Класс птицы, общая характеристика класса. Тема: « тип хордовые. классы птицы»
Общая характеристика класса . Птицы - первые в эволюционном ряду теплокровные (гомойотермные) животные. Температура их тела постоянна и относительно независима от температуры окружающей среды. Другая особенность этого класса в том, что он образует особую ветвь эволюции, представители которой приобрели способность к полету. Большинство птиц относится к летающим видам. Отмеченные особенности позволили птицам освоить наземную, воздушную и (частично) водную среду обитания, расселиться практически во всех климатических зонах и даже менять их, мигрируя по мере необходимости в более благоприятныеусловия существования (мигрирующие и кочующие виды - см. ниже).
В организме птиц произошли существенные анатомо-физиологические изменения по сравнению с их эволюционными предшественниками - рептилиями. Вместе с тем, будучи "прямыми потомками" рептилий, птицы сохранили многие свойственные им признаки: отсутствие кожных желез, наличие в покровах роговых образований (щитки на ногах, роговой чехол клюва, когти), сходное строение выделительной и половой систем (следует, однако, отметить, что в отличие от самок рептилий самки птиц имеют одиночные яичник и яйцевод - левые), практически одинаковое строение яйца и развитие зародыша.
Поддержание постоянной температуры тела птиц и новый способ передвижения потребовали повышения уровня обменных процессов, прежде всего за счет высокой интенсивности всех физиологических функций: пищеварения, дыхания, кровообращения, выделения. Пища в желудочно-кишечном тракте птиц переваривается очень быстро благодаря эффективности пищеварительных ферментов, а после расщепления пищевые вещества активно всасываются за счет увеличения всасывающей поверхности кишечника: слизистая оболочка кишечника образует многочисленные ворсинки. В связи с отсутствием зубов функцию измельчения пищи берет на себя мощный мускульный желудок; в первичной механической обработке пищи могут участвовать клюв и когти (у хищных птиц). Непереваренные остатки пищи не задерживаются в прямой кишке (это значительно облегчает вес тела) и удаляются через клоаку. Интенсивный газообмен в легких достигается путем "двойного дыхания", при котором атмосферный воздух попадает в легкие не только во время вдоха, но и выдоха. Это становится возможным благодаря участию вдыхании специальных воздушных мешков (рис.III.31). Продуктивный газообмен в тканях обеспечивается тем, что к ним приходит обогащенная кислородом артериальная кровь. Артериальная и венозная кровь у птиц не смешивается, так как сердце у них четырехкамерное: сплошная межжелудочковая перегородка полностью разобщает венозную и артериальную кровь правого и левого желудочков. Большой круг кровообращения (см. рис.III.34, Д) начинается от левого желудочка одним сосудом - правой дугой аорты. Артериальная кровь по отходящим от дуги аорты артериям разносится ко всем органам. Малый круг начинается от правого желудочка легочной артерией, несущей венозную кровь в легкие, где она отдает углекислый газ и насыщается кислородом. Для птиц характерны высокая частота сердечных сокращений и, следовательно, высокая скорость кровотока. Основной конечный продукт обмена веществ у большинства птиц - мочевая кислота - выводится из организма через туловищные почки в виде кристаллов (один из способов экономии жидкости в организме). Мочевой пузырь как накопительный орган у птиц отсутствует (облегчение веса тела).
Птицы в отличие от других животных имеют перьевой покров (оперение). Перья представляют собой роговые образования сложной структуры, покрывающие кожу. По своему происхождению они являются производными чешуи рептилий. Главная роль перьевого покрова связана с терморегуляцией: он препятствует рассеиванию тепла с поверхности тела. Не менее важное значение перьевой покров имеет для полета. Перья придают телу обтекаемую форму; от них во многом зависят летные свойства крыльев и хвоста. Перья разнообразны по своему назначению и строению. Те из них, которые определяют контуры тела, называются соответственно контурными. Они придают телу обтекаемую форму, что очень важно для полета. Расположенные под контурными пуховые перья и пух обеспечивают термоизоляцию. Летные свойства крыла связаны с двумя рядами крупных маховых перьев и находящимися над ними верхними и нижними кроющими перьями крыла. Перья хвоста называются рулевыми. Перо состоит из стержня, нижний конец которого (очин) погружен в кожу. К нему крепятся специальные мышцы, поднимающие и опускающие перо. От стержня в обе стороны отходят бородки первого порядка, на которых располагаются бородки второго порядка с крючочками. Сцепляясь друг с другом, бородки образуют опахало пера. У пуховых перьев и пуха бородки второго порядка отсутствуют; стержень настоящего пуха сильно укорочен.
