В чем заключается приспособленность птиц к полету

Основные приспособления птиц к полету — признаки и среда обитания

Многие пернатые освоили наземно-воздушную среду обитания. Приспособление птиц к полету стало возможным из-за многих изменений во внешнем виде и внутреннем строении.

Основные признаки приспособления птиц к полету

Как птицы приспособлены к полету?

У птиц легкие не имеют возможности расширяться или сжиматься, как у людей. Воздушные мешки выполняют всю эту работу. При вдохе и при выдохе через легкие птицы движется свежий воздух, который запасается в мешках. По этой причине дыхание у птиц называется «двойным». Чтобы запастись достаточным количеством кислорода, у птиц летательные мышцы содержат много миоглобина.

Внутреннее строение птицы схема

Птицы вынуждены много питаться, чтобы получать большое количество энергии. У них очень хорошо развита кровеносная и дыхательная система. Среднее давление пернатых составляет около 130 мм рт. ст., в то время, как у млекопитающих она всего — 95 мм рт. ст.

У птиц очень быстрый обмен веществ, температура тела достигает от 40 до 42 градусов. Высокая температура тела значительно влияет на все процессы жизнедеятельность, также сокращение мышц происходит в разы быстрее.

В большой мере, крупные мышцы, двигающие конечности, расположены на теле, а к ним уже идут сухожилия.

Птицы пережевывают свою еду в желудке, поэтому все жевательные процессы расположены внутри тела, что улучшает их аэродинамику.

Пернатые имеют перья, которым не нужны кровеносные сосуды, они слишком легкие и мягкие. Также помимо всего этого у птиц легкий скелет, который наполнен воздухом. А для лучшей координации движений был увеличен мозжечок.

Приспособление птиц к среде обитания

В зависимости от места обитания внешнее строение пернатых сильно видоизменено. К примеру, дятел имеет клюв, который похож на долото. Он использует его, чтобы доставать насекомых и личинок из коры деревьев. Вдобавок у него слишком длинный липкий язык и острые когти, которые позволяют ему выполнять все необходимые задачи для продолжения жизнедеятельности.

Птицы, которые живут в водоемах, тоже имеют некоторые изменения. У них есть короткие нижние конечности с плавательными перепонками и сплошной перьевой покров. Пернатые, обитающие в пустынях и степях обладают защитной окраской перьев, у них прекрасное зрение и сильные ноги.

Страусообразные птицы населяют Африку. Они не могут летать, так как у птиц недоразвиты крылья, однако хорошо развиты ноги. Птицы могут развивать скорость до 70 км/ч, их вес составляет 50-90 кг, а рост около 2,5-2,7 метров. Обитают страусообразные в саваннах, пустынях, степях.

Хищные птицы имеют большой изогнутый клюв, который используют для разрыва добычи на мелкие кусочки. Имея мощные острые когти, они цепляются в добычу, после чего наносят им смертоносные ранения или переносят пищу к себе в гнездо. Хищники могут долго парить в воздухе, у них отличное острое зрение и прекрасный слух.

Источник

Как птицы приспособлены к полету

1. Очень быстрый обмен веществ

1) Двойное дыхание у птиц – это хитро. Попытаемся разобраться по схеме:

Легкие у птиц губчатые, они не могут расширяться-сжиматься, как наши. Эту работу (расширяться при вдохе и сжиматься при выдохе) у птиц выполняют воздушные мешки. При вдохе (синие стрелки) воздушные мешки расширяются, и туда заходит воздух. В мешки №2 заходит воздух, прошедший через легкие (насыщенный углекислым газом, «использованный»). В мешках №1 запасается чистый воздух. При выдохе (красные стрелки) мешки сжимаются. Использованный воздух из мешков №2 выдыхается сразу, а чистый воздух из мешков №1, прежде чем выйти наружу, проходит через легкие. Таким образом, и при вдохе, и при выдохе через легкие птицы проходит свежий воздух. Именно поэтому птичье дыхание называется «двойным». Кстати, обратите внимание: воздух через легкие птиц движется все время в одном и том же направлении, что облегчает организацию противотока. За счет двойного дыхания и противотока (получается «четверное дыхание») птицы получают гораздо больше кислорода, чем мы.

2) Для запасания кислорода летательные мышцы содержат много миоглобина.

3) Кровеносная система не отстает от дыхательной: в ней очень высокое давление и частота сердечных сокращений. (Среднее давление у птиц 133 мм рт. ст., а у млекопитающих – всего лишь 97 мм рт. ст. Зато пульс у полукилограммового млекопитающего будет около 250 раз в минуту, а у аналогичной птицы – всего лишь 180. Зато масса сердца птицы составляет в среднем 0,8% от массы тела, а у млекопитающего – всего лишь 0,6%. Короче, кровеносные системы птиц и зверей примерно равны; птицы виыгрывают за счет того, что их кровь содержит гораздо больше кислорода, см. п. 1.)

4) За счет отлично развитых кровеносной и дыхательной систем у птиц очень быстрый обмен веществ и высокая температура тела (у млекопитающих от 36 до 39 °С, а у птиц – от 40 до 42 °С). При высокой температуре быстрее идут все процессы жизнедеятельности, в том числе быстрее происходит сокращение мышц. Это позволяет птицам совершать бóльшую работу за единицу времени. Для не-любителей физики: работа, поделенная на время, называется мощность. Птицы более мощные, поэтому они могут летать.

