Анатомия птицы: систематическое положение, внешнее строение и особенности вскрытия сизого голубя

Систематическое положение объекта исследования. Изучение анатомии птиц традиционно начинается с определения систематического положения объекта. Сизый голубь (Columba livia, forma domestica) относится к подтипу Позвоночные (Vertebrata), классу Птицы (Aves) и отряду Голубеобразные (Columbiformes). Данный вид является классическим модельным объектом для учебного препарирования благодаря своим размерам, доступности и типичности организации. Понимание систематики необходимо для корректной интерпретации анатомических особенностей и сравнения с другими представителями класса.

Материалы и оборудование для препарирования. Для успешного проведения вскрытия на одного-двух студентов требуется подготовить следующий набор инструментов и материалов: свежеумерщвленный голубь, анатомическая ванночка, скальпель, пинцет, хирургические ножницы, две препаровальные иглы, стеклянная трубочка с оттянутым концом, нитки (около 20 см), гигроскопическая вата, две марлевые салфетки и лупа с 4-6-кратным увеличением. Качественная подготовка оборудования обеспечивает сохранность тонких структур и облегчает выполнение последующих этапов работы.

Задания к лабораторной работе. В ходе практического занятия необходимо ознакомиться с внешним видом птицы, провести вскрытие и изучить особенности строения основных систем органов, начиная с кровеносной системы. Результаты работы фиксируются в виде следующих рисунков: схема кровеносной системы, общая топография внутренних органов, мочеполовая система (особи противоположного пола по сравнению с вскрываемым объектом) и строение пера (махового или рулевого). Схематичные зарисовки помогают структурировать полученные знания и запомнить пространственное расположение органов.

Внешнее строение и перьевой покров. Телосложение птицы отличается относительно небольшой головой, длинной подвижной шеей, компактным плотным туловищем и сильно редуцированным хвостом, который представляет собой небольшой конический выступ. Все тело, за исключением клюва и нижних отделов задних конечностей, покрыто перьями. При изучении крупного пера крыла или хвоста выделяют полый внутри очин (calamus), погруженный в кожу, который переходит в плотный стержень (rhachis). От стержня отходят тонкие роговые пластинки — бородки (rami), несущие более мелкие пластинки — бородочки (radii), сцепляющиеся между собой крючочками (hamuli).

Рис. 95. Строение махового пера: А — общий вид; Б — схема строения опахала (сильно увеличено): 1 — очин; 2 — стержень; 3 — бородки; 4— бородочки; 5 — крючочки; 6 — наружное опахало; 7 — внутреннее опахало; 8 — пуховая часть опахала

Данная сложная структура образует по бокам стержня опахало (vexillum), которое подразделяется на наружное и внутреннее. Такое строение обеспечивает легкость и прочность пера. При механических воздействиях крючочки расцепляются, образуя щель, но птица, поправляя перо клювом, легко восстанавливает его целостность. В нижней части пера бородочки лишены крючочков, формируя пуховую часть опахала.

Типы перьев и их расположение. Перья, покрывающие тело, называются контурными или покровными. Они располагаются на определенных участках кожи — птерилиях, между которыми находятся голые участки — аптерии. Помимо контурных, на птерилиях различают нитевидные перья с редуцированными бородками и пуховые перья с тонкими длинными бородками без крючочков. Контурные перья придают телу обтекаемость, защищают кожу и выполняют терморегуляционную функцию, пуховые усиливают теплозащиту, а нитевидные выполняют осязательную роль.

Рис. 96. Расположение птерилий (7) и аптерий (2) на коже голубя

Рис. 97. Специализированные типы пера: А — нитевидное перо; Б — пуховое перо

Несущие плоскости крыла образованы маховыми перьями, которые подразделяются на первостепенные (прикрепляются к кисти), второстепенные (к предплечью) и третьестепенные (к коже плеча). На рудименте первого пальца расположены плотные перья, образующие крылышко (alula). Хвост сформирован крупными рулевыми перьями, основания которых прикрыты кроющими перьями хвоста.