Освоению птицами воздушной среды способствовало изменение строения опорно-двигательного аппарата: осевого скелета, скелета черепа и парных конечностей. Общий вес скелета у птиц облегчен за счет наличия воздушных полостей во многих костях. Череп образован тонкими сросшимися костями. Челюсти превращены в клюв: верхняя челюсть - надклювье, нижняя - подклювье. Отсутствие зубов также значительно облегчает вес черепа. В осевом скелете почти все позвонки срастаются, подвижными остаются шейные и часть хвостовых позвонков. Срастание отделов осевого скелета очень важно, так как для придания телу устойчивости на суше и в воздухе птицам необходима "жесткая несущая конструкция". Грудина имеет вырост (киль) - место прикрепления мощных грудных мышц, приводящих в движение крылья при полете. При движении по земле птицы опираются только на задние конечности, а в полете используют видоизмененные передние конечности - крылья. Прочное прикрепление задних конечностей к позвоночнику достигается за счет образования сложного крестца. В его состав входят кости тазового пояса, позвонки крестцового и поясничного отделов, часть позвонков хвостового отдела и последний грудной позвонок. В скелете обеих пар конечностей уменьшается количество пальцев, удлиняются и сливаются кости запястья и пясти (образуется пряжка), предплюсны и плюсны (с образованием цевки).
В головном мозге самый крупный отдел - передний мозг (см. рис.III.35, Г). Он состоит из двух полушарий с гладкой поверхностью. Обонятельные доли переднего мозга занимают меньший по сравнению с пресмыкающимися объем, что свидетельствует о незначительной роли обоняния в жизни птиц. Ведущим органом чувств является орган зрения, с этим связано развитие зрительных бугров; первичная зрительная информация поступает в хорошо развитые зрительные доли среднего мозга. Значительных размеров достигает мозжечок - центр регуляции и координации движений. С прогрессивным развитием мозга связаны элементы высшей нервной деятельности (в частности, память, обучаемость, рассудочная деятельность), а также сложные формы поведения птиц (гнездостроение, забота о потомстве, миграции и т.п.).
Кроме зрения, у птиц хорошо развиты слух, чувство равновесия, мышечная чувствительность. Глаза крупные. Сетчатка глаза имеет большую плотность фоторецепторов, что позволяет получать детальное изображение объекта, в том числе в полете. Многие птицы обладают цветовым зрением. Аккомодация глаза осуществляется изменением формы хрусталика с его одновременным перемещением относительно сетчатки. Орган слуха включает три отдела: внутреннее ухо, среднее ухо и зачатки наружного уха. Птицы характеризуются тонким различением звуков в широком диапазоне частот, звуковое общение в их жизни играет одну из главных ролей (сигналы опасности, обозначение границ территории, привлечение брачного партнера и т.д.). Органом равновесияявляется вестибулярный аппарат. Вместе с мышечными рецепторами он участвует в координации движений, особенно важной при полете.
Происхождение птиц . Предки птиц - ящеротазовые динозавры - рептилии из группы архозавров (см. рис.III.30). Долгое время было известно единственное ископаемое животное, внешним обликом отдаленно напоминавшее современных птиц, - археоптерикс. В юрских отложениях Германии археологи нашли 5 отпечатков этой "первоптицы". Археоптерикс сочетал признаки как рептилий (наличие зубов, длинный хвост из 20 позвонков, свободные пальцы в передней конечности, отсутствие киля), так и птиц (перьевой покров, характерное строение плечевого пояса и задней конечности). В настоящее время археоптерикса не считают прямым предком птиц. Он представлял параллельную линию развития, выработавшую приспособления к полету. До сих пор не существует единого мнения о том, как рептилии "научились летать". По одной версии, предки птиц вели древесный образ жизни и постепенно от прыжков с ветки на ветку перешли к планирующему, а затем и к машущему полету. Согласно другой гипотезе, они, как и многие рептилии, передвигались по земле только на задних конечностях. Удлинение чешуи на передних конечностях позволило им "перепархивать" при быстром беге, а затем перейти к машущему полету.