5) Для получения большого количества энергии птицы едят намного больше, чем млекопитающие с такой же массой тела (на фоне птиц даже бурозубка, которой приходится питаться 80 раз в день, после еды – спать 10 минут, затем снова есть – не выглядит такой уж страдалицей). Чтобы хоть немного сэкономить, некоторые птицы (например, колибри), во время сна умешьшают температуру тела (гетеротермия).

2. Аэродинамика

6) Обтекаемая форма тела. В частности, крупные мышцы, двигающие конечности, расположены на теле, а к конечностям идут сухожилия (поэтому птички такие тонконожки).

7) Пережевывание пищи происходит не в голове, а в желудке (с помощью камней). Облегчение тела получается вряд ли, но тяжелые жевательные приспособления хотя бы расположены в центре тела (центровка самолета).

3. Облегчение тела

8) Перья, образующие летательную поверхность крыльев, мертвые (аналоги наших волос). Им не нужны кровеносные сосуды, приносящие питание и кислород, поэтому перья очень легкие.

9) Легкий скелет наполнен воздухом (в костях находятся воздушные мешки из п.1). (В связи с этим у птиц нет красного костного мозга и эритроцитам приходится размножаться самим – для этого у них есть ядро.)

10) Уменьшено количество костей, особенно в крыльях и ногах.

12) Нет слюнных желез.

13) Нет мочевого пузыря (это связано скорее с выделяемым продуктом обмена – мочевой кислотой, которая не ядовита, поэтому её не надо разбавлять).

4. Другие особенности скелета

14) Киль для прикрепления мощных летательных мышц (опускающих крыло).

15) Передние конечности превратились в крылья (что, не ожидали?), поэтому приходится ходить на двух ногах. Чтобы доставать до земли, большие птицы имеют длинную гибкую шею.

16) Поясничные позвонки для создания хорошей опоры срослись между собой, с крестцовыми и хвостовыми позвонками, а также с подвздошными костями.

5. Нервная система и органы чувств

17) Увеличен мозжечок для лучшей координации движений.

18) На высоте бесполезны обоняние и слух, поэтому они у птиц развиты так себе. Зато у них лучшее на земле зрение.

Источник

Материалы для подготовки к ЕГЭ по теме «Приспособления птиц к полету»

Приспособления птиц к полету

Какие изменения произошли в черепе птиц в связи с полётом? Дайте аргументированный ответ.

1) формирование конусообразного черепа в направлении от клюва к чешуе затылочной кости для повышения обтекаемости при полете;

2) утончение костей черепа для облегчения веса черепа;

3) формирование клюва — редукция зубов, беззубые челюсти покрыты роговым облегчённым чехлом.

Какие изменения произошли в осевом скелете птиц в связи с полетом

Появился киль- вырост грудины

Срастание в позвоночнике: срастается таз с крестцом, отдельные грудные позвонки формируют спинную часть

Хвостовой отдел редуцирован до гипостиля

3.Приспособленность скелета птиц к полету. Указать не менее 4-х признаков.

1) Для облегчения скелета кости полые, наполнены воздухом (воздушными мешками).

2) Для облегчения скелета уменьшено количество костей, особенно в крыльях и ногах.

3) Имеется киль для прикрепления мощных летательных мышц.

4) Передние конечности превратились в крылья поэтому приходится ходить на двух ногах. Чтобы доставать до земли, большие птицы имеют длинную гибкую шею.

5) Поясничные позвонки для создания хорошей опоры срослись между собой, с крестцовыми и хвостовыми позвонками, а также с подвздошными костями.

4. Какие существуют признаки приспособленности птиц к полету?

Снижение общей массы тела, что важно для полета: нет зубов, нет мочевого пузыря, непарный яичник у самок.

Воздушные мешки и связанное с ними двойное дыхание, повышают интенсивность обмена веществ, необходимую для полета.

5. Короткий кишечник, это возможность опорожнения в полете.

Первыми приспособившимися к полёту позвоночными животными стали птицы

Этому способствует ряд особенностей :

В строении скелета :

Превращение передних конечностей в крылья

Облегченный скелет:
-Полые кости с большим количеством губчатого вещества
-Срастание многих костей => уменьшение их количества

Наличие киля и цевки
Киль необходим для прикрепления летательных мышц, а цевка для амортизации при приземлении, отталкивания от земли.

2. Общее строение организма :

Обтекаемая форма тела
позволяет птице рассекать воздушные потоки и быстро передвигаться в них.

Перьевой покров
придает обтекаемую форму

Отсутствие некоторых органов,
например мочевого пузыря, правого яичника

Двойное дыхание и четырехкамерное сердце
обеспечивают интенсивный обмен веществ, выделяется много энергии.

Улучшение развития центральной нервной системы
например, благодаря развитому мозжечку, на высоком уровне находится и координация движений.

