Урок Получить доступ за 75 баллов Класс Птицы. Общая характеристика. Отряд Пингвинообразные
Введение
В этом уроке вы начнете знакомство с наиболее многочисленным классом четвероногих животных- птицами (более 10,5 тысяч видов).
Самая удивительная их черта- способность к полету возникла и усовершенствовалась благодаря ряду приспособлений, отличающих птиц от рептилий.
Среди них теплокровность, видоизменения скелета, перьевой покров и др.
Птицы приспособились почти ко всем средам обитания, и, благодаря сложному поведению, добились эволюционного успеха и процветания.
Предком птиц считается археоптерикс - вымершее животное, обитавшее 150—147 млн лет назад в мезозойскую эру, юрский период.
У археоптерикса присутствовали признаки и пресмыкающимся и птиц.
К рептилиям это вымершее животное можно отнести на основании наличия челюсти с зубами, длинного хвоста и развитых пальцев, а к птицам животное можно отнести на основании наличия перьевого покрова и крыльев.
Основные отличия птиц от рептилий
Для птиц характерен подъем уровня организации, по сравнению с рептилиями:
- более развитая нервная система и головной мозг
- большое разнообразие приспособительных поведенческих реакций (выкармливание потомства)
- способность к терморегуляции (теплокровность)
- облегченный скелет, часть костей которого заполнена воздухом
- способность к полету при сохранении возможности передвижения по земле
- более совершенное размножение (высиживание яиц и выкармливание птенцов)
Развитие теплокровности у птиц достигается благодаря следующим приспособлениям:
- быстрый обмен веществ за счет особенностей строения пищеварительной и дыхательной систем
- полное разделение артериальной и венозной крови в кровотоке
- перьевой покров, способствующий повышению теплоизоляции тела
В процессе эволюции птицы приобрели приспособления для полета:
- облегченная масса тела за счет полых костей
- обтекаемая форма тела за счет контурных перьев
- быстрый обмен веществ
- отсутствие мочевого пузыря; продукты жизнедеятельности не откладываются в теле, а сразу выбрасываются наружу, облегчая массу птицы
- понижение плотности тела за счет воздушных мешков, через которые происходит двойное дыхание, что также ускоряет обмен веществ: птица получает кислород на вдохе и выдохе
- специальное строение скелета для амортизации тела при приземления
Перьевой покров способствует поддержанию постоянной температуры тела у птиц около +42°C
Несмотря на более высокий уровень организации, птицы сохраняют немало общих черт, объединяющих их с рептилиями:
- сухая кожа без желез (у птиц есть единственная копчиковая железа, секрет которой используется для ухода за перьями)
- на задних конечностях имеются роговые чешуйки и когти
- размножение яйцами, развивающимися в воздушной среде
- наличие клоаки
Лапы птиц покрыты роговыми чешуйками, как у пресмыкающихся:
Внешнее строение и скелет птиц
Для птиц характерны те же части тела, что и для рептилий:
- голова
- шея
- туловище
- хвост
- конечности
Передние конечности птиц видоизменены в крылья.
На задних, как правило, имеется по четыре пальца (три обращены вперед, один назад).
Голова птиц несет:
- клюв, образованный роговыми чехлами, покрывающими челюсти, зубы отсутствуют
- ноздри, открывающиеся у основания надклювья
- крупные глаза, покрытые веками и мигательной перепонкой
- ушное отверстие, ведущее в слуховой канал (наружное ухо), скрытый под перьями
Тело птиц, кроме конечных отделов ног, покрыто перьями.
На крыльях и хвосте развиты контурные перья.
Перо состоит из:
- полого стержня, разделенного на очин и ствол
- двух боковых пластинок- опахала
Опахало образовано бородками первого и второго порядка, скрепленными мелкими крючочками.
Кроме контурных перьев еще бывают:
- покровные
- пуховые
- нитевидные
С помощью контурных перьев крыла птица опирается на воздух при полете.
Хвостовые перья используются в качестве руля.
Остальные помогают создавать обтекаемую форму тела.
Перья способствуют сохранению тепла в теле птицы, так как в перьях птиц образуется воздушная подушка, а мы знаем, что воздух обладает малой теплопроводностью, поэтому и удерживает тепло в теле птицы.
Один или несколько раз в год птицы линяют.
Некоторые из них во время линьки теряют способность к полету.
Хищные и насекомоядные птицы обычно линяют постепенно.