Система класса Птицы . Современные птицы представлены тремя надотрядами: Бескилевые, Пингвины и Килевые. К бескилевым относятся африканские и южноамериканские страусы, а также казуары и киви. Все они лишены способности к полету, крылья развиты слабо, на грудине отсутствует киль; передвигаются исключительно по земле на задних конечностях, имеющих сильно развитую мускулатуру. Отличительная особенность пингвинов, которые тоже не летают, - способность к плаванию и нырянию. В воде они перемещаются с помощью крыльев, а не задних конечностей, как другие плавающие птицы. Распространены пингвины в Южном полушарии. Большинство современных птиц принадлежит к надотряду килевые. Их анатомо-физиологичесие особенности рассмотрим на одном из представителей - сизом голубе, относящемся к отряду Голубеобразные .
Сизый голубь . Голубеобразные обитают в лесах (клинтух, вяхирь, горлицы) и горах (скалистый голубь). Это зерноядные птицы. Родина сизых голубей - предгорья, однако они приспособились к близкому соседству с человеком и в настоящее время населяют многие города, используя для гнездования чердаки и ниши каменных зданий. Обильная подкормка делает численность этого вида в городах очень высокой.
Небольшая округлая голова сизого голубя заканчивается клювом, состоящим из надклювья и подклювья. Клюв покрыт роговымчехлом. У основания надклювья лежат отверстия ноздрей, к ним прилегает участок мягкой голой кожи - восковица. По бокам головы располагаются большие глаза, защищенные верхними и нижними веками и мигательной перепонкой. За глазами находятся наружные слуховые отверстия, затянутые барабанной перепонкой и прикрытые перьями. Шея относительно длинная и подвижная. У стоящего на земле голубя бедро и голень скрыты оперением и видна только цевка, покрытая роговыми чешуями. Четыре пальца заканчиваются когтями.
Тело голубя покрыто перьями. Верхние перья - контурные. Под ними расположены пуховые перья и настоящий пух, обеспечивающие термоизоляцию. Участки, покрытые контурными перьями, чередуются с участками голой кожи. Отдавая излишки тепла, неоперенные участки предохраняют тело от перегрева. Плоскость крыла образована двумя рядам крупных маховых перьев, частично прикрытых верхними и нижними кроющими перьями крыла. Рулевые перья хвоста выполняют соответствующую названию функцию.
Кожа у голубя тонкая и сухая. Единственная кожная железа, находящаяся у основания хвоста (копчиковая), выделяет жироподобный секрет для смазывания перьев. Это придает им эластичность и водоотталкивающие свойства.
В позвоночнике голубя различают шейный, грудной, поясничный, крестцовый и хвостовой отделы, но в связи с приспособлением к полету они претерпели существенные изменения.
Череп голубя крупный (относительно тела), что связано с увеличением размеров расположенного в нем головного мозга. Кости черепа тонкие и срастаются без швов. Большие глазницы создают условия для подвижности глаз. Челюстной отдел представлен клювом, покрытым роговым чехлом и лишенным зубов.
Пояс передних конечностей голубя, превращенных в крылья, включает саблевидные лопатки, направленные вниз мощные коракоиды (вороньи кости) и ключицы, срастающиеся в вилочку. Грудина связана с позвоночником при помощи ребер. От нижней поверхности грудины отходит вырост - киль (отсюда название надотряда) - место прикрепления мощных "летательных" мышц. Свободная передняя конечность состоит из плеча, предплечья и кисти, удлиненной за счет образования пряжки. Из пяти пальцев остаются три, с уменьшенным количеством фаланг (рис.III.32).
