Происхождение пресмыкающихся

Рептилии произошли от древних земноводных – стегоцефалов. Первые пресмыкающиеся, возникшие в каменноугольном периоде, по внешнему облику и внутреннему строению были очень близки к стегоцефалам. Например, наличие у рептилий третьего, теменного глаза, типичного также для древних кистеперых рыб и амфибий. Дальнейшее развитие этой группы шло под влиянием изменившихся климатических условий: поднятие суши, климат стал более сухой и холодный, резко сократились площади заболоченных земель. Потребность в перемещении на большие расстояния в поисках воды, освоение отдаленных от водоемов пространств, требовали существенной перестройки организации.

В этих условиях выживали преимущественно те земноводные, у которых была более сухая кожа (защита от иссушения), более развитые легочные мешки (дыхание атмосферным воздухом), которые могли откладывать яйца в плотной оболочке с большим запасом питательных веществ (размножение на суше), которые имели более совершенное строение конечностей (передвижение по твердому субстрату). От таких древних земноводных могли произойти первые настоящие пресмыкающиеся – котилозавры, которые дали все разнообразие рептилий, а в дальнейшем птиц и млекопитающих.

Класс ПТИЦЫ

Класс птиц объединяет более 8 тысяч видов высших специализированных позвоночных, приспособившихся к полету. Представители класса широко распространены по земному шару. Они обитают в самых различных местах. Птицы близки к пресмыкающимся и рассматриваются как их прогрессивная ветвь. Подъем уровня организации птиц по сравнению с рептилиями проявляется в более высоком уровне развития нервной системы, а в связи с этим и в более разнообразном и совершенном приспособительном поведении; в развитой способности к терморегуляции, определяющей высокую температуру тела; в возможности летать в воздухе при сохранении способности к передвижению по земле или лазанью; в более совершенном размножении, заключающемся в высиживании яиц и выкармливании птенцов.

Размеры птиц широко варьируют: от самых мелких (например, колибри величиной со шмеля) до наиболее крупных (например, африканские страусы высотой до 2,5 м). Форма тела птиц, длина и форма крыла, а также форма клюва, ног разнообразна и зависит от характера полета, способа добычи пропитания, среды обитания. А вот в облике и строении птиц много общего.

Голова у птиц маленькая и легкая. На ней помещаются клюв, глаза и слуховые отверстия. Клюв образован вытянутой верхней и нижней челюстями, которые покрыты роговым чехлом.

Верхняя часть клюва называется надклювье, а нижняя – подклювье. Основание надклювья у ряда птиц (например, голубей, дневных хищников) одето вздутой беловатой кожицей – восковицей. Она выполняет функцию осязания. Над восковицей лежат парные наружные ноздри. Глаза, помимо верхнего и нижнего века, снабжены мигательной перепонкой. Книзу и позади каждого глаза находится по округлому слуховому отверстию, ведущему в неглубокий наружный слуховой канал - наружное ухо. Голова соединена с подвижной, обычно длиной шеей.

Тело плотное, обтекаемое. Передние конечности превращены в органы полета – крылья. Задние конечности у многих птиц небольшие, в полете прижимаются к туловищу. Коленный сустав задних конечностей скрыт под оперением. Нижний их отдел покрыт роговыми щитками. На концах пальцев, которых обычно бывает четыре, имеются когти. Хвост развит слабо.

Покровы тела. Снаружи тело птицы покрыто перьями (за исключением клюва и нижних отделов задних конечностей). Перья – роговые производные эпидермиса. Их различают по строению и функциям (терморегуляция, защита кожи от повреждения, двигательный аппарат, увеличение несущей поверхности тела в воздухе, уменьшение трения при соприкосновении тела с воздушной средой в полете). Снаружи находятся контурныеперья. В их состав входит полый стержень, к которому прикреплены две боковые пластинки – опахало. Нижняя часть стержня, погруженная в кожу, - очин, а верхняя – ствол. Опахало состоит из многочисленных бородок первого порядка. Последние снабжены мелкими крючочками, сцепляющими бородки. Благодаря этому опахало представляет собой упругую эластичную пластинку.

В зависимости от места расположения контурные перья разделяют на две группы. Так, длинные перья по заднему краю передней конечности, формирующие лопасть крыла, называют маховыми. Длинные перья хвоста – рулевые, покрывающие верхнюю часть крыла – верхние кроющие крыла, верхнюю часть хвоста – надхвостье и т.д.

Под контурными перьями располагаются мелкие пуховые перья. Стержень их короткий, бородок второго порядка нет, в связи с этим опахало не образует сомкнутую пластинку. Если стержень пухового пера так укорочен, что бородки отходят от него единым пучком, перо называют собственно пухом. Среди пуха сидят нитевидные перья, которые представляют собой пуховые перья без бородок. Также существуют щетинки и порошковые перья.

Перья регулярно подвергаются смене. У многих птиц в году бывает не одна, а две или три линьки. Характер линьки у птиц различен. Хищные и насекомоядные птицы, ловящие добычу в воздухе, линяют постепенно и не теряют способности к полету. Другие птицы меняют перьевой покров почти сразу, при этом многие из них перестают летать.

Перья расположены по телу неравномерно, а лишь на некоторых участках (птеридиях). Часть участков кожи лишена перьев (аптерии). Кожа птиц тонкая, сухая. Кожные железы отсутствуют. Имеется лишь копчиковая железа, расположенная на спинной стороне у основания хвоста.

