Каково внешнее и внутреннее строение птиц? Чем они отличаются от остальных классов животных? Какие признаки свойственны только пернатым? Ответы на эти вопросы вы найдете в данной статье.
Общая характеристика птиц
Птицы – это класс животных, тело которых покрыто перьями. Они обладают постоянной и высокой температурой тела и активны в любое время года. Способность к полету свойственна большинству представителей этого класса. Внешнее и внутреннее строение птиц подчинено этой особенности.
Пернатые могут легко менять место жительства в зависимости от условий. Благодаря способности летать класс широко распространен, встречается в самых разнообразных условиях по всей планете. Существует около 9000 видов птиц.
Птицам также присуща ярко выраженная забота о собственном потомстве. Размножение происходит с помощью крупных, покрытых известковой оболочкой яиц.
Внешнее строение птиц
Тело птицы состоит из головы, подвижной шеи, каплевидного туловища и конечностей. Кожа - тонкая и сухая из-за отсутствия кожных желез. У большинства птиц существует железа, служащая для смазывания перьев – копчиковая. Особенно хорошо она развита у водоплавающих. Секрет, выделяемый железой, служит для сохранения эластичности перьев и предотвращает их намокание. У некоторых видов (страусов, попугаев, голубей, дроф) функцию смазывания осуществляют специальные пудровые перья, при обламывании образующие порошок.
У пернатых могут присутствовать различные разрастания на клюве, ногах, голове. У некоторых видов птиц (например, хищных и попугаев) основание клюва закрыто мягкой восковицей. На ногах могут быть пластины, бахромки, перепонки.
Внешнее и внутреннее строение птиц напрямую зависит от образа жизни. Форма тела, головы, лап и хвоста, крыльев может быть самой разнообразной. Все это зависит от среды обитания и способа добывания пищи.
Внешнее строение птиц. Оперение
Только классу птиц присущ перьевой покров, поэтому их называют также пернатыми. Оперение плотно прилегает к телу и придает ему обтекаемую форму. Покров легкий и хорошо сохраняет тепло, что помогает насиживать яйца. Некоторые перья, благодаря своему строению, обеспечивают возможность полета (рулевые и маховые).
Сами перья представляют собой производные кожи, сродни чешуе пресмыкающихся. Строение пера таково: ствол его состоит из плотного стержня, заканчивающегося очином (пустотелым концом). К стержню присоединены опахала. Они состоят из роговых пластинок - бородок. От стержня отходят бородки, имеющие ответвления, называющиеся бородочками. Часть их усыпана крючками, которыми они соединяются с соседними бородочками без крючков. Крупное перо может состоять их миллиона бородочек.
Такое строение обеспечивает плотность опахала. Во время полета через перо может пройти совсем немного воздуха. Если бородочки рассоединятся, то птица поправит их клювом при чистке перьев.
По функциональности перья можно разделить на две группы: пуховые и контурные. У пуховых перьев опахало неплотное. Также есть и просто пух - перья, состоящие практически из одних бородочек, с неразвитым стержнем. Есть и щетинковые перья, которые, наоборот, состоят из стержней, практически без бородочек. Существуют и волосовидные перья, на которых возлагается функция осязания. Контурные перья можно разделить на маховые, рулевые, кроющие и покровные. Каждый вид пера выполняет свою функцию. Разнообразный цвет перьев обусловлен наличием пигментов.
Костно-мышечная система
Особенности внутреннего строения птиц связаны с признаком, присущим только пернатым – способностью к полету. Скелет птицы легок, но при этом обладает большой прочностью, состоит из тонких полых костей. В него входит череп, позвоночник, пояса конечностей и кости конечностей. Скелет защищает внутренние органы.
Внутреннее строение птиц предполагает большой объем черепа. Глазницы увеличены, челюсти образуют клюв, зубы отсутствуют. Позвоночник разделяется на 5 отделов: шейный, грудной, поясничный, крестцовый, хвостовой. Позвонки шейного отдела имеют особое строение, благодаря которому птица может поворачивать голову на 180 градусов.
