Важнейшие ароморфозы класса Птицы
Передние конечности превращены в крылья.
Тело покрыто перьями.
Сердце четырехкамерное; полное разделение кругов кровообращения — теплокровность.
Высокий уровень развития ЦНС.
Основная характеристика класса Птицы
Тело оптекаемой формы.
Покровы
Кожа тонкая и сухая.
Кожные железы отсутствуют (над основанием хвоста — копчиковая железа; функция: уход за перьями, защита от намокания).
Тело покрыто перьями.
Перья — производные эпидермиса, образованы роговым веществом --кератином; эволюционно произошли от роговых чешуй пресмыкающихся.
Перьевой покров
Строение пера
очин — часть пера, погруженная в кожу;
стержень — плотная роговая трубка с рыхлой роговой сердцевиной;
опахало — широкая пластина пера, образованная отходящими от стержня в обе стороны бородками первого порядка, от которых, в свою очередь, отходят короткие бородки второго порядка. Бородки второго порядка несут мелкие крючочки, сцепляющие бородки друг с другом, отчего образуется упругая легкая пластинка опахала пера.
Рис. Строение пера и виды перьев
Рис. Крючочки на бородках II порядка в крыле ласточки
Виды перьев
Маховые перья — крупные упругие перья, образующие основную часть несущей плоскости крыла. Их опахало асимметрично - передняя сторона узкая, а задняя - широкая. Такое строение допускает при поднятии крыла прохождение воздуха между перьями, а при опускании крыла под давлением воздуха вызывает плотное соединение перьев.
первостепенные маховые перья (самые крупные и прочные) опираются на кости кисти крыла
второстепенные маховые перья (более мелкие) опираются на кости предплечья.
Рулевые перья — накрупные перья, слагающие хвост; выполняют функцию руля.
Контурные перья — мелкие перья, покрывающие тело птиц; Функция: придают телу обтекаемую форму.
Пуховые перья — перья с укороченным стержнем и тонкими, не сцепленными крючочками бородки; функция: теплоизоляция.
Пух — пучок бородок, отходящих от общего основания; функция: теплоизоляция и первичный покров птенцов.
Функции перьевого покрова
полет;
обтекаемая форма тела;
терморегуляция;
механическая защита;
разнообразные пигменты перьев придают птицам ту или иную окраску, которая часто носит покровительственный характер.
Линька — периодическая смена перьевого покрова птиц.
У большинства птиц линька протекает медленно и постепенно, благодаря чему они сохраняют способность к полету, но у водоплавающих птиц она протекает столь быстро, что они временно не могут летать.
Скелет
Скелет птиц легок и в то же время прочен, что важно для полета.
Скелет имеет множество морфо-функциональных адаптаций для полета:
передние конечности — крылья — адаптированы к полету;
пневматические кости — кости с воздушными полостями;
многочисленные срастания костей (грудная кость, сложный крестец; цевка и пряжка);
бесшовное срастание костей черепа; крупные глазницы; отсутствие зубов — все для уменьшения массы;
открытый таз (откладывание крупных яиц);
киль — вырост грудины для крепления мощной крыловой мускулатуры.
Скелет головы:череп птиц отличается большой тонкостенной мозговой коробкой, огромными глазницами, беззубыми челюстями. У взрослых птиц кости черепа полностью срастаются, что обеспечивает его прочность. Роговой клюв легкий и прочный.
Позвоночник:
шейный отдел: разной количество позвонков, соединенных друг с другом седлообразными суставными поверхностями, что придает шее большую гибкость.
грудной отдел: грудные позвонки срастаются в грудную кость.
сложный крестец — срастание задних грудных, поясничных, крестцовых и- передних хвостовых позвонков с тонкими подвздошными костями таза.; функция: опора для ног.
копчиковая кость (пигостиль)— срастание задних хвостовых позвонков; функция: опора для рулевых перьев.
Грудная клетка:
Каждое ребро состоит из двух костей, соединенных суставом. Ребра имеют крючковидные отростки, которые налегают концами на ребра следующей пары, что придает грудной клетке большую прочность.