Курс повышения квалификации

Дистанционное обучение как современный формат преподавания

Курс профессиональной переподготовки

Методическая работа в онлайн-образовании

Курс повышения квалификации

Современные педтехнологии в деятельности учителя

Ищем педагогов в команду «Инфоурок»

Номер материала: ДБ-1065133

Не нашли то что искали?

Вам будут интересны эти курсы:

Оставьте свой комментарий

Авторизуйтесь, чтобы задавать вопросы.

Безлимитный доступ к занятиям с онлайн-репетиторами

Выгоднее, чем оплачивать каждое занятие отдельно

В России зарегистрировали вакцину от коронавируса для подростков

Время чтения: 1 минута

ОНФ проверит качество охраны в российских школах

Время чтения: 2 минуты

Путин поручил не считать выплаты за классное руководство в средней зарплате

Время чтения: 1 минута

Школьники из России выиграли 8 медалей на Международном турнире по информатике

Время чтения: 3 минуты

В России отцы охотнее дают деньги детям на карманные расходы, чем матери

Время чтения: 2 минуты

Учителям предлагают 1,5 миллиона рублей за переезд в Златоуст

Время чтения: 1 минута

Подарочные сертификаты

Ответственность за разрешение любых спорных моментов, касающихся самих материалов и их содержания, берут на себя пользователи, разместившие материал на сайте. Однако администрация сайта готова оказать всяческую поддержку в решении любых вопросов, связанных с работой и содержанием сайта. Если Вы заметили, что на данном сайте незаконно используются материалы, сообщите об этом администрации сайта через форму обратной связи.

Все материалы, размещенные на сайте, созданы авторами сайта либо размещены пользователями сайта и представлены на сайте исключительно для ознакомления. Авторские права на материалы принадлежат их законным авторам. Частичное или полное копирование материалов сайта без письменного разрешения администрации сайта запрещено! Мнение администрации может не совпадать с точкой зрения авторов.

Источник

Приспособления птиц к полету

Содержание:

Если вам тяжело разобраться в данной теме напишите мне в whatsapp разберём вашу тему, согласуем сроки и я вам помогу!

По этой ссылке вы сможете найти рефераты по зоологии на любые темы и посмотреть как они написаны:

Посмотрите похожие темы возможно они вам могут быть полезны:

Введение:

Человек всегда хотел научиться летать, но эта способность, за некоторыми исключениями, доступна только одному классу Kingdom Animal Kingdom (Aves). Откуда они взяли этот навык? Какие органы и устройства позволяют им летать? Что такое механизм полета? Эти вопросы действительно интересны. Поэтому тема во многом интересна и актуальна по сей день. Вот почему мы выбрали эту тему для изучения.

Адаптация птиц к полету долгое время была относительно хорошо изученной темой. Однако нет достаточно полного сравнительного анализа приспособлений к полету птиц. Существуют только отрывки для определенных видов птиц или для отдельных деталей строения органов полета. Между тем эта тема представляет большой интерес еще и потому, что существует огромное разнообразие птиц, и они значительно различаются по форме полета.

Теоретический анализ проблемы адаптации птиц к полету

Биологические характеристики класса птиц

Птицы самые совершенные летающие животные. Известно около 9000 видов. Способность летать позволяла им распространяться по всему земному шару, вплоть до Антарктики и отдаленных островов областей, которые оставались недоступными для большинства других животных. Птицы, как и млекопитающие, принадлежат к теплокровным животным, но размножаются, в отличие от большинства млекопитающих, откладывая яйца.

Основным достижением птиц является умение летать. Полеты стали основой, вокруг которой сгруппированы разнообразные приспособления птиц к изменяющейся среде обитания. Практически все особенности внешнего вида и внутреннего строения птиц сформировались в процессе эволюции под влиянием адаптации к полету. Их тело приобрело обтекаемую форму, а туловище позвоночника утратило гибкость и слилось с костями таза, обеспечивая прочную основу для крепления крыльев. На груди груди у птиц появился специальный гребень, к которому прикреплены мощные летающие мышцы. Эта мышца составляет от 15 до 25% от общего веса птицы. Крупные кости конечностей в пернатых стали трубчатыми. Другим важным устройством является уникальная система подушек безопасности, благодаря которой даже при самом быстром полете птицы не испытывают одышки.

Птицы произошли от подобных ящерицам предков, возможно, древесных динозавров, которые питались насекомыми. Древесный образ жизни привел к развитию таких характерных для птиц особенностей, как большие глаза, цепкие лапы, удлиненная передняя часть черепа, которая впоследствии превратилась в клюв. Возможно также, что приобретение теплокровности дало птицам преимущество перед другими насекомоядными животными, неактивными при низких температурах. Перья, возникшие из чешуи рептилий, первоначально, по-видимому, выполняли функцию теплоизоляции. Чуть позже перья стали служить птицам для обеспечения полета.

Самые ранние окаменевшие останки птицы 150 миллионов лет назад относятся к юрскому периоду (205-142 миллиона лет назад). Найденное животное, называемое археоптериксом, имело размер вороны и сочетало в себе черты рептилий и птиц: крылья и перья, с одной стороны, и удлиненный череп с зубастыми челюстями вместо клюва, с другой. Археоптерикс мог летать или мог только планировать, остается вопрос, так как у него не было разрастания килевой грудины, к которому прикреплены мышцы, необходимые для активного полета взмахом.