Грудные позвонки срастаются и образуют единую кость, к которой прикреплены ребра. У летающих видов птиц на грудине имеется киль. Это крупный вырост, на который крепятся мощные мышцы крыла. Позвонки поясничного и крестцового отдела также срастаются, чтобы служить надежной опорой для таза, а хвостовые срастаются в единую копчиковую кость, чтобы стать опорой для рулевых перьев.
Плечевой пояс составляют три пары костей: ключицы, лопатки и вороньи кости. Крыло состоит из плечевой кости, предплечья и костей кисти. Кости таза срастаются с позвонками и служат опорой для нижних конечностей. Нога состоит из бедра, голени, цевки (несколько сросшихся костей стопы) и пальцев.
Мышцы птицы, расположенные от киля к плечу, обеспечивают работу крыльев. У летающих пернатых мускулатура в этой части особенно хорошо развита. Мышцы шеи обеспечивают движение головы. Интересно внутреннее строение птиц в области строения мышц и сухожилий нижних конечностей. Через суставы ног тянутся сухожилия, которые оканчиваются в пальцах. Когда птица садится на дерево и сгибает ноги, сухожилия натягиваются и пальцы обхватывают ветку. Благодаря этой особенности птицы могут спать на ветках, их пальцы не разжимаются.
Пищеварительная система
Продолжаем изучать внутреннее строение птиц. Общая характеристика начинается с первого отдела пищеварительной системы – клюва. Он представляет собой кости челюстей, покрытые роговыми чехлами. Форма клюва зависит от способа добывания пищи. Зубов у пернатых нет. Пища проглатывается целиком, от крупного куска с помощью клюва птица может отрывать подходящие кусочки.
Пищевод пернатых способен значительно растягиваться. Некоторые виды птиц могут заполнять его едой и не испытывать дискомфорта. В конце пищевода может иметься зоб – специальное расширение, приспособленное для запаса пищи.
Желудок птицы состоит из железистого и мускульного отдела. В первом происходит выделение желудочного сока, который размягчает пищу, а во втором идет ее перетирание. Этому процессу способствуют камешки, которые глотают пернатые. За желудком следует кишечник, оканчивающийся клоакой. В клоаку также открываются мочеточники и выводные пути органов размножения.
Дыхательная система
Продолжаем изучать внутренние органы птиц. Внутреннее строение птиц подчинено необходимости обеспечивать полет. Касается это и дыхательной системы, которая представлена не только легкими, но и воздушными мешками, расположенными в свободном пространстве между внутренними органами. Эти мешки соединены с легкими, и на них возложена важная функция обеспечения дыхания во время полета. В покое птица дышит легкими, работая грудной клеткой.
В полете, благодаря работе крыльев, воздушные мешки увеличиваются и сокращаются, подавая воздух в легкие. Чем быстрее птица машет крыльями, тем чаще происходит сокращение воздушных мешков. Например, голубь в покое делает 26 вдохов, а в полете – до 400. Благодаря активной циркуляции воздуха, организм птицы охлаждается. Обогащенный кислородом воздух из дыхательных мешков поступает в легкие, что не позволяет птице задохнуться.
Кровеносная система птиц
Особенности внутреннего строения птиц можно найти и изучая кровеносную систему, которая представлена двумя кругами кровообращения и четырехкамерным сердцем. Большой и малый круги кровообращения полностью разобщены, то есть артериальная и венозная кровь не смешиваются. Сердце состоит из двух предсердий и двух желудочков.
Сердечная мышца способна ускорять свою работу в десятки раз, например в покое сердце голубя сокращается 165 раз в минуту, а во время полета – 550 раз. Особенности строения кровеносной системы пернатых вызваны высоким уровнем метаболизма. Сердце имеет большой объем, пульс частый, кровь насыщена кислородом и сахарами – все это обеспечивает как интенсивное снабжение всех органов необходимыми веществами, так и быстрое удаление продуктов метаболизма.
