Биология. Класс Птицы

В настоящее время известно более 8 500 видов птиц. Большинство птиц приспособлены к полету, и средой их обитания является воздух. Но есть и нелетающие птицы, которые обитают в воде (пингвины) или на суше (страусы, киви).

Ароморфозы класса:

1) 4-камерное сердце и полное разделение крови на артериальную и венозную,

2) постоянная температура тела (теплокровность),

3) более сложное строение дыхательных путей.

Все строение тела птиц отражает их приспособленность к полету. Тело имеет обтекаемую форму и разделено на голову, шею, туловище, крылья, ноги и хвост. За счет длинной шеи голова очень подвижна и может поворачиваться даже на 360°.

Кожа птиц очень тонкая и сухая, желез почти нет. Имеется только копчиковая железа у основания хвоста, которая выделяет жир. Этим жиром птицы смазывают перья. На пальцах ног имеются когти, а на ногах – роговые щитки, как у пресмыкающихся. Тело птиц покрыто перьями, которые также являются производными кожи, как и роговые щитки у рептилий.

Перья бывают контурные и пуховые. Контурные перья более плотные, они формируют внешний контур птицы. Такое перо состоит из стержня и опахала. Часть стержня, погруженная в кожу, называется очин. Опахало образовано роговыми пластинками – бородками, которые отходят в стороны от стержня – это бородки I порядка. Далее от них отходят бородки II порядка, которые усажены мелкими крючочками, скрепляющими бородки между собой.

Пуховые перья образованы тонким стержнем и бородками только I порядка – такие перья образуют теплоизоляционный слой, согревающий животное.

Контурные перья располагаются на:

1) хвосте – это крупные жесткие рулевые перья, управляющие полетом.

2) крыльях – маховые перья, служащие опорой птице при полете.

3) туловище – мелкие мягкие кроющие перья, покрывающие тело и формирующие обтекаемый контур.

Перья заменяются во время линьки.

Скелет легкий и прочный. Трубчатые кости имеют полости, заполненные воздухом, что сильно облегчает вес тела птицы.

Все кости черепа плотно срастаются. Различают округлую мозговую коробку, беззубые верхнюю и нижнюю челюсти, покрытые роговым чехлом и образующие клюв. Отсутствие зубов также объясняется облегчением тела птицы для полета. В черепе заметные крупные глазницы, вмещающие большие глаза.

Позвоночник состоит из 5 отделов:

1) шейный (до 25 позвонков). Как и у рептилий, первые два позвонка (атлант и эпистрофей) имеют необычную форму, обеспечивающую подвижность головы.

2) грудной (5 позвонков). Грудные позвонки срастаются между собой и образуют прочную опору для тела во время полета. Хорошо развита грудная клетка. Ребра состоят из двух частей: верхней, которая соединяется с позвоночником, и нижней, которая соединяется с грудиной. Эти две части ребра соединяются под углом, придавая значительную подвижность грудине.

Грудина имеет особый вырост – киль, к которому крепятся мышцы, опускающие крыло.

3) поясничный,

4) крестцовый. Позвонки поясничного и крестцового отдела прочно срастаются между собой и с костями тазового пояса, формируя прочную основу для ног.

5) хвостовой. Позвонки этого отдела также срастаются в единую кость – пигостиль.

1 – нижняя челюсть, 2 – верхняя челюсть, 3 – череп, 4 – шейный отдел позвоночника, 5 – ключицы, 6 – вороньи кости, 7 – лопатка, 8 – плечо, 9 – предплечье, 10 – пряжка, 11 – фаланги пальцев, 12 – грудная клетка, 13 – грудина, 14 – киль, 15 – крестец, 16 – хвостовой отдел позвоночника (пигостиль), 17 – копчиковая кость, 18 – бедро, 19 – голень, 20 – цевка, 21 – фаланги пальцев

Передние конечности. Пояс передних конечностей состоит из 3 пар костей: вороньих, лопаток и ключиц. Ключицы срастаются, образуя вилочку.

Крыло представляет из себя видоизмененную переднюю конечность. В нем выделяют плечо (плечевая кость), предплечье (локтевая и лучевая кости) и кисть (запястье, пясть и фаланги пальцев). Кости запястья и пясти сливаются в общую кость – пряжку. Из пяти пальцев остаются только 3.

Задние конечности. Пояс задних конечностей (тазовый пояс) образован 3 парами костей, которые срастаются между собой и с крестцовым отделом: подвздошные, лобковые и седалищные.