Мускулатура птиц в связи с разнообразием движений (например, полет, хождение, лазанье) представлена гораздо большим числом мышц, чем у рыб, амфибий и рептилий.

На спинной стороне тела мышц почти нет. Основная их масса находится на брюшной стороне. При этом наиболее крупные мышцы (большие грудные), приводящие в движение конечности, располагаются на туловище, а к самим конечностям идут сухожилия. Особенно сильно развиты грудные мышцы, прикрепляющиеся к килю грудины и достигающие 20% от общей массы птицы. Они участвуют в опускании крыла. Лежание под ними подлючичные мышцы поднимают крыло и имеют несколько меньшую массу.

Скелет птиц отличается рядом особенностей, связанных с приспособлением к полету и хождению по суше только на задних конечностях. Таковы своеобразные видоизменения конечностей и поясов, легкость и прочность всего скелета. Легкость его обеспечивается пневматичностью большинства костей, прочность – срастанием многих костей еще на ранних стадиях индивидуальной жизни.

Череп птиц представлен большой тонкостенной мозговой коробкой, огромными глазницами, беззубыми челюстями. Ряд костей черепа пневматичен. У взрослых особей кости черепа полностью срастаются. Эти особенности строения обуславливают прочность и легкость черепной коробки. С первым шейным позвонком череп сочленяется одним мыщелком.

Позвоночник птиц состоит из шейного, грудного, поясничного, крестцового и хвостового отделов.

Шейный отдел длинный, очень подвижный, состоит из 11-25 позвонков. Два первых шейных позвонка – атлант и эпистрофей - имеют типичное для позвоночных строение. Тела других шейных позвонков имеют седлообразную форму. Таким образом обеспечивается высокая подвижность шеи.

Грудные позвонки в числе 3-10 сращены между собой и со сложным крестцом. Грудные позвонки несут ребра, которые своими нижними концами прикреплены к грудине и образуют грудную клетку. Ребро состоит из двух отделов: спинного и грудного. Эти части ребра подвижно соединены друг с другом и образуют угол, направленный вершиной назад. В связи с таким строением ребер грудина при сокращении соответствующих мышц может то отодвигаться, то приближаться к позвоночнику. В итоге меняется объем грудной клетки, что имеет значение при дыхании. Грудина также имеет характерное для птиц строение. Она широкая, слегка выгнутая наружу. К ее краям причленяются грудные ребра. У огромного большинства современных птиц грудина несет костный киль, к которому слева и справа прикрепляются мышцы, приводящие в движение крылья. Лишь немногие виды (например, страусовые), утерявшие способность летать, не имеют киля. Их грудина слегка выпуклая.

Поясничные позвонки полностью срастаются между собой с подвздошными костями и с крестцовыми позвонками. С крестцовыми позвонками срастается и часть хвостовых. В итоге образуется характерный для птиц сложный крестец. Он имеет важное приспособительное значение в связи с опорой тела птиц только на задние конечности. Хвостовой отдел (6-9 позвонков) заканчивается вертикальной костной пластинкой – копчиковой костью (пигостиль). Копчик служит основой для прикрепления рулевых перьев.

Передние конечности птиц в связи с приспособлением к полету имеют ряд особенностей. Пояс этих конечностей состоит из лопатки, каракоида и ключицы. Лопатка длинная, она лежит на ребрах, по которым может свободно скользить. Каракоид (воронья кость) одним концом упирается в грудину, а другим срастается с лопаткой и ключицей, образуя место для причленения плеча. Левая и правая ключицы срастаются между собой и образуют характерную для птиц вилочку, придающую поясу передних конечностей упругость. Скелет крыла состоит из типичных для пятипалой конечности отделов. Плечо и предплечье существенно не изменены, а кисть имеет ряд особенностей. Запясье сильно редуцировано. Пясть состоит из сросшихся костей. Из пальцев сохраняются только 3: второй, третий и четвертый.

Прочность таза определяется срастанием крупных подвздошных костей со сложным крестцом. С подвздошными костями срастаются также крупные седалищные кости. Лобковые кости малы. Они присоединены к наружному краю седалищных.

Бедро типичного строения. Голень состоит из большой берцовой кости и приросшей к ней малой берцовой кости. К голени, еще в период эмбрионального развития, прирастает передний ряд косточек предплюсны. Срастание здесь столь полное, что у взрослой птицы швы не видны. Лежащий вслед за голенью отдел конечности называют цевкой. У взрослой птицы цевка состоит из одной длинной кости. Эмбрионально эта кость возникает в результате срастания костей плюсны и ряда костей предплюсны. Число пальцев у птиц чаще бывает 4, реже 3 и только в одном случае (у африканского страуса) – 2.

Органы пищеварения начинаются клювом. Зубов в нем нет. Клюв ограничивает ротовую полость. К ее дну прикреплен язык. Слюнные железы у разных видов развиты в разной степени. За ротовой полостью идет пищевод. У некоторых птиц он образует расширение – зоб.

Так, у голубей стенка зоба в период выкармливания птенцов выделяют жирное творожистое вещество – так называемое «молочко». Пищевод открывается в тонкостенный железистый желудок, где пища подвергается воздействию секрета пищевых желез. За железистым отделом желудка следует мускульный отдел желудка – здесь пища перетирается (у птиц для этой цели используются маленькие камешки, которые они заглатывают и выполняют роль жерновов). От механических повреждений внутренняя сторона мускульного отдела желудка выстлана роговой кутикулой.