Morphological Comparison of Larynx, Syrinx and Trachea of Some Wild Birds

Abstract

The presence of both the larynx and syrinx in the respiratory system, the trachea consisting of long and complete cartilage rings, and the presence of air sacs are some of the important features that distinguish birds from mammals. There have been many studies on the larynx, trachea and syrinx as they are the distinguishing features of song and bird vocalizations in many avian species. In the present study, the purpose was to demonstrate the morphological structures of the larynx, trachea and syrinx, which is a sound organ, pigeon, sparrowhawk, falcon, eagle, goose, crow and stork. A total of 48 specimens, were used in the study. The materials were stained with methylene blue for better observation and counting of the tracheal rings. The staining procedure was performed by soaking the materials in alcohol, methylene blue solution and alcohol solutions of different concentrations, respectively. It was observed that the tracheal cartilages were a complete ring in all study species, but there were differences in tracheal length, number of cartilages and dorsoventral flattening. Syrinx was found to be tracheal type in storks and tracheobronchial type in others. As a result, the similarities and differences of the data obtained from pigeon, falcon, sparrowhawk, eagle, crow, goose and stork on larynx, trachea and syrinx due to different hunting, singing and vocal characteristics were revealed.

Keywords

• Avian
• Larynx
• Macro-anatomy
• Syrinx
• Trachea

Bazı Yabani Kuşların Larinks, Syrinx ve Trakealarının Morfolojik Karşılaştırması

Abstract

Kanatlıları memelilerden ayıran önemli özelliklerden bazıları solunum sisteminde hem larinks hem de syrinx'in bulunması, trakeanın uzun ve tam kıkırdak halkalardan oluşması ve hava keselerinin varlığıdır. Ötüş ve kuş seslerinin kanatlılar için ayırt edici özellikler arasında yer alması bakımından birçok kuş türünde larinks, trakea ve syrinx üzerine birçok çalışma yapılmıştır. Bu çalışmada güvercin, atmaca, şahin, kartal, kaz, karga ve leylek türlerinde larinks, trake ve bir ses organı olan syrinx'in morfolojik yapılarının ortaya konulması amaçlanmıştır. Çalışmada toplam 48 örnek kullanıldı. Trakeal halkaların daha iyi gözlemlenebilmesi ve sayılabilmesi için materyaller metilen mavisi ile boyandı. Bu amaçla materyaller önce %70'lik alkolde iki saat bekletildi, distile su ile yıkandı, %0,1'lik metilen mavisi solüsyonunda 15 dakika bekletildikten sonra %50'lik ve %70'lik alkol solüsyonlarında birer saat bekletildi. Çalışılan tüm türlerde trakeal kıkırdakların tam bir halka olduğu, ancak trakeal uzunluk, kıkırdak sayısı ve dorsoventral düzleşme açısından farklılıklar olduğu gözlenmiştir. Syrinx leyleklerde trakeal tipte, diğerlerinde ise trakeobronşiyal tipte bulunmuştur. Sonuç olarak güvercin, şahin, atmaca, kartal, karga, kaz ve leylekten elde edilen verilerin farklı avlanma, ötme ve vokal özelliklerine bağlı olarak larinks, trake ve syrinx üzerindeki benzerlik ve farklılıkları ortaya konmuştur.

Keywords

• Gırtlak
• Kanatlı
• Makro-anatomi
• Sirenks
• Soluk borusu
• Avian
• Larynx
• Syrinx
• Trachea

