Особенности организации птиц

Общая характеристика класса

Смотри лекцию.

Особенности организации птиц

Форма тела и размеры. Форма тела птиц довольно однообразная, так как определяется приспособлением к полету. Туловище округлое, компактное. Голова небольшая, шея длинная и подвижная. Передние конечности — крылья — в спокойном состоянии сложены и прижаты к бокам туловища. Оперение придает телу обтекаемую форму.

Кожа и ее производные. Кожа птиц тонкая, сухая, лишена костных образований и желез. Исключение составляет копчиковая железа, расположенная над основанием хвоста, жироподобный секрет которой служит для смазывания перьев, что способствует сохранению их эластичности и придает перьевому покрову водоотталкивающие свойства.

Тело птиц покрыто перьями. Перья птиц различны по строению и функции. Контурные перья являются основой оперения, предохраняют тело от потерь тепла, механических воздействий, образуют несущие поверхности крыла.

Под контурными перьями располагаются пуховые перья: стержень их тонок, бородки не несут крючочков, опахала не образуют пластинку. Пух — это пуховое перо с укороченным стержнем, бородки которого отходят одним пучком от конца очина. Пуховые перья и пух выполняют теплоизоляционную функцию.

Окраска птиц обеспечивается как пигментами (меланины, липохромы), так и микроскопическими особенностями структуры пера.

Развитие перьев указывает на их тесную генетическую связь с чешуями пресмыкающихся.

Перьевой покров птиц регулярно сменяется. У большинства птиц в году бывает не одна, а две или три линьки. Многократная линька связана с наличием сезонного полиморфизма и брачным нарядом.

Скелет птиц. Как и у других высших позвоночных, скелет птиц подразделяется на осевой скелет и связанную с ним грудную клетку, череп, скелет конечностей и их поясов. Скелет в целом характеризуется, с одной стороны, легкостью костей, с другой — прочностью как самих костей, так и их сочленением друг с другом.

Осевой скелет — позвоночник — состоит из пяти отделов: шейного, грудного, поясничного, крестцового и хвостового. Число шейных позвонков варьирует от 11 до 25 (лебеди). Как и у пресмыкающихся, первые два шейных позвонка имеют типичное для амниот строение: первый позвонок — атлант в виде костного кольца и второй — эпистрофей, сочленяющийся с ним зубовидным отростком, что обеспечивает подвижность головы относительно шеи.

Пищеварительная система и питание птиц. Спектр потребляемых кормов у птиц гораздо шире, чем у современных рептилий. Большинство птиц животноядны.

Все современные птицы не имеют зубов, и основную функцию захвата и удержания добычи у большинства птиц выполняет клюв. Форма и размеры клюва сильно варьируют и зависят от характера пищевой специализации и способов добычи пищи.

Ко дну ротовой полости птиц прикрепляется очень подвижный язык.

В ротовую полость открываются протоки слюнных желез (есть фермент амилаза). Из ротовой полости пища поступает в пищевод. Пищевод может образовывать в нижней своей части расширение — зоб, в котором пища хранится (пока ею переполнен желудок). Желудок у птиц разделен на два отдела: железистый, где пища подвергается воздействию пищеварительных ферментов) и мускульный, где обильно смоченная ферментами пища подвергается перетиранию за счет функционирования мощной мускулатуры стенок желудка (рис.).

От мускульного желудка отходит двенадцатиперстная кишка, в петле которой находится поджелудочная железа, протоки ее впадают в двенадцатиперстную кишку. Двухлопастная печень имеет желчный пузырь (нет его у ряда видов, в том числе и у голубей). Желчные протоки также впадают в двенадцатиперстную кишку, которая без резкой границы переходит в тонкую кишку. Длинная тонкая кишка образует несколько петель и переходит в короткую толстую кишку, впадающую в клоаку.

Длина кишечника у преимущественно растительноядных видов превышает длину тела в 10 и более раз (у африканского страуса — в 20 раз).У хищных и питающихся насекомыми птиц кишечник относительно короток и превышает длину тела лишь в 4-6 раз. Для птиц характерна высокая интенсивность пищеварения, которая обеспечивается за счет интенсивного перетирания пищи в мускульном желудке, значительной активности пищеварительных ферментов, действующих при высокой постоянной температуре тела, большой длины кишечника и участия бактериальной микрофлоры.

Органы дыхания и газообмен. Дыхательная система птиц отличается от дыхательных систем наземных позвоночных животных других групп. Воздух через парные ноздри поступает в носовую полость, затем через хоаны в ротовую полость, где за языком расположена гортанная щель, ведущая в гортань, поддерживаемую тремя гортанными хрящами. За гортанью идет трахея, поддерживаемая хрящевыми трахейными кольцами. В полости тела трахея распадается на два бронха, каждый из которых входит в соответствующее легкое и ветвится.

Парные легкие птиц представляют собой плотные, губчатые, малорастяжимые образования, прирастающие к ребрам по бокам позвоночного столба. Бронхи, входя в легкие, ветвятся, распадаясь на 15-20 вторичных бронхов, большинство которых заканчивается слепо, а часть сообщается с воздушными мешками.

