Птахи

Клас Птахи. Загальна характеристика класу. Сезонні зміни в житті птахів, гніздування, кочівля і перельоти. походження птахів

Птиці – наземні хребетні, що придбали постійну температуру тіла і здатність до польоту. Придбання здатності до польоту призвело до інтенсифікації обмінних процесів і виникнення абсолютно унікальних адаптацій.

Ряд рис у будові птахів зближує їх з рептиліями. У птахів відсутні шкірні залози, розвиваються рогові освіти в покривах – щитки на цівки, роговий чохол дзьоба, кігті. Тіло птахів вкрите пір’ям, які являють собою похідні рогових лусок рептилій. В залежності від розташування на тілі і функцій пір’я мають різні назви. Пір’я, що визначають контури тіла, називаються контурними. Під ними знаходяться пухові пера і справжній пух, що забезпечують термоізоляцію. Великі махові пера утворюють площину крила. Зверху і знизу їх частково прикривають пір’я, що криють. Пір’я хвоста називаються керманичами. Перо складається з стрижня, зануреного нижнім кінцем (очинить) в шкіру. До стрижня кріпляться м’язи, що забезпечують рух пера. В обидві сторони від стрижня відходять борідки першого порядку. На них розташовані борідки другого порядку. Зчіплюючись один з одним крючочками, борідки утворюють опахала пера. У пухових пір’я та пуху борідки другого порядку відсутні. Справжній пух має сильно укорочений стрижень.

Шкіра птахів тонка і суха, в ній відсутні шкірні залози. Виняток становить куприкова залоза, яка виділяє жироподобное секрет. Їм птиці змащують пір’я, що забезпечує еластичність пір’я і водовідштовхувальні властивості. Залоза розташовується біля основи хвоста.

Скелет птахів складається з хребта, черепа, скелета кінцівок і їх поясів. Частини скелета птахів істотно відрізняються своєю будовою від аналогічних частин скелета інших наземних хребетних. Ці відмінності пов’язані з пристосуваннями до польоту. Хребет птахів, як і рептилій, підрозділяється на шийний, грудний, поперековий, крижовий і хвостовий відділи. Для всіх відділів хребта, крім шийного та частини хвостового, характерно зрощення хребців між собою. Шийний відділ хребта дуже довгий і складається з різного числа хребців у різних видів птахів. Два перших шийних хребця – атлант і епістрофей, а також особливий тип зчленування інших хребців забезпечують рухливість шиї. Всі хребці грудного відділу міцно зростаються. До них причленяются ребра. Ребра складаються з двох частин, така будова ребер полегшує зміна обсягу грудної клітини, що дуже важливо для твору актів вдиху і видиху. Сусідні ребра з’єднані між собою відростками, завдяки чому збільшується міцність грудної клітки. Поперекові хребці також зливаються; спереду до них приростає останній грудний хребець, а ззаду – крижові і кілька хвостових хребців. Останні хвостові хребці теж зростаються в одну кістку, що дає опору рульовим пір’ю хвоста.

Для черепа птахів характерний великий мозковий відділ, що пов’язано з великими розмірами головного мозку. Тонкі кістки черепа зростаються до зникнення швів. У черепі розташовані дуже великі очниці. Щелепи представлені дзьобом, покритим роговим чохлом. Верхня частина дзьоба називається надклювьем, а нижня – піддзьобка. Зуби у птахів відсутні.

Передні кінцівки у птахів перетворені в крила. На землі птах пересувається тільки на задніх кінцівках. З цим пов’язані зміни в скелеті обох пар кінцівок і їх поясів. Пояс передніх кінцівок складається з парних лопаток, потужних воронячих кісток (коракоида) і ключиць, зростаються в вилочку. Крупна грудина допомогою ребер пов’язана з хребтом. Знизу грудина має спеціальний виріст – кіль. До нього прикріплюються потужні грудні м’язи, що забезпечують опускання крила. Передня кінцівка (крило) складається з плеча, передпліччя і кисті. Кістки плеча та передпліччя, аналогічні таким у наземних хребетних. Кістки зап’ястя і п’ясті зливаються і утворюють пряжку, в результаті кисть значно подовжується. У передній кінцівки птахів залишаються тільки три пальці. Міцне прикріплення задніх кінцівок до хребта досягається в результаті формування складного крижів, до якого кріпиться тазовий пояс. Тазовий пояс птахів утворений зрощеними кістками і називається відкритим, оскільки його ліва і права половини зростаються на черевній стороні. Це пов’язано з тим, що птахи відкладають великі яйця. Скелет задньої кінцівки птахів складається з стегна, гомілки і цівки, утвореної зрощеними кістками Передплесно і плесна. Мала гомілкова кістка сильно зменшена і приростає до великої гомілкової кістки. Для птахів характерно зменшення кількості пальців в задній кінцівки. Число пальців коливається від чотирьох до двох (страуси).