Органы чувств
Органы обоняния у пернатых развиты слабо. Большинство птиц лишено возможности различать запахи. Внутреннее строение птиц, особенно органов слуха, более развито, чем у пресмыкающихся. Органы слуха представлены внутренним, средним и наружным ухом. Последнее состоит из глубокого наружного слухового прохода, обрамленного кожными складками и специальными перьями.
У птиц хорошо развиты органы зрения. Глаза большого размера и сложного строения, хорошей чувствительности. Цветное зрение развито лучше, чем у многих других животных. Птицы различают большое количество оттенков. При высокой скорости движения во время полета зрение позволяет оценить обстановку с большого расстояния, но и предметы, находящие в нескольких сантиметрах, птица видит отчетливо.
Нервная система
В полете птицы совершают сложные движения, поэтому мозжечок, отвечающий за координацию, имеет большой размер. Зрительные бугры также хорошо развиты. Полушария переднего мозга увеличены. Внутреннее строение птиц, их мозга и нервной системы связано со сложным поведением птиц.
Большинство действий инстинктивно - постройка гнезда, образование пар, забота о потомстве. Но с возрастом птицы способны обучаться. Если птенцы не испытывают страха перед человеком, то взрослые особи людей опасаются. Они могут отличать охотника от безоружного, а вороны могут понять, что именно в руке у человека – палка или ружьё.
Некоторые виды птиц узнают людей, которые их часто кормят, поддаются дрессировке и способны имитировать различные звуки, в том числе и человеческую речь.
Выделительная и половая системы
Рассмотрим выделительную и половую системы, их внутреннее строение и размножение птиц. Так как обмен веществ у птиц ускоренный, почки крупные. Эти парные метанефрические органы разделены на три лопасти и находятся под спинными стенками таза. Отходящие от них мочеточники открываются в клоаке. Мочевого пузыря у пернатых нет. Отходы жизнедеятельности, состоящие преимущественно из мочевой кислоты, быстро выводятся из организма.
Копулятивного органа у большинства пернатых нет. Семенники, увеличивающиеся в размерах в период размножения, выводят содержимое через канал в семенной пузырек, расположенный в клоаке.
Внутреннее строение птиц, а точнее, органов размножения самок, имеет интересные особенности. У них развиты только левые яичник и яйцевод, правые обычно рудиментарны. Скорей всего это связано с недостатком места для одновременного формирования крупных яиц. От яичника отходит яйцевод, который разделяется на несколько отделов: длинную фаллопиеву трубу, тонкостенную и широкую матку и узкое влагалище, которое открывается в клоаку. Чтобы провести оплодотворение, самец прижимает свою клоаку к клоаке самки.
Размножение и забота о потомстве
Мы рассмотрели внутреннее строение птиц. Биология не только изучает анатомию, но и анализирует поведение животных. Поговорим о таком сложном процессе, как размножение и забота о потомстве у птиц.
Период размножения наступает, когда появляется достаточно корма. У наших пернатых – весной и летом. А вот размножение у пернатых, содержащихся в неволе, например декоративных, стимулируют в любое время года, увеличивая количество и питательность корма.
Большинство мелких и средних птиц образуют пары на сезон, у крупных нередки длительные союзы. Могут образовывать стайки, где образуются временные пары. Выбор партнера не случаен. Самцы токуют, чтобы привлечь внимание самок: распускают перья, издают особые звуки, вступают в схватки.
Большинство видов откладывают яйца в гнездо, которое может располагаться на земле, на деревьях, кустах, в дуплах, норках. Яйца защищает прочная скорлупа, часто имеющая маскирующую окраску.
У выводковых видов (домашних птиц, уток, гусей, тетеревов, лебедей) птенцы появляются из яйца с открытыми глазами и покрытые пухом. Очень быстро они начинают есть самостоятельно и выходить из гнезда. У гнездовых птиц (голуби, вороны, синицы, воробьи, грачи, попугаи, хищные птицы) детеныши появляются слепыми и голыми, полностью беспомощными.
Для птиц характерна длительная забота о потомстве. Пернатые обогревают и выкармливают своих птенцов, защищают их.