В меловой период (142-65 миллионов лет назад) появление некоторых анатомических признаков позволило птицам переключиться на активный взмах полета. К концу мелового периода произошло массовое вымирание динозавров. Почему тогда выжили птицы, остается неясным. Возможно, теплокровность помогла им пережить резкое изменение климата, которое стало катастрофой для гигантских рептилий. Выжившие предки птиц породили множество форм, процветающих по сей день.

Птицы сами по себе являются наиболее изученным классом живой природы. Это также отличная модель для решения многих вопросов биологии.

Характерным отличием птиц от других позвоночных является метод полета. Приспособляемость к полету в процессе эволюции отразилась на всей организации птиц. Птица совершает большое количество движений в полете, делает большую работу, сопровождается повышенным расходом энергии и быстрым обменом веществ. Интенсивный обмен веществ, в свою очередь, определяет высокую и постоянную температуру тела. Он возник у птиц в процессе эволюции в результате перестройки кровеносной, дыхательной и пищеварительной систем. Появление четырехкамерного сердца у птиц и сохранение только одной (правой) дуги аорты привело к полному разделению артериального и венозного кровотока. В результате этого разделения все органы и ткани интенсивно снабжаются кислородом, увеличивается размер сердца, увеличивается количество сердцебиений и скорость кровотока. Энергичный процесс дыхания обеспечивает обильное снабжение крови кислородом и выделение углекислого газа; подушки безопасности повышают интенсивность дыхания и одновременно защищают организм от перегрева во время полета; быстрое усвоение пищи способствует активному обмену веществ.

Внешняя структура птиц

Кожа птиц тонкая, сухая, практически лишена кожных желез. Единственное исключение копчиковая железа, расположенная над хвостовыми позвонками (у многих птиц она отсутствует), и группа небольших желез в области наружного слухового прохода. Копчиковая железа производит жироподобную секрецию, выделяемую через протоки при надавливании клюва на железу. Этот секрет для птиц регулярно смазывается перьями, что помогает поддерживать их эластичность. Под воздействием солнечного света секрет копчиковой железы превращается в витамин D, который птицы глотают при чистке ручки. Наконец, секрет этой железы способствует сохранению рогового покрова клюва. Копчиковая железа хорошо развита как у водных, так и у наземных птиц; он отсутствует у страусов, у некоторых попугаев, голубей, дроф и других птиц.

Оперение. Поверхность кожи покрыта перьями. Перо сложное образование, оно играет исключительную роль в механизме полета птицы и обеспечивает теплоизоляцию. По своей структуре перья контурные, пуховые и фактически пуховые. Контурное перо состоит из стержня и вентилятора, расположенных по его бокам. Носящий состоит из тонких нежных роговых лучей или бородок первого порядка, из которых простираются более мелкие бороды второго порядка, соединенные крючками. Количество заусенцев в перьях велико как у крупных, так и у мелких птиц. С орлом или журавлем он достигает более миллиона.

Перья перьев не имеют зубцов второго порядка и, следовательно, плотно закрытых тканей. У пуха стебель короткий; Бороды оставляют это в связке. Перья и пух расположены под контуром перьев. Эти перья хорошо защищают тело от охлаждения; они особенно сильно развиты у водоплавающих и наземных птиц, обитающих в холодных странах.

Контурные перья, покрывающие все тело птицы, отрастают. Кожа на специальных полях стерильные, отделенные аптерией участки кожи, на которых не растут контурные перья. Черепичное наложение контуров перьев друг на друга позволяет закрыть все тело с минимальным количеством из них. Лишь несколько, в основном нелетающих, птичьих (страусоподобных, пингвиновых) перьев равномерно распределены по всей поверхности кожи.

Они служат датчиками, которые сигнализируют о воздушных потоках под крышкой пера. У основания клюва у многих птиц есть щетинки из перьев с упругим стержнем, который потерял бороды. Щетина выполняет функцию прикосновения. У некоторых птиц (козлов, ласточек, стрижей), ловящих на лету мелкую добычу, щетинки увеличивают размер отверстия рта. Оперение птиц выполняет очень важные и разнообразные функции: терморегуляция, защищающая кожу от повреждений, представляет собой моторный аппарат (хвост и перья мухи), увеличивает опорную поверхность тела в воздухе, снижает трение при контакте тела с воздух во время полета (придает телу птицы обтекаемую форму). Видимо, поэтому птицы так бережно относятся к перьям.

У большинства птиц забота о перьях выражается не только в их смазывании секретом копчиковой железы, но и в регулярной чистке и укладке отдельных перьев клювами, что помогает сохранить их структуру и защищает их от промокания.

У некоторых птиц существует такой способ ухода за оперением, как пыление. Растущее перо у одних птиц или особый пух у других непрерывно испускает определенное количество крошечных роговых пластин порошка.