References

1. AL-Ahmed AS, Sadoon AH, 2020: Comparative Anatomical, Histological and Histochemical Study of (Larynx, Trachea and Syrinx) Between mature and immature males of local duck (Anas platyrhnchos). Basra J Vet Res, 19(1), 10-34.
2. AL-Araji HM, Mohammed HH, 2023: Comparatıve Anatomıcal Study of The Trachea in Adult Male and Female Indıgenous Peafowl (Pavo Crıstatus). Ann For Res, 66(1), 1149-1157.
3. AL-Mahmodi AM, 2012: Macroscopic and morphometric studies of the extra pulmonary primary bronchi and lungs of the indigenous adult male pigeon (columba domestic). Kufa J Vet Med Sci, 3(1), 19-26.
4. AL-Mussawy AM, AL-Mehanna NH, AL-Baghdady EF, 2012: Anatomical study of the larynx indigenous male turkey (Meleagris gallopava). ALQadisiya J Vet Med Sci, 11(1), 122-132.
5. Balkaya H, Ozudoğru Z, Ozdemir D, Erbas E, Kara H, 2016: Saksağanda (Pica pica) larynx ve trachea üzerinde anatomik ve histolojik bir çalışma. Harran Univ Vet Fak Derg, 5, 44-49.
6. Baumel JJ, King SA, Breazile JE, Evans HE, Berge JCV, 1993: Handbook of Avian Anatomy: Nomina Anatomica Avium, Second edition, Published by the Nuttall Ornithological Club Cambridge, pp. 257-299.
7. Casey RM, Gaunt AS, 1985: Theoretical models of the avian syrinx. J Theor Biol, 116(1), 45-64.
8. Casteleyn C, Cornillie P, Van Cruchten S, Van den Broeck W, Van Ginneken C, Simoens P, 2018: Anatomy of the upper respiratory tract in domestic birds, with emphasis on vocalization. Anat Histol Embryol, 47(2), 100–109.