Линька у турухтана. Согласитесь, вид жалкий:
Позвоночник птиц образован теми же отделами, что и у рептилий:
- шейный- от 9 до 25 подвижно соединенных позвонков
- грудной- образован неподвижными позвонками, несущими ребра
- поясничные, крестцовые и часть хвостовых позвонков срастаются, образуя сложный крестец, служащий опорой задним конечностям
- хвостовой отдел состоит из нескольких позвонков и заканчивается копчиковой костью, к которой прикрепляются рулевые перья хвоста
Ребра птиц состоят из двух подвижно соединенных частей.
Одним концом они прикреплены к позвоночнику, другим - к грудине.
Грудина имеет высокий вырост- киль. Он есть у всех летающих птиц.
Передний пояс конечностей имеет характерное для позвоночных строение, за исключением сросшихся ключиц, образующих вилочку.
Типичный скелет передней конечности имеет видоизмененную кисть, в которой присутствуют лишь три пальца при сильно редуцированном запястье и пясти, состоящей из сросшихся костей.
Пояс задних конечностей частично срастается со сложным крестцом.
Бедро типичное, в голени малая берцовая кость прирастает к большой, с голенью срастается часть костей предплюсны.
Ниже голени у птиц расположена одна длинная кость- цевка, у эмбриона образованная сросшимися костями предплюсны и плюсны.
К цевке причленяются пальцы (от 4 до 2).
Таким образом, у птиц:
- очень подвижная шея: головой они легко могут дотянуться до копчика
- прочная и подвижная грудная клетка, в которой важную роль играет киль грудины
- очень прочный крестец, на который опираются задние конечности
Главные мышцы птиц- грудные, прикрепленные к килю грудины.
Они участвуют в опускании крыльев.
Понимают крылья подключичные мышцы, лежащие чуть ниже.
Вместе эти мышцы составляют до четверти всей массы взрослой птицы.
Внутреннее строение птиц
В пищеварительной системе у птиц есть ряд отличий от пресмыкающихся:
- отсутствие зубов
- короткий язык помогает проталкивать пищу в пищевод
- у некоторых птиц пищевод образует расширение- зоб, где пища смачивается секретом желез и размягчается
- передний отдел желудка железистый, задний- мускулистый, с ороговевшими стенками, в нем пища перетирается, образуя мягкую кашицу
- мускульный желудок способствует перетиранию пищи, так как в нем находятся камушки, проглоченные птицей
В остальном строение пищеварительной системы птиц схоже с пищеварительной системой рептилий.
Дыхательная система
Органы дыхания птиц имеют уникальное строение.
Бронхи, войдя в легкие, разветвляются и, пронизывая их насквозь, впадают в воздушные мешки, расположенные между внутренними органами, под кожей и в костях.
Воздушные мешки- это воздухоносные полости и в них не происходит газообмен.
В полете обмен воздухом в легких происходит и на вдохе, и на выдохе.
На вдохе свежий воздух заполняет воздушные мешки, а на выдохе выталкивается из них, снова проходя через легкие.
В нижней части трахеи у птиц развит голосовой аппарат (голосовая коммуникация играет очень важную роль в жизни птиц).
Сердечно- сосудистая система
Сердце у птиц четырехкамерное, имеется два круга кровообращения.
Артериальная и венозная кровь нигде не смешивается. Полное разделение крови дает возможность лучше и быстрее приносить кислород, поэтому обмен веществ идет у птиц интенсивнее, чем у хладнокровных пресмыкающихся.
Число сокращений сердца в минуту тем выше, чем меньше масса тела. Например, у маленького щегла сердце сокращается около 750 раз за минуту.
Нервная система
В головном мозге особенно развиты большие полушария переднего мозга и мозжечок. Также хорошо развит средний мозг, отвечающий у птиц за зрение и слух.
Птицы отлично видят и слышат, а вот обоняние у них развито плохо.
Выделительная система
Органы выделения похожи на таковые у рептилий, только отсутствует мочевой пузырь. Основной продукт обмена- мочевая кислота выводится в полужидком виде через клоаку.
Размножение птиц
Большинство птиц в период размножения образуют пары и строят гнезда.