Більшу частину мускулатури тулуба складають м’язи, піднімають і опускають крила (підключичні – підйом крила і великі грудні м’язи – опускання крила). Вони кріпляться до грудини і її виросту – кілю. Довгі м’язи шиї забезпечують складні рухи голови. При пересуванні по землі птиці спираються тільки на задні кінцівки, тому їх мускулатура сильно розвинена і має складну будову.

Температура тіла птахів постійна, це забезпечується підвищеною інтенсивністю обміну речовин. Їжа в шлунково-кишковому тракті птахів перетравлюється дуже швидко завдяки активному дії травних ферментів і збільшенню поверхні всмоктування стінок кишечника. Дзьоб у птахів позбавлений зубів, і функцію подрібнення їжі бере на себе шлунок. Він складається з двох відділів: залозистого і м’язового. У залозистому шлунку їжа перетравлюється за допомогою секрету, що виділяється травними залозами. У м’язовому шлунку їжа обробляється механічно: вона перетирається в результаті скорочень його потужною мускулатури. Внутрішня поверхня цього відділу шлунка має щільну рогову вистилання і позбавлена залоз. У багатьох (головним чином рослиноїдних) птахів ефективному перетирання їжі в м’язовому шлунку сприяють дрібні камінці, що виконують роль жорен. Птахи спеціально заковтують ці камінчики під час годівлі. Їжа з рота потрапляє в глотку, а потім у стравохід, який у деяких птахів утворює спеціальне розширення – зоб. З зоба їжа потрапляє в шлунок. Зоб служить для накопичення і тимчасового зберігання їжі. Передній відділ тонкого кишечника називається дванадцятипалої кишкою. У нього відкриваються протоки підшлункової залози та печінки. На кордоні тонкого і товстого кишечника розташовуються парні сліпі кишки. Пряма кишка у птахів дуже коротка, неперетравлені залишки їжі в ній не накопичуються і швидко виводяться через клоаку назовні. 

Органами дихання є легені птахів. Крім легких в процесі дихання беруть участь повітряні мішки. Повітря надходить через ніздрі в ротову порожнину, звідти через гортань в довгу трахею. У місці розгалуження трахеї на два бронха натягнуті тонкі мембрани – голосові зв’язки. За рахунок коливання мембран, викликаних струмом повітря, птахи видають різноманітні звуки. Для нагнітання повітря в легені і його виштовхування використовуються тонкостінні повітряні мішки. Вони розташовані між усіма внутрішніми органами, а деякі навіть заходять в трубчасті кістки передніх кінцівок. Розширюючись і стискаючись при опусканні і підніманні грудини, вони прокачують повітря через легені. При вдиху велика частина повітря по бронху надходить в задні повітряні мішки, а невелика його порція потрапляє в легені. При видиху повітря із задніх повітряних мішків направляється в легені, а з легких – в передні повітряні мішки і звідти через трахею виводиться назовні. Таким чином, повітря проходить через легені і при вдиху, і при видиху. Це називається подвійним диханням. Такий механізм дихання забезпечує підвищений насичення крові киснем.

Кровоносна система птахів складається з двох кіл кровообігу – великого і малого. У птахів відбувається повне розділення артеріального і венозного струмів крові, оскільки в шлуночку серця утворюється повна перегородка. В результаті серце стає чотирикамерним. Легеневий (малий) коло кровообігу починається легеневою артерією, що несе кров з правого шлуночка в легені. З легких збагачена киснем кров надходить у ліве передсердя по парним легеневих венах. Права дуга аорти, що відноситься до великому колу кровообігу, бере початок з лівого шлуночка. Від неї відходять парні сонні артерії до голови і дуже великі артерії, що постачають кров’ю потужні грудні м’язи і передні кінцівки. Права дуга переходить в спинну аорту, від якої відходять судини до всіх органів.

У праве передсердя впадають три великі вени. Дві передні порожнисті вени збирають кров від голови і передніх кінцівок. Від усіх інших органів кров відтікає по венах, сливающимся в задню порожнисту вену. Серце у птахів досить велике в порівнянні з розмірами тіла, і велика швидкість циркуляції крові по судинах забезпечується високою частотою серцевих скорочень, що особливо важливо в польоті.