Рис. 98. Схема скелета крыла и расположения маховых перьев: 1 — первостепенные маховые; 2 — второстепенные маховые; 3 — третьестепенные маховые; 4— крылышко; 5 — связка, укрепляющая основания маховых перьев; 6 — кожная летательная перепонка; 7 — плечо; 8 — лучевая кость; 9 — локтевая кость; 10— кисть; II — фаланга 1 пальца

Особенности строения крыла и клюва. Перья крыла, черепицеобразно налегая друг на друга, образуют сплошную плоскость. Подвижность крыла хорошо выражена лишь в одной плоскости, что увеличивает его прочность. В формировании плоскости участвует летательная перепонка (patagium), сглаживающая локтевой сгиб. Изменяя степень раскрытия крыла и веер хвоста, птица регулирует режим полета, взлет и посадку. Вытянутые челюсти, покрытые роговым чехлом (rhamphotheca), образуют клюв, форма которого отражает пищевую специализацию вида.

Голова, ротовая полость и органы чувств. По бокам головы расположены крупные глаза с подвижными веками и мигательной перепонкой. Кзади от глаз находится наружный слуховой проход, ведущий к барабанной перепонке. Евстахиева труба соединяет полость среднего уха с ротовой полостью. Зубы у птиц отсутствуют. На дне ротовой полости лежит подвижный заостренный язык, позади которого находится гортанная щель, ведущая в верхнюю гортань (larynx). Глотка переходит в пищевод. У основания хвоста расположено отверстие клоаки (cloaca), а на спинной стороне прощупывается копчиковая железа.

Методика вскрытия птицы. Для вскрытия птицу укладывают на спину и делают продольный разрез кожи от клоаки до основания шеи, стараясь не повредить тонкостенный зоб. Затем скальпелем делают глубокие разрезы по бокам киля грудины, отслаивают мощные грудные мышцы (musculus pectoralis), отвечающие за опускание крыла, и обнажают надкоракоидную мышцу (musculus supracoracoideus), поднимающую крыло.

Рис. 99. Последовательность проведения вскрытия птицы: А — разрез кожи; Б — сдвигание мышц; В — разрез ребер и снятие грудины: I — киль грудины; 2 — грудная мышца; 3 — надкоракоидная мышца; 4 — вилочка; 5 — коракоид; 6 — пучок кровеносных сосудов; 7 — ребра; 8 — зоб

Далее ножницами разрезают брюшную стенку и ребра, соблюдая осторожность, чтобы не повредить крупные кровеносные сосуды. Перерезают вилочку (слившиеся ключицы) и коракоиды, после чего снимают грудину, подрезая соединительнотканные пленки. Брюшную стенку разрезают до клоаки и отводят кожно-мускульные лоскуты в стороны, открывая доступ к внутренним органам.

Топография внутренних органов. При вскрытии через трахею можно подуть в стеклянную трубочку, чтобы наполнить сохранившиеся воздушные мешки, которые видны в виде тонкостенных прозрачных полостей по бокам кишечника. Ознакомившись с общим расположением органов (сердце, печень, желудок, кишечник), приступают к последовательному изучению систем. Топографически в передней части полости тела лежит сердце, прикрытое околосердечной сумкой, а под кожей шеи располагается зоб.

Рис. 100. Общая топография внутренних органов голубя: 1 — грудная мышца; 2 — надкоракоидная мышца; 3 — воздушные мешки; 4— сердце; 5 — безымянные артерии; 6 — трахея; 7— пищевод; 8— зоб; 9— мускульный желудок; 10— печень; 11 — селезенка; 12 — петли кишечника

Кровеносная система. Сердце птиц четырехкамерное, состоит из двух предсердий и двух желудочков, что обеспечивает полное разделение артериального и венозного кровотока. От правого желудочка отходит легочная артерия (arteria pulmonalis), несущая венозную кровь к легким. Окисленная кровь возвращается по легочным венам (venae pulmonales) в левое предсердие. От левого желудочка отходит правая дуга аорты (arcus aortae dexter), от которой сразу отделяются мощные безымянные артерии (arteriae anonymae), снабжающие кровью переднюю часть тела.

Рис. 101. Схема кровеносной системы голубя: А — общий вид; Б — вскрытое сердце: 1 — правое предсердие; 2 — левое предсердие; 3 — левый желудочек; 4 — правый желудочек; 5 — легочная артерия; 6 — легочная вена; 7 — правая дуга аорты; 8 — правая безымянная артерия; 9 — левая безымянная артерия; 10 — спинная аорта; и другие

Далее аорта поворачивает на спинную сторону и идет как спинная аорта (aorta dorsalis), отдавая ветви к внутренним органам и задним конечностям. Венозная система характеризуется наличием мощных яремных вен (venae jugulares), собирающих кровь от головы, и формированием передних и задней полых вен, впадающих в правое предсердие. У птиц наблюдается частичная редукция воротной системы почек.