Однако бывают исключения:
- глухари и тетерева не образуют постоянных пар
- кукушки не строят гнезд, а подкидывают свои яйца в гнезда других птиц
Образование яиц начинается в непарном левом яичнике самки, лежащем впереди от левой почки:
- созревшее яйцо представляет собой большой желточный мешок, на котором после оплодотворения образуется зародышевый диск
- оплодотворение обычно происходит в яйцеводе, куда через половые пути попадают сперматозоиды, доставленные самцом в клоаку самки
- в яйцеводе же яйцо покрывается белковой оболочкой, которая служит запасом воды для развивающегося зародыша
- затем яйцо попадает в матку, где одевается скорлупой
- наконец, пройдя через влагалище и клоаку, яйцо оказывается отложенным в гнезде
Обычно в течение дня самка откладывает только одно яйцо, но в кладке яиц бывает несколько (у разных птиц неодинаково).
Птицы обычно насиживают яйца в гнезде - этим бывают заняты попеременно оба родителя. У куриных насиживает только одна самка.
Период инкубации яиц может достигать полутора месяцев у крупных и хищных птиц, у мелких обычно пару недель.
Птенцы появляются:
- почти полностью сформировавшимися и готовыми следовать за матерью у выводковых птиц
- беспомощными, слепыми и неоперенными у гнездовых птиц
Птенцы выводковых птиц способны уже на следующий день после рождения следовать за матерью
После появления птенцов родители неустанно заботятся о них:
- кормят, прилетая с пищей до 400 раз в течение дня
- обогревают и следят, чтобы птенцы не перегрелись на солнце
- поддерживают чистоту в гнезде, унося в клюве помет птенцов
При появлении хищников многие птицы притворяются ранеными и уводят врагов от гнезда.
Большинство действий птиц в период размножения инстинктивны.
Отряд Пингвинообразные
Отряд Пингвинообразные насчитывает всего 18 современных видов.
Пингвины живут в Южном полушарии, в Антарктиде, на островах и на южных берегах материков (Африки, Австралии и Южной Америки).
Пингвины не летают, но зато хорошо ныряют и плавают:
Для них характерны следующие особенности:
- передние конечности превращены в ласты
- задние конечности устроены своеобразно: все четыре пальца, из которых три связаны плавательной перепонкой, обращены вперед
- грудные мышцы составляют до четверти массы тела
- задние конечности с перепонками
- на суше пингвины держат тело вертикально, опираясь на лапы и хвост
- могут легко скользить по льду на брюхе, отталкиваясь всеми конечностями
- перья жесткие, чешуевидные, пуха нет
- под кожей залегает жировая прослойка
Питаются пингвины рыбой и морскими беспозвоночными, настигая добычу в стремительном броске со скоростью до 36 км/ч.
Могут выпрыгивать из воды, преодолевая высокие преграды.
Пингвины образуют постоянные пары.
Гнезда устраивают обычно на камнях.
Самка откладывает одно или 2-3 яйца.
Насиживанием занимаются оба партнера попеременно.
Один на 1-3 недели уходит в море и там кормится, а другой в это время сидит на яйцах, прикрывая их кожистой складкой, имеющейся на брюхе.
Потом партнеры меняются.
У некоторых видов насиживает яйца только самец.
В период размножения пингвины образуют большие колонии из десятков тысяч пар.
В холодные периоды также держатся кучно, образуя круги, в которых птицы согреваются при движении.
Самые крупные виды - императорский и королевский пингвины.
Наиболее распространенный вид - пингвин Адели.
Интересная информация
Происхождение птиц
Доказательством происхождения птиц от древних рептилий являются находки окаменелых скелетов животных, имевших общие черты строения птиц и пресмыкающихся.
Одна из таких находок- отпечаток скелета и перьев древнего животного археоптерикса.
Это животное имело много свойственных рептилиям черт (массивные зубы, утяжеленный скелет без воздушных полостей, грудину без киля и др.), но оно также очень напоминало современных птиц, обладая перьевым покровом и способностью к полету.
Загадки птичьего мира
Из всех способностей птиц наиболее удивительной является способность безошибочно находить родное гнездо, будучи перемещенными от него за сотни километров.
Эту особенность птиц в старину использовали путешественники, беря с собой в дорогу голубей и выпуская их при необходимости доставить домой какое-либо известие.
Голубиная почта работала безотказно.
Птицы всегда возвращались домой с новыми известиями от странников.
Ученые предполагают, что для ориентации птицы используют свои биологические часы и положение солнца над горизонтом.
В определенное время дня в разных местах на Земле солнце стоит на различной высоте.
По этому признаку птица может определить направление полета, сравнивая положение солнца с запомненным для своего родного гнезда.
Однако это только догадки.
Точных данных о навигации птиц при длительных перелетах пока нет.
В бесплатной версии урока недоступны:
- Видео
- Изображения
- Дополнительная информация
- Таблицы
- Тесты