Органи виділення у птахів – парні нирки. Від них відходять сечоводи, що впадають в клоаку. Сечового міхура у птахів немає. Кінцевим продуктом обміну служить сечова кислота. Цим забезпечується економія води в організмі. Продукти азотистого обміну виводяться з організму птахів разом з екскрементами.

Органи розмноження у самців парні і представлені семенникамі, від яких відходять семяпроводи, що впадають в клоаку. У самок є тільки лівий яєчник, і в клоаку відкривається єдиний лівий яйцепровід. Просуваючись по яйцепроводу, яйцеклітина одягається білкової, подськорлупової і скорлуповой оболонками. Вони утворюються з речовин, що виділяються залозами стінок яйцевода. Запліднення у птахів внутрішнє.

Добре розвинені органи чуття і відповідні їм відділи головного мозку забезпечують орієнтацію і складну координацію рухів птахів у польоті. Розвиток півкуль переднього мозку сприяло виникненню складних форм поведінки. Нюхові частки переднього мозку невеликі, що свідчить про незначну роль нюху в житті птахів.

Ведучий орган почуттів у птахів – орган зору, тому у них сильно розвинені зорові горби середнього мозку. До півкулях переднього мозку ззаду примикає мозочок. Він є центром координації рухів і досягає у всіх птахів дуже великих розмірів. Очі у птахів дуже великі, велика щільність фоторецепторів сітківки дозволяє отримати детальне зображення об’єкта. Багато птахів мають колірним зором. Добре розвинені рухливі повіки з віями і мигальна перетинка. Орган слуху складається з внутрішнього, середнього і зачатків зовнішнього вуха. Птахи дуже добре розрізняють звуки в широкому діапазоні частот, і звукове спілкування відіграє в їхньому житті дуже велику роль.

Більшість птахів приступає до розмноження навесні, коли підвищується температура повітря і збільшується довжина світлового дня. Терміни відкладання яєць в чому визначаються не стільки умовами, що склалися на момент її початку, скільки умовами (головним чином, доступністю і великою кількістю їжі), в яких будуть з’являтися пташенята.

За ступенем розвитку вилуплюються з яєць пташенят птахів ділять на птенцових і виводкових. У видів першого типу (горобині, дятли, голуби та ін.) Пташенята сліпі, майже або повністю голі, не здатні самі добувати корм. У птахів, що належать до другого типу, пташенята народжуються зрячими, опушеними, активно пересуваються, здатні добувати корм. Птахи з таким типом розвитку гніздяться в основному на землі; покинувши гніздо незабаром після вилуплення, пташенята в нього більше ніколи не повертаються. Деякі види (чайки, хижі птахи та ін.) Займають проміжне положення між цими двома типами. Їх пташенята народжуються в щільному пуховій вбранні, вони можуть пересуватися, але не здатні самі добувати корм.

Всі птахи діляться на перелітних, кочових і осілих. Перелітні птахи щороку відлітають у певні місця зимівель, які можуть бути видалені на значні відстані (до 10 тис. Км і навіть далі) від районів їх гніздування. Кочують птиці (снігурі, омелюхи, синиці) не здійснюють регулярних перельотів в суворо визначених напрямках. Вони зимують в районах, найближчих до місця їх гніздування, зимові умови яких для них найбільш оптимальні. Осілі птахи проводять зиму в тих же місцях, де розмножуються (горобці, тетерева, голуби).

Предками птахів вважаються примітивні рептилії. Довгий час було відомо єдине викопне тварина, зовнішнім виглядом віддалено нагадувала сучасних птахів, – археоптерикс. П’ять відбитків цієї тварини було знайдено в юрських відкладеннях Німеччини. Археоптерикс поєднував ознаки як рептилій (наявність зубів, довгого хвоста з 20 хребців, вільних пальців в передньої кінцівки; відсутність кіля), так і птахів (пір’яний покрив, характерну будову плечового поясу і задньої кінцівки). Згідно сучасним уявленням, археоптерикс виробив пристосування до польоту паралельно з птахами і не є їх прямим предком.

Сучасні птахи ставляться до трьох надзагін: безкілевих, Пінгвіни і Кільові. До безкілевих відносяться африканські та південноамериканські страуси, а також казуари і ківі. Всі представники надряду нездатні до польоту: у них слабо розвинені крила і на грудині відсутня кіль. Пересуваються ці птахи виключно по землі на задніх кінцівках.

Відмітна особливість Пінгвінів – здатність до плавання і пірнання. У воді вони рухаються за допомогою крил, а не задніх кінцівок, як інші водоплавні птахи. Поширені пінгвіни в Південній півкулі.

Більшість сучасних птахів відноситься до надряду КІЛЕВ.