Класс птицы
Птицы — класс теплокровных яйцекладущих животных, приспособившихся к полету. Самый многочисленный по числу видов, включает около 11 тысяч видов.
Их форма тела, легкость, перья — весь организм птиц создан для полета! Вы убедитесь в этом, изучая строении пищеварительной, дыхательной, нервной и других систем. Птицы расселились по всему миру, и смогли благодаря теплокровности (в отличие от амфибий и рептилий) освоить зоны с холодным климатом.
Птицы произошли от древних летающих пресмыкающихся — археоптериксов. Об этом свидетельствует ряд общих признаков: строение яиц, наличие грудной клетки, сухая кожа без желез, перья птиц являются производными роговых чешуй (которые покрывали тело рептилий).
Преимущества птицам дали появившиеся у них прогрессивные черты строения — ароморфозы:
Ароморфозы птиц
Перья птиц представляют собой видоизмененную чешую рептилий. Тело птиц покрыто перьями — роговыми наружными образованиями, состоящими из полого стержня, нижняя часть которого называется очин, с пушистыми плотно прилегающими друг к другу отростками по бокам (опахало).
Опахало состоит из бородок 1-ого порядка, которые крепятся напрямую к стержню, и бородок 2-ого порядка, расположенных на бородках 1-ого порядка.
Очин погружен в кожу, а стержень с опахалом расположены снаружи над поверхностью тела. Перьевой покров придает птице характерную обтекаемую форму тела. Надо заметить, что контурные — не единственные перья птиц.
Маховые перья растут по краю крыла, именно они поддерживают птицу во время полета. Рулевые перья являются продолжением хвоста у большинства птиц, играют важную роль при изменении направления полета. Покровные перья формируют характерный обтекаемый контур птицы, за счет чего и получили свое название.
По-иному устроены пуховые перья: их бородки не несут крючочков, вследствие чего плотно сцепленное опахало не образуется. Пуховые перья равномерно покрывают все тело птицы, обеспечивая теплоизоляцию от окружающей среды. Периодически у птиц происходит линька — смена оперения.
Полное разделение кругов кровообращения и четырехкамерное сердце
У птиц имеется полная перегородка в сердце, разделяющая его камеру на два изолированных желудочка. Кровь больше не смешивается: два круга кровообращения полностью отделены друг от друга.
Уровень обмена веществ становится гораздо выше, чем у земноводных и пресмыкающихся, что проявляется в приобретении птицами теплокровности (гомойотермии). Температура тела птиц более не зависит от окружающей среды, они могут осваивать среды обитания с низкими температурами.
За счет развития легочных мешков — воздухоносных полостей, связанных с дыхательной системой, у птиц газообмен в легких осуществляется и на вдохе, и на выдохе.
Для птиц характерны более сложноустроенные губчатые легкие, дыхательная площадь которых превышает площадь ячеистых легких пресмыкающихся. Газообмен в них происходит с большей эффективностью.
Чтобы основательно изучить тот или иной раздел зоологии очень важно знать классификацию. Без классификаций в голове будет сплошная «каша», так что относитесь к ним с особым вниманием. Класс птицы состоит из трех надотрядов: бескилевые, килевые и пингвины.
Мы начнем подробное знакомство с птицами, взяв за основу известного нам типичного представителя — сизого голубя, относящегося к отряду килевые.
Сизый голубь
- Покровы, опорно-двигательная система
Тело покрыто перьями, имеет обтекаемую, аэродинамическую форму. Оно подразделяется на голову, шею, туловище и хвост. Передние конечности в виде крыльев, задние — ноги с 4 пальцами.
На голове хорошо заметен клюв, включающий надклювье и подклювье. У хищных птиц клюв приобретает заостренную форму, для того чтобы отрывать им плоть.
Сухая кожа практически полностью лишена желез. Единственная железа, копчиковая, расположена над хвостовыми позвонками. Секрет копчиковой железы имеет маслянистый характер, используется птицей для смазки крыльев, предотвращая их намокание. Особенно хорошо развита эта железа у водоплавающих птиц: они смазывают ее секретом плотный перьевой покров.
Скелет птиц представлен позвоночным столбом, в состав которого (как и у рептилий) входит 5 отделов: шейный, грудной, поясничный, крестцовый и хвостовой. Исключительной подвижностью отличается шейный отдел: например, совы могут поворачивать голову до 270°, что отлично позволяет им выслеживать жертву.
