за счет периодического расширения и сжатия брюшной полости. Уровень газообмена у пресмыкающихся небольшой и позволяет развивать энергичную дыхательную активность только на короткие промежутки времени.
Легкие же млекопитающих лежат в грудной полости и покрыты плевры (соединительной тканью). Они намного больше по размерам и полностью состоят из многочисленных ячеек, трубочек, которые разветвляются, и морщин. Поэтому у них нет каких-либо крупных воздушных полостей. Воздух в конечном поступает в маленьких камер, так называемых легочных пузырьков, или альвеол, которые имеют диаметр около 1 мм. Они размещаются на кончиках последних разветвлений бронхов - бронхиол. Альвеолы внутри выстланы дыхательным эпителием, который содержит многочисленные капилляры. Бронхиолы сливаются в трубочки большего диаметра, а последние - в БРОНХИТ. Бронхи же, в свою очередь, объединяясь переходит в трахею (рис. ...), которую поддерживают полукольца из хрящей. Трахея примыкает к ГОРТАНИ, переднюю и боковые стенки которой образует щитовидный хрящ и который имеют только млекопитающие. В его края примыкает другой хрящ - надгортанник, прикрывающий вход в гортани во время прохождения пищи через глотку. Между щитовидным и черпаловидных хрящами в них натянуты голосовые связки.
Поскольку грудная полость у млекопитающих отделена от брюшной полости с помощью куполообразного мышцы - ДИАФРАГМЫ, то в процессе дыхания в них принимают участие не только грудная клетка, образована ребрами и грудиной, а диафрагма.
По сравнению с амфибиями и пресмыкающимися дыхательная поверхность легких у млекопитающих очень велика. Если на 1 см3 заключенного в легких объема воздуха у лягушки приходится 20 см2 поверхности легких, то у человека уже около 300 см2. В связи с этим резко увеличивается и уровень газообмена.
Дыхательная система птиц сильно отличается от дыхательных систем других наземных позвоночных, и это не случайно. Птицы, как это хорошо известно, является высоко специализированными наземными позвоночными, хорошо приспособленными к полету. Повышенные требования к уровню обмена веществ во время полета привели в птиц к образованию многих эффективных приспособлений, к числу которых относятся и особенности строения их органов дыхания.
Птицы имеют следующее строение дыхательной системы (рис. ...). Воздух всасывается в носовой полости через ноздри и переходит далее к ротовой полости. Сюда узкой щелью открывается гортань, которая поддерживается с помощью хрящей. Верхняя гортань птиц содержит голосовых связок. За гортанью идет трахея, которая затем делится на два бронха, каждый из которых входит в легкие и там разветвляется. Нижняя часть трахеи и начало бронхов образуют здесь характерную только для птиц нижнюю гортань, где расположен голосовой аппарат. Вот почему, когда птица поет, то кажется что голос у него получается не изо рта, а как бы из груди. А иногда вообще птицы могут издавать звуки даже не открывая рта.
Сами же легкие относительно малы и растягиваются мало. В легких бронхи разветвляются на 15-20 вторичных бронхов, часть которых заканчивается слепо, а часть соединяется с воздушными мешками. Вторичные бронхи затем объединяются друг с другом еще меньше парабронхамы, от которых отходят многочисленные бронхиолы - ячеистые вырасти, которые густо оплетены кровеносными капиллярами. В них и идет насыщение крови кислородом.
С легкими у птиц, как это уже было отмечено ранее, связаны воздушные мешки - выросты слизистой оболочки вторичных бронхов. Их объем в 10 раз больше объема легких. Расположены они (рис. ...) между внутренними органами, но их отростки проникают под кожу и даже в крупных костей, делая последние более легкими. Воздушные мешки не имеют капиллярной сетки и их внутренняя поверхность лишена морщин. Непосредственного участия в газообмене они не принимают. Это дополнительные образования, которые способствуют работе дыхательной системы птиц. Благодаря воздушным мешкам воздух прокачивается через легкие как на вдохе, так и во время выдоха (рис. ...). При этом кровь также обогащается кислородом и при вдохе и при выдохе (в отличие от млекопитающих, у которых кровь обогащается кислородом только при вдохе). Такой тип легочного дыхания у птиц получил название двойного.
Следует отметить, что воздушные мешки еще и предотвращают перегрев птиц во время интенсивной работы (при полете), поскольку избыток тепла удаляется вместе с постоянной сменой воздуха в них.