Тазовый пояс открытый, т. е. его левая и правая половины не срастаются на брюшной стороне; это позволяет самкам откладывать относительно крупные яйца. В скелете свободной задней конечности, кроме бедра и голени, присутствует третье звено - цевка. В скелете голени малоберцовая кость сильно уменьшена в размерах и прирастает к большеберцовой кости. Задняя конечность голубя имеет четыре пальца с когтями: три из них направлены вперед, один - назад. Такое расположение создает надежную опору и фиксацию на любой поверхности (рис.III.33).
Мускулатура голубя подразделяется на мышцы головы, шеи, туловища и конечностей. Длинные мышцы шеи обеспечивают сложные движения головы. Большая часть мышц туловища участвует в полете, поднимая и опуская крылья, - это подключичные и большие грудные мышцы, которые крепятся к грудине и к килю. Сильно развиты мышцы задних конечностей, предназначенных только для передвижения по земле.
Особенности пищеварения связаны с необходимостью интенсификации процессов жизнедеятельности. Процесс переваривания пищи у голубя, как у всех птиц, ускоренный. Желудок подразделяется на два отдела: железистый и мускульный. В железистом желудке пища переваривается (подвергается химической обработке) с помощью ферментов, секретируемых многочисленными пищеварительными железами. Механическая обработка пищи (перетирание зерна) происходит за счет сокращений мощной мускулатуры стенок второго отдела желудка - мускульного. Его внутренняя поверхность имеет плотную роговую выстилку и лишена желез. Для более эффективного перетирания пищи голуби, как и многие другие растительноядные птицы, заглатывают мелкие камешки, которые задерживаются в желудке и выполняют роль жерновов. Полость желудка небольшая, и он не может играть роль накопителя пищи. Эта функция переходит к особому расширению пищевода - зобу. Он выполняет и другую функцию: в первые дни после вылупления птенцов голуби кормят их так называемым "зобным молоком", образующимся в результате слущивания эпителиальных клеток выстилки зоба. В передний отдел тонкого кишечника - двенадцатиперстную кишку - открываются протоки поджелудочной железы и печени. На границе тонкого и толстого кишечника располагаются парные слепые кишки. Прямая кишка очень короткая, непереваренные остатки пищи в ней не накапливаются и через клоаку быстро выводятся наружу.
Процесс дыхания голубя очень интенсивный (обеспечение терморегуляции и летательной функции). Воздух поступает через ноздри в ротовую полость, оттуда - в гортань и длинную трахею, разделяющуюся на два бронха. В месте разделения трахеи натянуты тонкие мембраны - голосовые связки. За счет колебания мембран, вызванного током воздуха, голуби, как и другие птицы, издают разнообразные звуки. В легких от бронхов отходят вторичные бронхи, а от них - парабронхи. Этим определяется губчатая структура легких голубя, практически не способных к расширению. Для нагнетания воздуха в легкие и его выталкивания используются тонкостенные воздушные мешки. Они расположены между всеми внутренними органами, а некоторые даже заходят в трубчатые кости передних конечностей. Расширяясь и сжимаясь при опускании и поднимании грудины, мешки прокачивают воздух через легкие (см. рис.III.31). При вдохе большая часть воздуха поступает по бронху в задние воздушные мешки, меньшая порция попадает в легкие. При выдохе воздух из задних мешков направляется в легкие, из них - в передние воздушные мешки, откуда через трахею выводится наружу. Таким образом, атмосферный воздух попадает в легкие и при вдохе, и при выдохе (двойное дыхание).
Сердце у голубя четырехкамерное: желудочки полностью разделены вертикальной перегородкой. Частота сердечных сокращений в покое очень высокая: составляет 200-300 ударов в минуту, а во время полета достигает до 500 ударов в минуту. Малый круг кровообращения начинается легочной артерией, несущей кровь из правого желудочка в легкие. Обогащенная кислородом кровь от легких поступает по парным легочным венам в левое предсердие. Остальные сосуды относятся к большому кругу кровообращения. Единственная правая дуга аорты выносит артериальную кровь из левого желудочка. От нее отходят парные сосуды (начинаются одним стволом) к голове (сонные артерии) и очень крупные артерии, снабжающие кровью передние конечности и мощные грудные мышцы. Повернув на спинную сторону, правая дуга переходит в спинную аорту, отдающую сосуды ко всем органам. От органов, расположенных в передней части туловища, кровь собирается в парные передние полые вены. Вены, несущие кровь от всех остальных органов, сливаются в заднюю полую вену. Две передние и одна задняя полые вены впадают в правое предсердие. Из него венозная кровь поступает в правый желудочек и оттуда - в малый круг кровообращения (см. рис.III.34, Д).