Особенностями скелета является наличие киля — костного выроста грудины, к которому прикрепляются хорошо развитые грудные мышцы, участвующие в полете. Многие части скелета у птиц срастаются (уменьшается их количество), за счет чего общая масса птицы уменьшается: грудные позвонки сливаются в спинную кость, а хвостовые — в сложный крестец. Срастаются также парные кости тазового пояса.
Пояс передних конечностей (плечевой) образован тремя парными костями: вороньими (коракоидами), ключицами и лопатками. Сросшиеся концы ключиц образуют вилочку, которая амортизирует толчки при взмахах крыла.
Тазовый (задний) пояс птиц образован сросшимися друг с другом лобковыми, седалищными, подвздошными костями с каждой стороны. Важно заметить: лобковые кости не срастаются между собой, что делает таз птиц «открытым», позволяет откладывать крупные яйца.
В ходе приспособления к полету у птиц многие кости становятся полыми внутри. Их можно представить в виде полого цилиндра, заполненного воздухом, что уменьшает общий вес птицы.
Скелет свободной передней конечности (крыла) состоит из плечевой кости (плечо), лучевой и локтевой кости (вместе формируют предплечье) и кисти (запястье, пястье, состоящее из одной кости — пряжки, фаланги пальцев). Задняя конечность образована бедренной костью (бедро), малой и большой берцовыми костями (срастаются друг с другом, образуют голень) и стопы (плюсна, фаланги пальцев).
Особо отметим, что стопа состоит из двух отделов — предплюсна отсутствует, так как срастается с голенью и плюсной. В результате такого сращение образуется длинная кость — цевка, которая служит амортизатором при приземлении птицы, а также помогает отталкиваться от земли при взлете, удерживаться на ветке.
Наиболее развиты у птиц грудные мышцы — опускающие крылья, которые преодолевают большое сопротивление, помогая удерживать птицу в воздухе. Подключичные мышцы, участвующие в поднимании крыльев также хорошо развиты. В целом мышечная система птиц более сложная и дифференцированная по сравнению с мышечной системой их предков.
Для добывания пищи и ее захвата птице служит клюв — орган, образованный удлиненными беззубыми челюстями, одетыми роговым чехлом с режущим краем. Зубы у птиц отсутствуют, однако встречаются самые разные формы клювов, отражающие пищевую специализацию птиц.
Вы уже знаете, что загнутый на конце клюва крючок характерен для хищных птиц: он помогает удерживать жертву, разрывать добычу на части. У птиц питающихся семенами (воробьиные) небольшой крепкий клюв, снабжен режущими краями, которые позволяют разгрызать оболочки семян. Удлиненные формы клювов характерны для птиц, охотящихся в воде — цапли, питающихся нектаром — колибри.
Для гусеобразных водоплавающих птиц (гуси, лебеди, утки) характерно наличие плоского клюва, по краю которого расположены роговые пластинки — цедильный аппарат.
Пищеварительный тракт начинается ротовой полостью, в которой расположен язык. Сюда же открываются протоки слюнных желез. Ротовая полость переходит в глотку, которая продолжается в пищевод, по ходу которого имеется расширение — зоб. Зоб предназначен для накапливания и размягчения пищи.
Далее располагается желудок, состоящий из двух отделов: железистого и мускульного. В железистом отделе происходит ферментативная (химическая) обработка пищи. Мускульный отдел изнутри выстлан плотным роговым покровом, который осуществляет механическую обработку пищи, измельчая ее.
Желудок продолжается в тонкую кишку, которая сразу открывается в клоаку. Таким образом «полет» оставил след и в этой системе: пищеварительная трубка птиц укорочена для того, чтобы быстрее и эффективнее расщеплять пищу. Надо отметить, что полет требует затраты большого количества энергии.
Состоит из ноздрей, ведущих в носовую полость, которая переходит в ротовую, а затем — в трахею. Трахея делится на два бронха, каждый из которых входит в соответствующее легкое и распадается на бронхи более мелкого калибра.
Легкие птиц отличаются от легких земноводных и рептилий — они имеют губчатое строение, их дыхательная поверхность гораздо больше. Кроме того, тип дыхания птиц отличается от других наземных животных — им свойственно двойное дыхание, которое становится возможным благодаря воздушным мешкам.
