Los sacos aéreos de las aves son estructuras anatómicas que mejoran el flujo de aire durante la respiración y contribuyen a que el cuerpo de las aves sea más ligero, facilitando el vuelo.  Estas bolsas de aire se encuentran conectadas al sistema respiratorio de las aves y les permiten realizar un tipo de respiración muy eficiente y diferente a la de otros animales ya que facilitan un flujo continuo de aire a través de los pulmones.  Mientras que en los mamíferos el aire entra y sale de los pulmones en un solo ciclo de inhalación-exhalación, en las aves el sistema respiratorio consta de dos ciclos de inhalación-exhalación y es de tipo unidireccional.  El aire fluye en una sola dirección a través de los pulmones lo que permite que el aire fresco siempre esté presente en estos órganos aumentando la eficiencia del metabolismo y facilitando la respiración durante el vuelo en el que se requiere de un suministro constante de oxígeno.  Las aves tienen varios huesos neumáticos huecos conectados a los sacos aéreos lo que aumenta el volumen de aire dentro del cuerpo de manera que su sistema respiratorio es 4.5 veces mayor que en los mamíferos y permite que tengan una frecuencia respiratoria más baja, aproximadamente un tercio de la de los mamíferos.

 

Las aves no tienen diafragma, por lo que el aire es desplazado al interior y al exterior del sistema respiratorio por medio de cambios en la presión de los sacos de aire. Los músculos del pecho hacen que el esternón sea presionado hacia afuera, creando una presión negativa en los sacos que permite al aire entrar en el sistema respiratorio.  El proceso de exhalación requiere de la contracción muscular para aumentar la presión en los sacos de aire y propulsar el aire hacia afuera.  Los diferentes sacos aéreos alternan la contracción y la expansión provocando el movimiento del aire en tanto que los pulmones son estáticos, los sacos de aire son los que se mueven para bombear aire al interior de un complejo sistema bronquial en los pulmones.  Todos los sacos tienen paredes muy delgadas con muy pocos vasos capilares, por lo que su participación en el proceso de oxigenación es mínima; su función es mantener constantemente ventilados los pulmones para que ahí se efectúe el intercambio gaseoso.

 

Las aves tienen nueve sacos de aire que se dividen en dos grupos:

• Anteriores o craneales:

  • Uno interclavicular que se extiende entre las clavículas e interviene en el canto.

  • Dos cervicales que se extienden hacia las vértebras cervicales y se conectan directamente a los pulmones.

  • Dos torácicos anteriores que se extienden hacia la parte anterior del cuerpo y se conectan directamente a los pulmones

• Posteriores o caudales:

  • Dos torácicos posteriores que se extienden hacia la parte posterior del cuerpo y se conectan directamente a los pulmones

  • Dos abdominales que se extienden hacia la cavidad abdominal y facilitan el vuelo.

 

Durante la primera inhalación el aire entra por los orificios nasales llamados nostrilos o narinas, ubicadas en la unión del pico con la cabeza, pasa por la laringe y luego por la tráquea.  Una vez allí, el aire pasa por la siringe que es una caja de voz que permite a las aves producir sonidos altamente resonantes.  Pasada la siringe la corriente de aire es dividida en dos pues la tráquea de las aves tiene dos canales; el aire no va directamente a los pulmones, primero se dirige a los sacos de aire posteriores o caudales y de ahí pasa a los pulmones.  En la segunda inhalación este aire pasará de los pulmones a los sacos de aire anteriores o craneales. Durante este proceso, todos los sacos de aire se expanden en la medida en la que el aire entra al cuerpo.

 

Durante la primera exhalación, el aire se mueve desde los sacos posteriores hacia los bronquios con sus pequeñas ramificaciones capilares por donde fluye la sangre dando lugar al intercambio de oxígeno por dióxido de carbono.  En la segunda exhalación, el aire sale de los sacos anteriores pasando por la siringe y luego a la tráquea, la laringe y finalmente a la cavidad nasal y hacia afuera por las narinas o nostrilos. Durante este proceso, el volumen de los sacos disminuye en la medida en la que el aire sale del cuerpo.

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Adicionalmente a la conformación de este proceso respiratorio tan especial, los sacos aéreos disminuyen la densidad corporal, facilitando así el desplazamiento durante el vuelo.  También tienen un papel importante en el control de la temperatura corporal ya que la circulación de aire fresco a través de un sistema respiratorio tan vasto contribuye a regular la temperatura interna del cuerpo; durante vuelos prolongados, las aves pueden controlar la cantidad de sangre que fluye a través de los sacos aéreos para evitar el sobrecalentamiento.  Sin que sea su función principal, los sacos aéreos pueden actuar como amortiguadores, protegiendo al organismo durante el aterrizaje y el despegue.

 

Una peculiaridad interesante de los sacos aéreos es que permiten a las aves producir sonidos de forma más eficiente y sostenible que otros animales que dependen únicamente de las cuerdas vocales; les permite tener un amplio repertorio de vocalizaciones, desde suaves trinos hasta fuertes y estridentes llamadas.  En la producción del canto los sacos aéreos se desempeñan como una cámara de resonancia por lo que la generación de trinos implica la modulación de la presión en los sacos aéreos afectando así directamente la resonancia del gorjeo.  El canto se produce principalmente durante la espiración, salida del aire, y, por lo tanto, las sílabas y la frecuencia están altamente correlacionadas con el aumento de la presión del saco aéreo interclavicular.  La presión puede cambiar el punto medio de los pliegues de la siringe, una acción que convierte la presión más alta en frecuencias más altas.  Dado que muchos aspectos del canto de los pájaros dependen de la presión en los sacos aéreos, existe una reciprocidad entre estos cambios de presión y la frecuencia de los trinos, así como en la duración que pueda tener cada canto.

 

Es importante distinguir los dos tipos de sonidos que las aves ejecutan; unos se denominan “llamados”, son cortos y sencillos e incluyen avisos y alarmas, pueden ser ejecutados por machos y hembras.  Los otros se denominan “cantos”, son más largos y complejos, los machos son los únicos que los modulan, con una importante intervención de la testosterona sirven tanto para marcar su territorio como para atraer hembras.  La mayoría de las aves entonan sus cantos al amanecer ya que, en esa temprana hora antes que caliente el sol, su canto no es distorsionado ni se disminuye su amplitud de rango por lo que viaja a mayores distancias y con una mejor calidad sonora.

 

Curiosidades interesantes:  

En algunas especies como la grulla que tienen un cuello excepcionalmente largo, su tráquea se enrosca dentro de una extensión del esternón conocida como quilla.  Esta condición les da a estas aves la posibilidad de producir sonidos con alta resonancia.