Цапли используют свои невидимые наружные порошковые трубки (на груди) так же, как и другие птицы с копчиковой железой. Запустив клюв в порошковую камеру, они хватают порошок и очищают его пером. Птицы с высокоразвитыми потоками порошка обычно не имеют копчиковой железы или очень плохо развиты в них. Кроме того, для очистки перьев и защиты от паразитов, живущих в оперении, птицы прибегают к купанию в воде, мокрой траве, сухом песке или пыли. Пылевые ванны чаще всего характерны для отряда кур и обитателей степей и пустынь (жаворонков, дроф, рябчиков и т. д.). Перья птиц постепенно изнашиваются и поэтому подвержены периодическим изменениям или линьке. Характер линьки у разных птиц неодинаков и связан с особенностями их образа жизни.

Внутренняя структура птиц

В скелете птиц отчетливо выражены различные особенности, связанные с адаптацией к полету. Плоские кости обычно очень тонкие, губчатые. В больших трубчатых костях полости хорошо развиты, заполнены либо костным мозгом, либо воздухом. Все это обеспечивает повышенную прочность скелета и существенно облегчает его. Однако следует иметь в виду, что общая масса скелета птиц составляет 8-18% от массы тела, т.е. примерно такая же, как у млекопитающих (6-14% от массы тела), хотя последние имеют толстые кости, и в них нет воздушных полостей. Это связано с тем, что у птиц относительная длина скелетных элементов конечностей и некоторых других костей значительно больше. Скелет птицы делится на осевой скелет, грудную клетку (грудину и ребра), череп, скелет конечностей и их пояса.

Осевой скелет. Осевой скелет или позвоночный столб (column. Vertebralis), подобно рептилиям, делится на пять отделов шейного, грудного, поясничного, крестцового и хвостового. Цервикальная область очень подвижна (птицы легко поворачивают головы на 180 °, а некоторые даже на 270 °). Количество шейных позвонков колеблется в широких пределах: от 11 (попугаи) до 23-25 ​​(лебеди, утки); ворона, голубь имеет 14 шейных позвонков.

Первым шейным позвонком является атлас, или атлас имеет форму кольца. В нижней части его передней поверхности имеется глубокая суставная ямка, в которую входит затылочный мыщелок черепа; на нижней задней поверхности находится шарнирно-сочлененная плоскость для соединения с телом второго шейного позвонка. Просвет полости кольца с поперечным сухожилием, обычно окостеневшей связкой, делится на две части: спинной мозг проходит через верхнюю, а зубчатый отросток второго позвонка располагается в нижнем.

Это обеспечивает, наряду со сложной системой дифференцированных шейных мышц, большую подвижность шеи, что очень важно для птиц (компенсация неподвижного скелета тела, возможность изменять положение центра тяжести в полете, изгиб и выпрямление шея, возможность сложных движений головы при уборке оперения, построении гнезда и т. п.). Над телом позвонка находится верхняя арка, заканчивающаяся остистым отростком; в канале дуги проходит спинной мозг. Парные суставные отростки, соединяясь с одинаковыми отростками соседних позвонков, отходят от передней и задней поверхностей дуги. Этот тип сочленения обеспечивает прочную связь позвонков друг с другом, сохраняя при этом значительную подвижность. Короткие поперечные отростки простираются от боковой поверхности тел позвонков. Птицы, как и рептилии, имеют шейные ребра; они зачаточные и только последние одно или два шейных ребра довольно длинные и подвижные, но не достигают грудины. Шейное ребро растет с головой к телу позвонка, а бугорок к поперечному отростку. Таким образом, образуется позвоночное отверстие, создающее канал с обеих сторон шеи, через который проходит позвоночная артерия и шейный симпатический нерв. Эта защита кости артерии и нерва особенно важна с длинной, очень подвижной шеей.

Грудной отдел вороны представлен шестью позвонками (у других видов птиц их число варьируется от 3 до 10), которые, как и большинство птиц, растут вместе друг с другом, образуя позвоночную кость. Грудные ребра подвижно прикреплены к грудным позвонкам; количество пар равно количеству грудных позвонков. Это плоские, слегка изогнутые костные пластинки, состоящие из двух частей спины и брюшной полости, которые подвижно соединены между собой. Верхний конец дорсальной части ребра имеет два суставных отростка: бугорок, прикрепленный к поперечному отростку, и головка, сочлененная с телом позвонка. Нижний конец брюшного ребра сочленяется с телом грудины. Подвижное соединение ребер с грудиной и позвоночником вместе с подвижным суставом спинного и брюшного ребер позволяет значительно изменить объем полости тела, опуская грудь вниз и поднимая ее вверх.

Эта подвижность возможна благодаря высокоразвитым реберным мышцам. Жесткость грудной клетки усиливается костными образованиями, отростками в форме крючка ребер, которые укреплены в дорсальной области и лежат на следующем ребре. Грудина, или грудина, представляет собой широкую и длинную вогнутую костную пластинку, которая несет высокий костный гребень-грудину вдоль средней линии. Резкое увеличение поверхности грудины, обусловленное как ее разрастанием, так и образованием киля, является прямой адаптацией к полету; это дает возможность прикрепить мощные мышцы, которые управляют крылом. На переднем конце грудины по бокам киля расположены крупные шарнирные платформы, обеспечивающие прочное прикрепление коракоидов к телу грудины. На боковых краях грудины имеются небольшие углубления, которые служат для сочленения с нижними концами брюшных ребер.