Дыхательная система. Дыхательные пути начинаются с ноздрей и хоан, ведущих в ротовую полость. Далее воздух проходит через гортанную щель в трахею, которая разделяется на два бронха. Характерной особенностью птиц является наличие нижней гортани (syrinx) — голосового аппарата, расположенного у места разделения трахеи. Колебания голосовых перепонок и полулунной складки при прохождении воздуха служат источником звуков.

Рис. 102. Нижняя гортань голубя: А — внешний вид; Б — продольный разрез: 1 — трахея; 2 — бронхи; 3 — нижнее кольцо трахеи; 4 — голосовая перепонка; 5 — козелок; 6 — полулунная складка; 7 — бронхо-трахейные мышцы

Легкие у птиц небольшие, плотные и губчатые. От них отходят тонкостенные воздушные мешки, которые при вскрытии обычно повреждаются. Благодаря движениям грудной клетки и эластичности воздушных мешков через легкие проходит непрерывный поток воздуха как на вдохе, так и на выдохе, что обеспечивает интенсивное насыщение крови кислородом.

Пищеварительная система. Пищеварительная система начинается ротовой полостью и длинным пищеводом. У голубей пищевод образует расширение — зоб (ingluvies), служащий для накопления, размягчения и частичного переваривания пищи. В период размножения стенки зоба продуцируют творожистое «молочко» для выкармливания птенцов. За пищеводом следует железистый желудок (proventriculus), где пища обрабатывается ферментами, и мускульный желудок (ventriculus) с мощными стенками и твердой кутикулой.

Рис. 103. Схема пищеварительной системы голубя: А — общий вид; Б — вскрытый желудок: 1 — пищевод; 2 — зоб; 3 — железистый желудок; 4 — мускульный желудок; 5 — двенадцатиперстная кишка; 6 — поджелудочная железа; 7 — печень; 8 — желчные протоки; 9 — селезенка; 10 — петли тонкой кишки; 11 — прямая кишка; 12 — клоака; 13 — слепые кишки; 14 — кутикула; 15 — вход в двенадцатиперстную кишку

От желудка отходит двенадцатиперстная кишка, охватывающая поджелудочную железу. Печень у голубя лишена желчного пузыря. Тонкая кишка переходит в короткую прямую, впадающую в клоаку. На границе тонкой и прямой кишки расположены парные слепые выросты. Такое строение обеспечивает эффективное переваривание и измельчение пищи при отсутствии зубов.

Мочеполовая система. Почки птиц метанефрического типа, крупные, дольчатые, плотно прилегают к тазовому поясу. От каждой почки отходит тонкий мочеточник (ureter), впадающий непосредственно в клоаку. Мочевой пузырь отсутствует. Над передним краем почек располагаются мелкие надпочечники. У самцов имеются парные бобовидные семенники (testis) с придатками, от которых отходят семяпроводы (vasa deferentia), открывающиеся в клоаку.

Рис. 104. Мочеполовая система голубя: А — самец; Б — самка: 1 — почки; 2 — мочеточник; 3 — полость клоаки; 4 — надпочечник; 5 — семенник; б — придаток семенника; 7 — семяпровод; 8 — семенной пузырек; 9 — яичник; 10 — левый яйцевод; 11 — воронка яйцевода; 12 — остаток правого яйцевода; 13 — прямая кишка; 14 — мочевое отверстие; 15 — половое отверстие

У самок функционирует только левый яичник (ovarium) и левый яйцевод (oviductus). Созревшая яйцеклетка попадает в воронку яйцевода, где происходит оплодотворение. Продвигаясь по яйцеводу, яйцо покрывается белковой оболочкой, подскорлуповыми пленками и известковой скорлупой. Все системы открываются в клоаку — универсальный выводной отдел кишечника и мочеполовых путей.

Сведения об авторах и источниках:

Авторы: Карташев Н. Н., Соколов В. Е., Шилов И. А.

Источник: Практикум по зоологии позвоночных

Данные публикации будут полезны студентам биологических специальностей, изучающих зоологию и сравнительную анатомию, а также всем, кто интересуется эволюционной морфологией и строением примитивных хордовых животных.