Часть ответвлений бронхов выходит за пределы легких и расширяется в прозрачные эластичные тонкостенные воздушные мешки, объем которых почти в 10 раз превосходит объем легких. Воздушные мешки располагаются между внутренними органами, а ответвления их проходят между мышцами под кожу и в полости крупных костей.

Наличие воздушных мешков определило формирование у птиц весьма своеобразного механизма дыхания, особенно при полете. Насыщенный кислородом воздух проходит через легкие и на вдохе и на выдохе, обогащая кровь кислородом (явление двойного дыхания).

Кроме выполнения основной функции — участия в акте дыхания, воздушные мешки предохраняют организм от перегрева: так, при интенсивном полете избыток тепла удаляется постоянно сменяющимся воздухом; уменьшается во время полета трение между органами и др.

Кровеносная система и кровообращение. Основной особенностью в строении кровеносной системы птиц является полное разделение артериального и венозного кровотоков, правая (венозная) половина сердца полностью отделена от левой (артериальной).

Сердце птиц четырехкамерное, состоит из двух предсердий и двух желудочков, при этом правая венозная часть сердца более тонкостенная, чем его левая артериальная часть.

Органы выделения. Выведение продуктов метаболизма осуществляются метанефрическими почками. От каждой почки отходит мочеточник, открывающийся в клоаку. Мочевого пузыря у птиц нет.

В качестве конечного продукта белкового обмена птиц из организма выводится не мочевина, а мочевая кислота, как у большинства рептилий, в виде белой кашицеобразной массы.

Половая система и особенности размножения. Все птицы, как и большинство рептилий, размножаются путем откладки яиц, но для них характерно проявление в высокой степени заботы о потомстве (постройка гнезда, насиживание кладки, выкармливание и обучение птенцов).

Оплодотворение только внутреннее.

Плодовитость птиц заметно меньше плодовитости рептилий, что связано с уменьшением эмбриональной и постэмбриональной смертности благодаря развитию разнообразных форм заботы о потомстве. Крупные хищники, пингвины, кайры и др. откладывают одно яйцо; журавли, козодои, голуби — 2 яйца; чайки — 3; у куликов обычно в кладке 4 яйца; мелкие воробьиные откладывают в основном по 4—6 (кладки по 10—15 яиц зарегистрированы у большой синицы, крапивника и др.); утиные и куриные — от 6 до 14 яиц. Самые крупные кладки отмечены у серой куропатки и перепела — до 22 яиц.

В умеренных и северных широтах сезон размножения большинства видов птиц начинается в конце весны — первой половине лета, т.е. приурочен к наиболее кормному периоду. Некоторые виды птиц Беларуси способны выводить потомство два раза за сезон (бицикличные виды): скворец, певчий дрозд, большая синица и др.

У всех птиц в той или иной степени выражен половой диморфизм: в окраске (самцы имеют более яркое оперение); размерах (самцы несколько крупнее самок у глухаря, тетерева, кряквы и др. и, наоборот, самки крупнее самцов у хищных, сов и др). Среди птиц встречаются: моногамы, образующие гнездовую пару на один либо несколько сезонов (журавли, лебеди, гуси, голуби и др.), и полигамы, не образующие пары даже на короткое время, спаривание которых происходит при кратковременных встречах самцов и самок на токах (глухари, тетерева, турухтаны, дупеля и др.).

Период размножения у всех птиц начинается брачными играми или токованием. Абсолютное большинство птиц насиживают яйца, т.е. обогревают их.

По степени физиологической зрелости птенцов в момент вылупления всех птиц разделяют на две основные группы: зреловылупляющиеся — матуронатные, или выводковые, и незреловылупляющиеся — имматуронатные, или птенцовые.

Продолжительность жизни. Смертность молодых птиц в первый год жизни довольно высока и составляет 30—50 % и более. Предельная продолжительность жизни у мелких воробьиных довольно высока и достигает 10—20 лет, у чаек — 36, у трубконосых 30—40 лет.

Нервная система, органы чувств. В строении головного мозга птиц и рептилий много общего. У представителей обоих классов значительную часть обособленных больших полушарий переднего мозга составляют полосатые тела (corpora striata) — разрастания дна переднего мозга.

Головных нервов 12 пар, хотя одиннадцатая пара еще не вполне дифференцирована.

Зрение — основной рецептор дальней и ближней ориентации птиц. Все птицы обладают цветным зрением, распознавая не только основные цвета, но и их оттенки и сочетания.

Орган слуха служит важным рецептором ориентации и общения и анатомически состоит из внутреннего и среднего уха, слуховая косточка одна — стремечко. У некоторых видов птиц образуется складка кожи — зачаток наружного уха (хорошо развит у сов).

Органы обоняния развиты слабо, немногие птицы способны воспринимать запахи, таковы, например, киви, грифы, утки, кулики, врановые.

Орган вкуса представлен вкусовыми почками (скопления чувствующих клеток, оплетенных нервными окончаниями), расположенными в слизистой ротовой полости, на языке и у его основания.

В коже птиц расположены свободные окончания чувствующих нервов, позволяющих воспринимать механические, температурные и другие раздражения.