За грудным отделом позвоночника находится сложный крестец, который весь поясничный (у ворон и голубей 6) слит в общую монолитную кость, все крестцовые (почти у всех видов птиц 2) и часть хвостовых (3-8) позвонков. Комплекс крестца неподвижно сливается с последним грудным позвонком. Границы между отделами в сложном крестце трудно провести; крестцовые позвонки заметны только в отверстиях между их поперечными отростками и подвздошной костью. Кости тазового пояса также неподвижно сливаются с позвонками сложного крестца.

Из-за срастания позвонков туловище осевого скелета птиц представляет собой твердое монолитное образование, которое обеспечивает неподвижность тела, что чрезвычайно важно во время полета. Формирование сложного крестца, слитого с костями тазового пояса, создает прочную опору для задних конечностей, на которые оказывает давление весь вес тела, когда птица движется по земле. Количество свободных хвостовых позвонков, которые подвижно связаны друг с другом у птиц, невелико (от 5 до 9; у вороны и голубя обычно 7). Последние хвостовые позвонки (4-8) сливаются в вертикально сплющенную пластинку копчиковую кость, основания хвостовых перьев прикреплены к бокам с помощью веера. Укорочение хвостового скелета увеличивает общую компактность кузова (это важно аэродинамически). Характер крепления рулевых перьев позволяет использовать хвост в полете (дополнительная опорная плоскость) и при посадке (торможение).

Череп. Череп птиц тропибазального типа (мозг не лежит между орбитами). По сравнению с рептилиями поражает значительное увеличение объема полости мозга, больших глазниц, появление клюва, полное исчезновение зубов, а у большинства птиц заметно смещение большого затылочного отверстия вниз. Кости черепа настолько тонки, что их соединение друг с другом с помощью швов становится невозможным. Поэтому у птиц большинство костей черепа сливаются друг с другом; Границы между отдельными костями отчетливо видны только на черепе цыплят. Тонкие кости и уменьшение зубов значительно облегчают скелет головы. В то же время из-за сложной губчатой ​​внутренней структуры кости черепа сохраняют большую прочность. Череп (череп) делится на череп мозга (нейрокраниум), который включает церебральную (черепную) коробку, носовую область и орбиту, и висцеральный череп (спланхнокраний), который включает челюсть (клюв), кости нёбо и подъязычный аппарат.

Начинаем обследование черепа с затылочной области. На задне-нижней стенке черепа имеется большое затылочное отверстие, окруженное четырьмя сросшимися затылочными костями. Основная затылочная кость расположена вентрально, по бокам парные латеральные затылочные кости. Главные и боковые затылочные кости образуют единственный, как у рептилий, затылочный мыщелок, сочленяющий череп с первым шейным позвонком.

Если мышцы, которые соединяют передний длинный орбитальный отросток квадратной кости со стенками орбиты, сужаются, то нижний конец квадратной кости слегка смещается вперед и толкается вперед, как крылья птеригоида и нёба (соединение этих костей может скользить вдоль коракоидного отростка у парафеноида, на котором они лежат) и квадратно-скуловой и скуловой. Давление вдоль этих двух костных мостов передается к основанию клюва, благодаря чему верхняя часть клюва поднимается вверх. В этом случае кости сгибаются у основания вершины верхнего клюва в области «переносицы». Перегиб способствует очень сильному истончению костей в этом месте; у некоторых видов здесь сохраняется хрящевой мост или даже образуется настоящий сустав. При сокращении мышц, соединяющих череп с нижней челюстью, нижний конец квадратной кости перемещается назад, оттягивая эти костные связи, а верхняя часть клюва перемещается вниз.

Описанный сложный костный механизм твердого неба (его основание представляет собой квадратную кость, подвижно соединенную с черепом сложной формы) дополнен системой дифференцированных жевательных мышц. Все это обеспечивает возможность довольно разнообразных движений клюва, которые облегчают захват добычи, очистку оперения, строительство сложного гнезда и т. д. возможность дифференцированных движений клюва развилась, по-видимому, в связи с трансформацией передних конечностей. в крылья, которые выполняют только функцию полета. Нижняя челюсть нижняя челюсть представляет собой серию слитых костей, из которых самыми крупными являются зуб, суставные и угловатые. Форма челюстного сустава, соединяющая между собой квадратные и суставные кости.

Остатки подъязычной и жаберной дуг превращаются в подъязычный аппарат. У некоторых птиц (например, дятлов) из-за большой длины рогов и общей подвижности подъязычного аппарата язык может быть перемещен вперед почти на длину клюва, что облегчает захват добычи.

Конечности и их пояса

Пояс передних конечностей (плечевого пояса) птиц образован парными коракоидами, лопатками и ключицами. Мощные удлиненные коракоиды с расширенными нижними концами прочно соединены сидячим суставом с передним краем грудины. Между передними концами коракоидов имеется прикрепленная к ним вилка, которая возникла в результате слияния обеих ключиц. Длинные и узкие лопатки лежат над ребрами; их передние концы прочно соединены со свободными концами коракоидов. На стыке лопатки и коракоида расположена довольно глубокая суставная полость, в которую входит головка плечевой кости.