Воздушные мешки — выросты стенок бронхов, представляющие собой тонкостенные, заполняющиеся воздухом полости. Смысл двойного дыхания птиц заключается в том, что газообмен в легких осуществляется и на вдохе, и на выдохе.
Как возможно, чтобы газообмен шел на выдохе? — спросите вы. На самом деле все просто: во время выдоха воздух выходит из задних воздушных мешков, и, попадая в легкие, отдает крови кислород, а сам насыщается углекислым газом. Все это ради полета — крайне сложного двигательного акта, в ходе которого тканям и органам требуется много кислорода.
Кровеносная система птиц замкнутого типа. Сердце с полной перегородкой в желудочке, состоит из 4 камер: двух желудочков и двух предсердий. В левой части сердца кровь артериальная, в правой — венозная. Два круга кровообращения (большой и малый) оказываются полностью отделены друг от друга.
Обособленность двух кругов кровообращения выводит уровень обмена веществ на самую высокую ступень: птицы становятся теплокровными (в отличие от своих предков — холоднокровных рептилий). Температура тела птиц более не зависит от окружающей среды, что дает им большие преимущества и позволяет заселить зоны холодного климата.
Полет крайне энергозатратное удовольствие для кровеносной системы: во время полета сердце птиц развивает частоту ударов до 1000 в минуту и более, чтобы обеспечить циркуляцию крови адекватную потребностям организма.
Органы выделения птиц — парные тазовые почки (метанефрос, вторичная почка), от которых начинаются мочеточники, открывающиеся в клоаку. Мочевой пузырь отсутствует: моча не задерживается в организме, что снижает общий вес птицы. Вследствие отсутствия мочевого пузыря для птиц характерно частое опорожнение клоаки.
Как и у всех хордовых, нервная система птиц — трубчатого типа. Сравнивая головной мозг птицы и рептилии можно отметить, что у птиц относительные размеры головного мозга увеличиваются: масса возрастает до 5-8% от массы тела.
Это увеличение происходит за счет развития больших полушарий переднего мозга, которые отвечают за поведенческие реакции. Благодаря этому у птиц наблюдается сложное поведение, выражена забота о потомстве.
У птиц хорошо развит мозжечок, отвечающий за координацию движений, что очень важно для полета. Мозжечок птиц огромный, складчатый.
Обонятельные доли слабо развиты: бо́льшую роль у птиц играют не органы обоняния, а зрения. Зрительные доли — характерные образования среднего мозга, представляющие собой вздутия крыши данного отдела. Эти доли хорошо развиты, птицы обладают исключительным зрением: так, к примеру, орел может заметить мышь в поле на расстоянии 1-2 км.
Птицы практически лишены обоняния, поэтому орган зрения берет на себя основную функцию. Глаз птицы видит острее глаза человека, к тому же глаза анатомически расположены по бокам головы: такая локализация обеспечивает больший угол обзора.
Строение глаза птиц поражает! Его особенностью является чрезвычайно подвижный хрусталик. Двойной аккомодацией у птиц называется способность хрусталика не только перемещаться вперед-назад, но и менять свою кривизну, что обеспечивают отличную настройку на наилучшее видение. Даже роговица глаза птицы способна в некоторой степени менять свою кривизну.
Орган слуха развит хорошо, включает внутреннее и среднее ухо. Развитый орган слуха дополняет способность птиц издавать звуки: так они обмениваются важной информацией друг с другом. Голосовые связки, орган голосообразования, находятся в нижней гортани (певчей).
Птицы раздельнополые животные. Мужские половые железы представлены парными семенниками, от которых начинаются семяпроводы. У голубей перед впадением в клоаку семяпроводы образуют расширение — семенные пузырьки. Специальные копулятивные органы отсутствуют.
Женская половая система представлена единственным яичником (второй редуцирован для облегчения веса), отходящими от них яйцеводам, которые открываются в клоаку.
Оплодотворение внутреннее — происходит внутри материнского организма, в яйцеводе.
Для всех птиц характерен особый орган — сумка Фабрициуса, открывающаяся протоком в нижнюю часть клоаки со стороны спины. Фабрициева сумка, как и тимус, — орган иммунной защиты птиц.
Бескилевые птицы
Представители этого отряда характеризуются слабо развитыми крыльями, вследствие чего они неспособны к полету. Этот факт привел к развитию у них выраженной способности к бегу. Например, страусы могут развивать скорость до 70 км/час.