Киль — вырост грудины птиц (кроме тех, которые утратили способность к полету), к которому с обеих сторон прикрепляются мощные грудные и подключичные мышцы, приводящие в движение крыло.
Плечевой пояс состоит из трех пар костей: саблевидных лопаток, лежащих вдоль позвоночника; тонких ключиц, которые срастаются нижними концами в вилочку, распирающую основания крыльев; коракоидов — массивных костей, соединяющихся одним концом с лопатками и основаниями плечевых костей, а другим — с грудиной.
Скелет крыла:
пневматические кости плеча,
кости предплечья (локтевая и лучевая),
пряжка — сросшиеся кости запястья и пясти,
сильно редуцированные фаланги II, III и IV пальцев, I и V пальцы атрофированы.
II палец имеет только одну фалангу, служащую опорой для обособленного пучка перьев на внешнем крае крыла, так называемого крылышка.
Рис. Скелет птицы
Тазовый поясобразован тонкими подвздошными, лобковыми и седалищными костями, срастающимися у взрослых птиц в единую кость. Задние концы лобковых и седалищных костей у большинства птиц (кроме некоторых страусов) не сходятся, поэтому таз остается снизу открытым.
Скелет задних конечностей:
кости бедра,
малая берцовая кость сильно редуцирована и приращена к большой берцовой кости;
цевка (сросшиеся кости предплюсны и плюсны),
фаланги пальцев.
Обычно ноги птицы четырехпалые, но иногда число их сокращается до трех и даже двух (африканский страус). Из четырех пальцев в большинстве случаев три направлены вперед и один — назад.
Внутреннее строение птицы
Нервная система: головной мозг с крупными большими полушариями переднего мозга (кора развита слабо), сильным развитием зрительных бугров среднего мозга. Крупный складчатый мозжечок (точная координация движений).
Органы чувств развиты у птиц в различной степени. Хорошо развито зрение (крупные, сложно устроенные глаза), слух (внутреннее и среднее ухо с одной слуховой косточкой). Органы обоняния развиты слабо.
Кровеносная система: два круга кровообращения. Сердце четырехкамерное: два предсердия и два желудочка: полное разделение потоков артериальной и венозной крови — все органы снабжаются только артериальной кровью — высокий уровень обмена веществ — теплокровность.
У эмбрионов птиц, как и пресмыкающихся, закладываются как левая, так и правая дуги аорты, но в процессе эмбрионального развития животного левая атрофируется.
Органы дыхания приспособлены к усиленному газообмену.
Легкие птиц имеют губчатое строение. Бронхи, входя в легкие, распадаются на все более мелкие ветви. Последние заканчиваются тончайшими слепыми канальцами — бронхиолами, в стенках которых проходят капилляры кровеносных сосудов.
Двойное дыхание. Легкие у птиц имеют дополнтельные придатки — легочные мешки, расположенные между мышцами, среди внутренних органов и в полостях трубчатых костей крыльев.
У сидящей птицы дыхание осуществляется путем расширения и сжатия грудной клетки. В полете крыльям нужна твердая опора, и грудная клетка остается почти неподвижной. Дыхание при этом осуществляется путем расширения и сжатия воздушных мешков. Этот процесс получил название двойного дыхания, поскольку отдача кислорода в кровь происходит как при вдохе, так и при выдохе. Чем быстрее машущий полет, тем интенсивнее дыхание. При подъеме крыльев они растягиваются и воздух засасывается в легкие и далее в мешки. При опускании крыльев происходит выдох, причем через легкие проходит воздух из мешков, что способствует окислению крови в легких.
Голосовые связки. От глотки птицы отходит длинная трахея, которая в грудной полости делится на два бронха. На месте разделения трахеи на бронхи имеется расширение - нижняя гортань, в которой расположены голосовые связки; стенки ее имеют костные кольца. Нижняя гортань играет роль голосового аппарата и особенно сильно развита у птиц, поющих или издающих громкие звуки.