Сила костей плечевого пояса и их сильная связь с грудиной обеспечивают поддержку крыльев в полете. Удлинение коракоидов увеличивает площадь прикрепления мышц крыла, а также позволяет перемещать плечевой сустав вперед, что обеспечивает как удобное складывание крыла в состоянии покоя, так и его аэродинамически выгодное положение в полете, когда центры области крыльев лежат на линии, проходящей через центр тяжести птицы. Вилка, расположенная между свободными концами коракоидов, обычно играет роль пружины, поглощающей резкие удары, когда крыло взмахивает в полете.

Скелет передней конечности, превратившийся в крыло, претерпел значительные изменения. Плечо представляет собой мощную трубчатую кость, проксимальный конец которой образует уплощенную головку плеча, входящую в полость сустава плечевого сустава. Характер суставных поверхностей существенно ограничивает возможность вращательных движений в плечевом суставе, что обеспечивает устойчивость крыла в полете. Мощные эпифизы дистального конца плеча образуют суставные поверхности для сочленения с двумя костями предплечья: более прямым и тонким радиусом и более мощной, слегка изогнутой локтевой костью. На поверхности локтевой кости видны бугорки места прикрепления отдаленных вторичных перьев. Характер суставных поверхностей локтевого сустава обеспечивает прочную связь костей плеча и предплечья и ограничивает вращательные движения в этом суставе.

В то же время, большая подвижность поддерживается в одной плоскости плоскости крыла, которая позволяет птице сложить крыло в состоянии покоя и изменить его площадь при изменении режима полета. Особенно драматические изменения в связи с адаптацией к полету произошли в структуре кисти. В проксимальной части запястья (запястье) сохранились только две независимые кости. Они связаны почти неподвижно связками с костями предплечья. Подвижный сустав расположен между ними и остальными костями запястья, поэтому он называется межпозвонковым. Остальные кости запястья и все кости метакарпа (metacarpus) сливаются в единую формацию-пряжку. Скелет пальцев резко уменьшен. Сохранились две фаланги II пальца, продолжая ось пряжки. Одна фаланга сохранилась от первого пальца, к ней прикреплен пучок перьев, образующих крыло (alula). Третий палец также представлен одной фалангой, прикрепленной к основанию первой фаланги второго пальца. Эти преобразования в скелете кисти (образование запястья, сокращение пальцев) обеспечивают прочную опору для основных перьев крыла части крыла, которая несет наибольшую нагрузку в полете.

Тазовый пояс состоит из трех пар слитых вместе костей: широкий и длинный подвздошная кость с ложным крестцом на большой длине. Кость седалищной кости вырастает до ее наружного края, и расположена лобковая кость в форме палочки, направленная назад. Все три тазовых кости образуют вертлужную впадину, которая включает головку бедренной кости. Большая поверхность костей таза и их прочное (фиксированное) соединение с осевым скелетом обеспечивают надежную опору для прикрепления мощных мышц. Эти особенности тазового пояса определяются тем, что передние конечности выполняют только функцию полета, а при движении по земле весь вес тела поддерживается только задними конечностями. Лобковые и седалищные кости правой и левой сторон не связаны друг с другом на брюшной поверхности. Поэтому бассейн птиц называется открытым; это позволяет отложить большие яйца. Можно предположить, что открытый таз, который увеличивает подвижность брюшной стенки в области малого таза, способствует усилению дыхания в полете.

Скелет задней конечности представлен мощными трубчатыми костями. Бедренная кость на проксимальном конце имеет хорошо развитую закругленную головку для сочленения с тазовым поясом. На дистальном конце рельефные суставные поверхности сформированы для сочленения с костями голени. В области коленного сустава в сухожилии мышц лежит коленная чашечка.

Основным элементом голени является массивная голень, с нижним дистальным концом которой сливаются две проксимальные членики лапки; образуется костный комплекс, который представляет собой большеберцовую кость или большеберцовую кость.

Голень сильно уменьшена и растет в виде небольшой тонкой кости до верхней части наружной поверхности большеберцовой кости. Дистальные элементы предплюсны (tarsus) и все элементы плюсневой кости (metatarsus) сливаются у птиц в единую кость-цевку или metatarsus-tarsus. За счет этого в конечности появляется дополнительный рычаг. Подвижный сустав расположен между двумя рядами костей предплюсны (между костями, прилипшими к нижней части ноги, и костями, слитыми с плюсневой костью), поэтому, как и у рептилий, этот сустав называется межзубным. На дистальном конце передней кишки сформированы хорошо выраженные суставные поверхности для прикрепления фаланг пальцев. У подавляющего большинства птиц в задних конечностях развиваются четыре пальца, из которых I направлено назад, а II, III, IV вперед. Мощные длинные кости скелета задних конечностей, появление дополнительного рычага (образование таро-метатарзуса), резкий рельеф суставных поверхностей все это обеспечивает прочность и подвижность задних конечностей.

