Особенности птиц. Мускулатура. Органы кровообращения и дыхания

Мускулатура. Степень развития и характер распределения мускулатуры на теле птицы определяются прежде всего ее способностью к полету. Большая работа, выполняемая крыльями, привела к необходимости мощного развития грудной мускулатуры. Она сконцентрирована в области грудной кости, у центра тяжести.

Грудная мускулатура представляет собой целую систему мышц. Наиболее крупная из них и самая крупная у птиц вообще — большая грудная мышца. Она развивает основное усилие во время полета, опуская и одновременно вращая внутрь плечевую кость и соответственно все крыло. Большие грудные мышцы (правой и левой стороны) составляют до 25% веса тела птицы (колибри).

Под большой грудной мышцей находится ее антагонист — малая грудная, или подключичная, мышца. Она поднимает плечевой отдел крыла и вращает его наружу. Поскольку для осуществления подъема крыла во время полета не требуется столь большого усилия, как при ударах его вниз, эта мышца намного меньше предыдущей. Подключичный мускул достигает значительных размеров лишь у пингвинов, крылья-ласты которых, совершая во время ныряния винтообразные движения, развивают одинаковое усилие при подъеме и опускании.

Мускулатура предплечья и кисти значительно слабее грудной. Тем не менее она весьма сложна. Помимо мускулов, сгибающих и разгибающих локтевой и кистевой суставы, здесь сосредоточено большое количество мелких мышц, управляющих движением отдельных пальцев передней конечности. В результате первый и второй пальцы крыла способны к весьма разнообразным и сложным движениям, а сидящие на них крылышко и самые крупные маховые перья, образующие вершину крыла, могут благодаря этому принимать различные положения. Без этого механизма невозможен маневренный полет птицы.

В связи со сложностью движений, выполняемых задними конечностями, шеей и хвостом, мускулатура этих частей тела также хорошо развита. В движении хвоста, например, участвуют несколько мышц, осуществляющих его подъем и опускание, отведение в сторону, поворот, а также складывание и развертывание. Мускулатура шеи, естественно, еще сложнее и разнообразнее, но более всего дифференцированы у птиц мышцы задних конечностей. Здесь насчитывается около 30 отдельных мускулов, управляющих разнообразными движениями бедра, голени, цевки и пальцев.

В целом, по сравнению с представителями других классов позвоночных, мышцы птиц состоят из более тонких волокон; они относительно очень плотные и обладают повышенным обменом веществ. Эти особенности мышечной ткани определяют характерную для большинства птиц способность к чрезвычайно быстрым и резким движениям, а также к длительному напряжению во время дальних перелетов.

Органы кровообращения и дыхания. Большая работа, затрачиваемая птицей при полете, требует совершенного устройства кровеносной и дыхательной систем.

Сердце птиц способно выносить очень большую нагрузку. Частота его ударов у мелких птиц достигает в спокойном состоянии нескольких сотен раз в минуту и удваивается во время полета. Размеры сердца крупные, но они зависят от образа жизни и величины птицы. Чем она мельче и подвижнее, тем относительно крупнее ее сердце: у колибри его вес составляет 2,4%, у пеночек — около 1,8%, а у редко летающего фазана — всего 0,4% веса тела. Сердце у птиц, как и у млекопитающих, четырехкамерное, вследствие чего не происходит смешения венозной и артериальной крови. Это значительно повышает интенсивность снабжения тканей кислородом.

В дыхательной системе птиц поражает чрезвычайная эффективность легких при относительно очень малых размерах, что возможно благодаря совершенно особому их строению. Легкие представляют собой связанную в различных направлениях сквозную систему трубочек и воздушных капилляров, лишенных, в противоположность легким млекопитающих, альвеол. Благодаря этому воздух в легких может распространяться во всех направлениях.

Другая особенность дыхательной системы птиц — тонкостенные эластичные выросты легких — воздушные мешки. Объем их весьма значителен (10,5 л у пеликанов) — намного больше, чем легких. Газообмена в них не происходит, но благодаря воздушным мешкам в организме всегда имеется неиспользованный кислород. При участии воздушных мешков обмен газов в легких может осуществляться не только при вдохе, но и при выдохе (так называемое двойное дыхание).

Смена воздуха в легких и воздушных мешках происходит вследствие дыхательных движений грудной клетки, которые совершаются как в состоянии покоя, так и во время полета. Частота дыхания в полете увеличивается во много раз: у воробья, например, с 50 до 200 раз в минуту. В результате птица обычно не испытывает недостатка в кислороде, так как чем быстрее она летит, тем интенсивнее происходит газообмен в ее легких.

Помимо участия в процессе дыхания, воздушные мешки имеют терморегуляционное значение. Образуя воздушную прослойку между органами, они тем самым защищают тело птицы от излишней потери тепла, а во время длительного полета — от перегрева.

Водоплавающие птицы, регулируя количество воздуха, содержащегося не только в перьевом покрове, но и в воздушных мешках, могут произвольно изменять свой удельный вес, что особенно важно при нырянии.