Пищеварительная система. Зубы у современных птиц отсутствуют — их частично заменяют острые края рогового чехла клюва, которым птица захватывает, удерживает и иногда размельчает пищу.
ротовая полость — длинный пищевод — зоб (пища обрабатывается слюной) — железистый желудок с пищеварительными соками — мускулистый желудок с ребристыми стенками и мелкими камешками, заглоченными птицей — тонкая кишка с протоками печени и поджелудочной железы — толстая кишка — клоака.
Прямая кишка не развита, поэтому фекалии не накапливаются в кишечнике, что облегчает массу птицы.
В клоаку открываются мочеточники и протоки половых желез.
Выделительная система: парные тазовые почки. Мочеточники открываются в клоаку. Густая моча поступает в клоаку, откуда выводится наружу вместе с калом.
Половая система: раздельнополые. Внутреннее оплодотворение. Половой диморфизм.
У самцов: два семенника и семяпроводы, открывающиеся в клоаку. У некоторых птиц (гуси) самцы имеют совокупительный орган.
У самок: один, левый, яичник, лежащий близ почки. Вышедшее из яичника яйцо попадает в непарный яйцевод, в верхней части которого происходит оплодотворение. Пройдя по яйцеводу, яйцо приобретает белковую оболочку, а попав в более широкую матку, покрывается известковой скорлупой. Через конечный отдел половых путей самки — влагалище — яйцо попадает в клоаку, а оттуда выводится наружу.
Рис. Выделительная и половая система птицы
Строение яйца
Яйцо птиц имеет очень крупные размеры, так как содержит много питательных веществ в виде желтка и белка. Зародыш развивается из небольшого зародышевого диска, находящегося на поверхности желтка.
На тупом конце яйца род скорлупой и подскорлуповой оболочкой находится полость, наполненная воздухом; она помогает дыханию зародыша.
Рис. Строение яйца
Птенцы
В зависимости от степени развития птенцов, только что вылупившихся из яиц, птиц делят на три группы:
выводковые птицы: птенцы опушенные, зрячие, способны через короткое время самостоятельно питаться (курообразные, гусеобразные, страусы);
полувыводковые птицы: птенцы вылупляются зрячими и опушенными, но выкармливаются родителями до приобретения способности к полету (чайки, чистики, буревестники);
птенцовые птицы: птенцы голые, слепые, длительное время остаются в гнезде, где их интенсивно кормят родители (воробьиные, дятлы, голуби).
Экология птиц
В зимний период птицы сталкиваются с большими трудностями при добывании нужного количества корма. В поисках мест обитания, которые наиболее полно могут обеспечить тот или иной вид кормом и защитными условиями, многие птицы начинают совершать направленные перемещения (кочевки и миграции).
Птиц можно разделить на три экологические группы:
Оседлые птицы остаются в тех местах, где проходило их размножение, а если и меняют места обитания, то улетают не далее чем за несколько десятков километров (глухари, рябчики, дятлы, воробьи, синицы).
Кочующие птицы регулярно перемещаются в пределах одной природной зоны (свиристели, чечетки, снегири, клесты).
Перелетные птицы совершают дальние миграции, улетая на зимовку в другие природные зоны (журавли, ласточки, трясогузки).
Деление птиц на оседлых, кочующих и перелетных осложнено тем, что один и тот же вид в разных частях своего ареала может вести себя различно. Так, серая ворона па юге европейской части нашей страны — оседлый вид, а на севере — перелетный.
Изменение погодных и кормовых условий по годам также сказывается па характере подвижности птиц. В теплые зимы при достаточной обеспеченности кормом некоторые перелетные для данного района виды остаются зимовать в местах своего размножения (утки, грачи, дрозды). Это свидетельствует о том, что основная причина перелетов птиц заключается в сезонных изменениях условий существования. В районах, где эти изменения но сезонам выражены резче, число перелетных видов больше.
Класс Млекопитающие