Для головного мозга голубя, как и других птиц, характерно увеличение размеров полушарий переднего мозга. Их поверхность, покрытая слоем серого вещества, не имеет борозд и извилин. Обонятельные доли занимают незначительный объем, развиты зрительные доли среднего мозга. К полушариям переднего мозга сзади примыкает крупный мозжечок, прикрывающий средний мозг и значительную часть продолговатого мозга (рис.III.35, Г).
Ведущие органы чувств голубя - органы зрения и слуха. Крупные глаза защищены подвижными веками и мигательной перепонкой. Аккомодация глаза осуществляется как изменением формы хрусталика, так и его одновременным перемещением относительно сетчатки. Сетчатка имеет высокую плотность фоторецепторов. Ухо включает три отдела: внутреннее ухо, среднее ухо и зачатки наружного уха.
Органы выделения - тазовые почки - состоят из трех долей. Почки расположены на спинной стороне тела и плотно прилегают к костям сложного крестца. От почек отходят мочеточники, впадающие в клоаку; мочевой пузырь отсутствует. Мочевая кислота, конечный продукт обмена, выводится из клоаки вместе с пометом.
Органы размножения у самцов представлены парными семенниками, от которых отходят семяпроводы, впадающие в клоаку; самки имеют единственный, левый, яичник. Созревшая яйцеклетка попадает из яичника в яйцевод и, продвигаясь по нему в клоаку, одевается белковой, подскорлуповой и скорлуповой оболочками. Вещества, образующие эти оболочки, выделяются железами стенок яйцевода. Оплодотворение внутреннее: оно происходит в верхних отделах яйцевода, так как сперматозоид должен слиться с яйцеклеткой до образования плотных оболочек яйца.
Самка голубя откладывает 2 яйца в гнездо, построенное из мелких веточек и лишенное специальной выстилки. Во время насиживания, продолжающегося 16-19 суток, в гнезде поддерживаются температура и влажность, оптимальные для развития зародыша. Развитие происходит за счет большого количества питательных веществ, содержащихся в желтке яйца. Вылупившиеся птенцы голубя голые, слепые и полностью зависят от родителей (нуждаются в обогреве и частом кормлении). В первые дни жизни голуби выкармливают своих птенцов "зобным молоком" (см. выше), потом отрыгивают им частично переваренную пищу. На питание зерном переходят уже почти полностью оперившиеся птенцы, покидающие гнезда (слетки).
Особенности размножения и развития птиц . Период размножения у большинства птиц начинается с наступлением весны. Увеличение длины светового дня стимулирует выработку яичникамии семенниками птиц половых клеток; повышение температуры воздуха наряду с другими факторами определяет начало строительства гнезд. Сроки откладки яиц связаны с природными условиями (главным образом, доступностью и обилием пищи) не только на момент ее начала, но и в течение всего периода вылупления и выкармливания птенцов.
Большинство птиц держатся во время размножения парами. Некоторые из них меняют партнера каждый год (мелкие воробьиные птицы), у других видов пары сохраняются в течение нескольких лет, а иногда даже на протяжении всей жизни (гуси, крупные хищные птицы, цапли, аисты). Для гнездования пары, как правило, занимают участки, сильно различающиеся по размерам у птиц разных видов, и охраняют их от конкурентов. Привязанность к определенным местам гнездования обусловлена наличием оптимальных условий размножения. Некоторые птицы гнездятся колониями (чистики, бакланы, некоторые чайки).