В самом названии отряда заложена главная подсказка: у этих птиц отсутствует киль, костный вырост грудины. В связи с отсутствием способности к полету их кости не имеют воздухоносных полостей. К данному отряду относятся страусы и новозеландский киви.
Пингвины
Пингвины — немногочисленная группа птиц, преимущественно обитающих на побережье Антарктиды в Южном полушарии. Способность к полету у них отсутствует, однако они отлично плавают: их передние конечности превратились в ласты. На грудине имеется киль.
Передвигаются пингвины, опираясь на хвост, не строят гнезд. Крупные виды пингвинов держат яйца на перепонках лап, пряча под большую складку кожи на животе, насиживают стоя.
Строение яйца птицы
По мере прохождения оплодотворенного яйца по яйцеводу оно покрывается белковой, волокнистой и скорлуповыми оболочками, которые надежно его защищают. Собственно яйцом является желток — запас питательных веществ для зародыша, представленного зародышевым диском.
Желток фиксируется в яйце белковыми жгутиками (нитями), которые, скручиваясь, образуют халазы — канатики из белка. Халазы подвешивают желток в яйце, предохраняют его от механических повреждений и обеспечивают нужное положение, при котором зародышевый диск всегда находится сверху.
Белок в яйце выполняет защитную и запасающую функции, обеспечивает зародыш водой. В яйце имеется воздушная (дыхательная) камера, в которой происходит газообмен с окружающей средой — без газообмена дыхание зародыша остановится, он погибнет.
Птицы откладывают яйца с плотными защитными оболочками, в которых развивается зародыш. Чтобы птенец успешно вылупился, нужна повышенная температура (около 37-38°C) — самка принимается насиживать яйца. Высиживание занимает около 6 недель.
Выводковые и гнездовые птицы
Настает счастливый момент начала новой жизни — рождение птенца. Однако при множественных наблюдениях легко заметить, что у одних птиц рождаются птенцы, которые уже через несколько часов самостоятельно могут ходить, летать — такие птицы называются выводковые.
Птенцы выводковых птиц после вылупления покрыты пухом, хорошо слышат. К выводковым птицам относятся гусеобразные, курообразные, дрофы, журавли, водоплавающие птицы — утки, пингвины.
У других птиц птенцы слепые, глухие, не умеющие ходить: они нуждаются в тщательной защите и выкармливании. Такие птицы называются гнездовые. Их птенцы голые или слабоопушенные. К ним относятся воробьи, дятлы, голуби, попугаи, кукушки, стрижи и колибри.
Птицы и их образ жизни
По образу жизни птицы подразделяются на оседлых, кочующих и перелетных.
Оседлые птицы живут в пределах небольшой территории и редко покидают ее пределы. Такой образ жизни птиц характерен в местах обитания, где сезонные изменения не затрагивают доступность корма: в тропических и субтропических зонах.
Помните, что для птиц не страшна низкая температура зимой — они теплокровные! Гораздо важнее доступность корма.
Кочующими птицами называют тех, которые постоянно перемещаются с места на место в поисках пищи вне сезона размножения. Они могут совершать перелеты на сотни километров, но обычно не покидают той природной зоны, в которой гнездятся.
Перелетные птицы совершают регулярные сезонные миграции между местами гнездовий и зимовок. Они преодолевают тысячи километров.
Значение птиц
Птицы, как и все живые существа, являются звеном в цепи питания (консументы). Питаются насекомыми, регулируя их численность. Хищные птицы — санитары леса, питаются ослабленными и больными животными. Имеют важное эстетическое значение: их внешний вид впечатляет, а раннее утреннее пение приносит нам порой истинное удовольствие 🙂
С древних времен люди занимаются птицеводством, дающим множество продуктов, без которых трудно представить наше существование. Мясо домашних птиц богато полезными веществами, питательно, как и куриные яйца. В настоящее время процессы разведения птиц механизированы: их выращивают в специальных инкубаторах.
© Беллевич Юрий Сергеевич 2018-2021
Данная статья написана Беллевичем Юрием Сергеевичем и является его интеллектуальной собственностью. Копирование, распространение (в том числе путем копирования на другие сайты и ресурсы в Интернете) или любое иное использование информации и объектов без предварительного согласия правообладателя преследуется по закону. Для получения материалов статьи и разрешения их использования, обратитесь, пожалуйста, к Беллевичу Юрию.
Источник