Мускулатура

Дыхательная система

Органы дыхания птиц сильно отличаются от органов дыхания других наземных позвоночных. Дыхательный тракт начинается с парных ноздрей, проходит в полость носа, а затем через щель в верхнюю гортань. Гибкая трахея проходит позади гортани, которая разветвляется на две бронхи, входящие в легкие. В месте разветвления бронхов находится нижняя гортань голосовой аппарат птиц. Вокальные оболочки растянуты в ее полости. Под воздействием сокращения специальных поющих мышц голосовые оболочки могут менять свое положение и форму, что определяет разнообразие звуков, издаваемых птицами. Легкие птиц это маленькие плотные губчатые тела, которые вырастают до ребер по бокам позвоночника.

При попадании в легкие бронхи разлагаются на вторичные бронхи. Частично они выходят за пределы легкого и образуют тонкостенные, эластичные, хорошо растяжимые воздушные мешки. Вторичные бронхи общаются друг с другом по многочисленным тонким каналам, парабронхам. Парабронхи оплетены легочными кровеносными капиллярами, которые насыщают кровь кислородом.

Как уже отмечалось, воздушные мешочки связаны с легкими, объем которых в несколько раз превышает объем легких. Воздушные мешочки расположены между внутренними органами, а их ветви проникают под кожу, между мышцами проникают в полые кости. Они не принимают непосредственного участия в газообмене, но действуют как воздушный насос, значительно увеличивая количество воздуха, циркулирующего через дыхательные пути.

Всего существует пять пар воздушных мешочков, которые делятся на переднюю (шейную, межключичную и грудную), заднюю (грудная и вентральная) и одну межключичную (непарную). Задние сумки намного более громоздкие, чем передние. Воздух проходит через трахею и первичные бронхи в задние воздушные мешочки. Затем он движется к легким, где происходит газообмен в парабронхах. Из легких воздух поступает в передние воздушные мешки, а из них он выходит через трахею. Экспериментально установлено, что часть воздуха (ранее обозначенная) проходит через всю дыхательную систему за два вдоха и два выдоха. При первом вдохе воздух проходит через главный бронх в задние воздушные мешки; при первом выдохе он движется к легким. При втором вдохе воздух проходит из легких в передние воздушные мешки, а при втором выдохе выходит наружу.

Метаболизм

Газообмен при дыхании у птиц происходит очень энергично. Этому способствует наличие в легких птиц противоточной системы кровообращения, в которой воздух и кровь движутся навстречу друг другу. Это обеспечивает быструю подачу кислорода в кровь и его быстрое освобождение от углекислого газа. Птицы характеризуются интенсивным обменом веществ и высокой температурой тела. Последний варьируется у разных видов от 38 до 43,5 ° C и в среднем составляет около 41 ° C. Поддержание постоянной температуры тела возможно только путем компенсации тепла, теряемого поверхностью тела в результате процессов генерации тепла, происходящих в организме.

Пищеварение

Интенсивный обмен веществ возможен при усиленном снабжении организма птицы не только кислородом, но и питательными веществами. Соответственно, переваривание птиц происходит чрезвычайно быстро. В то же время мясо и фрукты перевариваются и усваиваются быстрее, а семена медленнее. Итак, домашняя сова полностью переваривает мышь за 4 часа, а серая визг за 3 часа. У птиц отряда Passeriformes водянистые ягоды проходят через кишечник через 8-10 минут. В желудке утки кости и чешуя мелкой рыбы растворяются в течение 10-15 минут, а зерно у цыпленка занимает 12-24 часа.

Скорость пищеварения у птиц вызывает высокую потребность в пище или, проще говоря, «обжорство». В течение дня птица может кушать много пищи, а максимум намного превышает необходимый минимум. Это особенно актуально для периода, предшествующего полету в места зимовки. Как правило, мелкие птицы едят относительно больше пищи, чем крупные, поскольку отношение массы тела к теряющей тепло поверхности менее благоприятно для них. Поэтому, чтобы поддерживать температуру тела на необходимом уровне, мелкие птицы должны потреблять относительно большее количество пищи на единицу массы своего тела, чем крупные птицы с относительно благоприятным удельным объемом тела.

Мелкие птицы питаются сухим веществом до 1/4 своей массы в день, крупные птицы всего 1/10. Так, сингл с желтой головой, имеющий массу тела 5,6–6,5 г, ест норму в сутки, равную 28% своей массы тела в пересчете на сухую пищу, зарядка 11,9–17,1%, дрозды 7,3–9,8 %, скворец около 11,9% их тела, а степная сова с массой тела 150-170 г содержит всего 20 г мяса в день.

Заключение

Способность птичьего глаза приспосабливаться очень высока: в баклане, например, она составляет 40-50 диоптрий (у людей 14-15), хотя у некоторых видов (цыплята, голуби) всего 8-12 диоптрий.

Мы рассмотрели только основные конструктивные особенности птиц, связанные с адаптацией к полету. Но даже это убедительно показывает, насколько полет, как характерная черта большинства птиц, повлиял на организм животного.

Присылайте задания в любое время дня и ночи в ➔

Официальный сайт Брильёновой Натальи Валерьевны преподавателя кафедры информатики и электроники Екатеринбургского государственного института.

Все авторские права на размещённые материалы сохранены за правообладателями этих материалов. Любое коммерческое и/или иное использование кроме предварительного ознакомления материалов сайта natalibrilenova.ru запрещено. Публикация и распространение размещённых материалов не преследует за собой коммерческой и/или любой другой выгоды.

Источник