9. Chiappone M, Rodriguez‐Saltos C, Legendre LJ, Li Z, Clarke J, 2024: Ostrich (Struthio camelus) syrinx morphology and vocal repertoire across postnatal ontogeny and sex: Implications for understanding vocal evolution in birds. J Anat, 244(4), 541-556.
10. Çalışlar T, 1977: Tavuk Diseksiyonu. Ankara Üniversitesi Basımevi. Ankara, Turkey, 28-31.
11. Çevik Demirkan A, Hazıroğlu RM, Kürtül I, 2007: Gross morphological and histological features of larynx, trachea and syrinx in japanese quail. Anat Histol Embriyol 36(3), 215-219.
12. Demirkan AÇ, Özdemir V, 2011: A Study on anatomical structures of the larynx, trachea and syrinx in Eurasian Eagle Owl (Bubo bubo). J Anim Vet Adv 10(24), 3218-3224.
13. Dewi CMS, Dhamayanti Y, Fikri F, Purnomo A, Khairani S, Chhetri S, Purnama MTE, 2023: An investigation of syrinx morphometry and sound frequency association during the chirping period in lovebirds (Agapornis fischeri). F1000Researc, 11, 354.
14. Eens M, Gorissen L, 2005: Complex female vocal behaviour of great and blue tits inside the nesting cavity. Behaviour, 142(4), 489–506.
15. Evans HE, 2016: Avian anatomy. In I. J. Lovette & J. W. Fitzpatrick (Eds.), Handbook of bird biology (3rd ed., pp. 169–213). The Cornell Lab of Ornithology, Wiley.
16. Fedde MR, 1998: Relationship of structure and function of the avian respiratory system to disease susceptibility. Poult Sci 77, 1130 – 1138.
17. Frank T, Probst A, König HE, Walter I, 2007: The syrinx of the male mallard (anas platyrhynchos) special anatomical features. Anat Histol Embryol, 36(2), 121- 126.
18. Getty R, 1975: Sisson and Grossman's the Anatomy of the Domestic Animals, 5 ed, Vol.2. London, UK: W.B. Saunders Company pp. 1891-1902.
19. Gündemir O, Alpak H 2020: Macroanatomic and histological examination of the trachea and syrinx in budgerigars and canaries. Harran Üniv Vet Fak Derg, 9(1), 19-23.
20. Heard DJ, 1997: Avian respiratory and physiology. Seminars avian exotic pet med, 6(4), 172-179.
21. Hena SA, Sonfada ML, Bello A, Danmaigoro A, Tanimomo BK, 2012: Comparative morphologic and morphometric studies on the lower respiratory tract of adult Japanese quail (coturnix japanica) and pigeon (Columbia livia). J Biol Sci 1(2), 37-42.
22. İbrahim IA, Hussein MM, Hamdy A, Abdel-Maksoud FM, 2020: Comparative morphological features of syrinx in male domestic fowl Gallus gallus domesticus and male domestic pigeon Columba livia domestica: A histochemical, ultrastructural, scanning electron microscopic and morphometrical study. Microsc Microanal, 26(2), 326–347.
23. İnce NG, Pazvant G, 2010: Martılarda larynx ve trachea üzerinde makro-anatomik çalışma. İstanbul Üniv Vet Fak Derg, 36(2), 1-6.
24. Kabak M, Orhan IO, Haziroglu RM, 2007: The gross anatomy of larynx, trachea and syrinx in the long-legged buzzard (Buteo rufinus). Anat Histol Embryol, 36(1), 27-32.
25. Kara H, Özdemir D, Özüdoğru Z, Balkaya H, 2023. Morphological comparison of the chukar partridge (Alectoris chukar) and Japanese quail (Coturnix coturnix japonica) syrinx. Vet Res Forum, 14(6), 341-345.
26. King AS, McLelland J, 1984: Birds. Their Structure And Function. Second ed. London: Bailliere Tindall pp:110-121. Koenig HE, Navarro M, Zengerling G, Korbel R, 2016: Avian Anatomy, second edition,118-126.
27. Mohamed R. 2017: Sexual dimorphism in the anatomical features of the Syrinx in the White Pekin ducks (Anas platyrhynchos). Int J Agricult Sci Vet Med, 5(5), 78-85.
28. Nickel R, Schummer A, Seiferle E, 1977: Anatomy of the Domestic Birds. Verlag Paul Parey Berlin pp: 62-65.
29. Oliveira ELR, Zuliani F, de Camargo GC, Desantis S, Schimming BC, 2023. Morphology of the syrinx of three species of birds from Brazilian cerrado (Psittacara leucophthalmus, Rhynchotus rufescens and Cariama cristata): Gross anatomy and light microscopy study. Anat Histol Embryol, 52(6), 827-835.
30. Onuk B, Hazıroğlu RM, Kabak M, 2010: The Gross anatomy of the larynx, trachea and syrinx in goose (Anser anser domesticus): Bronchi and sacci pneumatici. Kafkas Univ Vet Fak Derg, 16(3), 443-450.
31. Onuk B, Kabak M, Gülbahar M, Kabak Y, Demirci B, Karayiğit M, Gültüken M, 2015: Gerze horoz ve tavuklarında larynx, trachea ve syrinx’in anatomik yapısının belirlenmesi. İstanbul Üniv Vet Fak Derg, 41(1), 92-98.
32. Öcal K, Erde, H, 2002: Solunum sistemi. Evcil Kuşların Anatomisi. Ed. Dursun, N. l.baskı, Medisan Yayınevi, Ankara. pp. 77-84, 91-96.
33. Rajathi S, Lucy KM, Maya S, Chungath JJ, 2009: Anatomical studies on the trachea in Japanese quail (Coturnix coturnix japonica). J Vet Anim Sci, 40, 17-19.
34. Taşbaş M, Ozcan Z, Hazıroğlu M, 1986: Penguenin dili ve ön solunum yollarının (larynx cranialis, trachea, syrinx) anatomik ve histolojik yapısı üzerinde bir çalışma. Ankara Üniv Vet Fak Derg, 33(2), 240-261.
35. Taşbaş M, Hazıroğlu RM, Çakır A, Özer M, 1994: Denizli horozunun solunum sisteminin morfolojisi. II. Larynx, trachea, syrinx. Ankara Üniv Vet Fak Derg, 41,135¬153.
36. Toprak B, Balkaya H, Yılmaz S, 2016: Atmacada (Accipiter nisus) Ağız–Yutak Boşluğunun Makroskobik Yapısı Üzerine İncelemeler. FÜ Sağ Bil Vet Derg, 30(3), 165-170.
37. Yılmaz B, Demircioğlu İ, Arıcan İ, Yılmaz R, 2016: Aseel Irkı Horoz ve Tavuklarda Larynx, Trachea ve Syrinx’in Anatomik ve Histolojik Yapısı. Fırat Univ Sag Bil Vet Derg, 30(3), 211-216.