Свободная задняя конечность состоит из бедра (бедренная кость), голени (сросшиеся большая и малая берцовые) и стопы (предплюсны, плюсны и фаланг пальцев). Кости предплюсны и плюсны срастаются и образуют цевку. На ногах насчитывается 4 пальца, из которых, как правило, 3 направлены вперед, а 1 – назад. Такое расположение пальцев позволяет удерживаться на ветвях деревьев.

Мышцы. У летающих птиц наиболее сильно развиты мышцы груди. Масса мышц, опускающих крыло, у хороших летунов может достигать 25% общей массы тела. У бегающих птиц лучше развиты мышцы ног.

ПС начинается с клюва. Слюнных желез либо нет, либо они развиты слабо. Жевать птицы не мог, поэтому они заглатывают пищу целиком, не размельчая → глотка → зоб → пищевод → желудок состоит из 2 отделов. В железистом отделе пища переваривается од действием желудочного сока. Мускульный отдел имеет толстые мышечные стенки. Здесь пища подвергается измельчению благодаря сокращению стенок. Птицы специально заглатывают камешки, которые помогают измельчению пищи в этом отделе. Затем пища переходит в тонкий кишечник, в который открываются протоки печени и поджелудочной железы → короткий толстый кишечник → клоака.

Для птиц характерна высокая интенсивность пищеварения – зерно переваривается за 2 – 3 часа, а насекомые – всего за 1 час. Это связано с тем, что птицам для полета необходимо много энергии и желательно как можно чаще освобождать пищеварительный тракт, чтобы вес тела был меньше.

ВС: почки → мочеточники → клоака. Мочевого пузыря нет.

НС. В головном мозге птиц те же 5 отделов, что и у рептилий. Наиболее развит передний мозг, который обусловливает сложное поведение птиц. Хорошо развит мозжечок, координирующий сложные движения птиц в полете.

ОЧ. Очень хорошо развито зрение. Глаза имеют верхнее и нижнее веки, а также внутреннее (третье) веко. Птицы способны различать цвета. Острота их зрения превосходит в несколько раз остроту зрения человека. Так, сокол сапсан видит движущуюся добычу размером с галку на расстоянии около 1 км.

Орган слуха, как и у пресмыкающихся, содержит внутреннее и среднее ухо. Среднее ухо содержит слуховую косточку и отделяется от внешней среды барабанной перепонкой. Появляется наружное ухо в виде наружного слухового прохода. Тонкий слух имеют хищные ночные птицы (совы, филины). Функцию ушной раковины (улавливание звуков) у них выполняют подвижные перья.

Вкусовые рецепторы расположены у птиц на языке и стенках ротовой полости. Обоняние у большинства птиц развито слабо.

КС. Сердце птиц четырехкамерное, состоит из 2 предсердий и 2 желудочков, в которых происходит полное разделение артериальной и венозной крови.

Все органы и ткани снабжаются чистой артериальной кровью, что обеспечивает интенсивное питание клеток, а значит, усиленный обмен веществ и общий подъем жизнедеятельности. Температура тела птиц постоянная и высокая – от 42° до 45°С. Теплокровность дает птицам большие преимущества перед рептилиями – позволяет заселять более холодные места обитания.

ДС. Легкие – небольшие плотные губчатые тела. Дыхательные пути начинаются ноздрями → гортань → трахея. В стенках трахеи имеются хрящевые кольца, которые препятствуют сжатию трубки при вдохе и выдохе. Трахея проходит вдоль шеи птицы впереди пищевода, и нижняя ее часть делится на 2 бронха, которые входят в легкие. Бронхи ветвятся и образуют бронхиолы – более тонкие трубки, стенки которых оплетены сетью кровеносных капилляров. Здесь происходит газообмен. Часть бронхов выходит за пределы легких и образует 5 пар тонкостенных выростов – воздушные мешки. Они расположены между органами и мышцами, под кожей и в трубчатых костях. Функции воздушных мешков:

1) хранение воздуха,

2) защита от перегрева в полете,

3) облегчение веса птицы,

4) предохранение органов от сотрясений и толчков.

В покое дыхательные движения осуществляются только за счет грудной клетки. В полете дыхание связано с движением крыльев.

Для птиц характерно двойное дыхание: газообмен в легких происходит и на вдохе, и на выдохе. Как это достигается? При вдохе «отработанный» воздух из легких поступает в передние воздушные мешки, а свежий воздух из внешней среды по трахее и бронхам наполняет легкие и задние воздушные мешки. При выдохе воздух из задних мешков поступает в легкие, а из передних воздушных мешков выталкивается в трахею и выводится наружу. Таким образом происходит постоянный ток воздуха через легкие и наиболее полное снабжение крови кислородом.