Способы постройки гнезда, виды строительных материалов и места расположения гнезд у представителей класса весьма разнообразны. Некоторые виды устраивают гнезда на земле (гуси, многие утки, жаворонки, трясогузки и т.д.), откладывая яйца в небольшие углубления в земле (многие кулики) или на камни (чистики) без подстилки. Птицы могут гнездиться на ветвях деревьев (грачи, дрозды, многие другие воробьиные птицы), в дуплах (синицы, дятлы, мухоловки, совы, гоголи и т.д.), на скалах (чистики, чайки, хищные птицы) и в норах (ласточки-береговушки, сизоворонки, зимородки, огари). Поганки устраивают плавучие гнезда из травы и камыша. Гнезда некоторых птиц представляют собой кучи травы (чайки, гагары) или веточек (голуби, вороны, цапли, хищные птицы). Большинство мелких воробьиных птиц строят гнезда в виде чаши, используя самые разнообразные материалы: свежую и сухую траву, веточки, листья, перья, шерсть, глину и т.д. Ткачики и некоторые другие птицы вьют сложные гнезда в виде сумок с входами-коридорами, иногда с крышками, и подвешивают их на ветки. В строительстве гнезда могут принимать участия оба партнера (голуби, чайки), только самка (синицы, соловьи, поползни) или только самец (камышевки, крапивники, многие ткачики). Отложенные яйца - кладку - насиживает либо один из родителей (у большинства воробьиных птиц, сов, гусей, чаек и хищных птиц - только самка, у многих куликов, киви, нанду и казуаров - только самец), либо оба попеременно. Сорные куры, живущие в Австралии, вообще не насиживают яйца. Они закапывают их в песок или кучи гниющих листьев и, периодически разгребая или досыпая эти кучи, поддерживают в них температуру, оптимальную для развития зародышей.
У некоторых птиц (воробьиные, дятлы, кукушки, стрижи, голуби и др.) из яиц вылупляются почти совсем голые слепые птенцы со слабыми конечностями и плохо развитыми органами чувств; они нуждаются не только в кормлении, но и в обогреве и защите от перегревания. Эти виды называются птенцовыми. У птиц других видов птенцы способны самостоятельно передвигаться и кормиться уже через несколько часов после вылупления. У них относительно сильные ноги, тело покрыто густым пухом, хорошо развиты органы чувств. Такие птенцы покидают гнездо вскоре после вылупления и больше никогда в него не возвращаются. Роль родителей в этом случае сводится к тому, чтобы привести птенцов в места с наиболее обильным и доступным для них кормом, защищать их от хищников и предупреждать об опасности. Птицы с таким типом развития гнездятся преимущественно на земле и называются выводковыми. К ним относятся куриные, пластинчатоклювые (гуси, утки и лебеди), журавли, дрофы, гагары, кулики. Птенцы чаек, козодоев, сов и дневных хищников вылупляются в плотном пуховом наряде, они могут передвигаться, но не способны сами добывать корм.
Летать в первый день жизни могут птенцы только сорных кур. Птенцы всех остальных видов способны к полету лишь после того, как их пуховой наряд сменится на перья. У большинства воробьиных это происходит через полторы-три недели после вылупления, у соколов - через полтора, а у гусей - через два месяца. Слетки птенцовых видов в течение некоторого времени все еще не способны питаться самостоятельно, поэтому родители продолжают их кормить.
Некоторые молодые птицы ведут одиночный образ жизни (хищники), другие держатся выводками до следующей весны (вьюрки, синицы, поползни). Птенцы лебедей и многих гусей могут сохранять связь со своими родителями до следующего сезона размножения, улетая вместе с ними на зимовку и возвращаясь к местам гнездования.
Сезонные явления в жизни птиц . Всех птиц можно разделить на перелетных, кочующих и оседлых. К перелетным относятся те виды, которые ежегодно покидают районы гнездования и улетают на определенные места зимовок, иногда на значительные расстоя-ния. Многие птицы, улетающие зимой из Европы в Африку, должны пролететь около 9-10 тыс. км в один конец. Примерно такое же расстояние приходится преодолевать птицам, мигрирующим из северо-восточных районов России в Западную Европу (например, турухтанам). Самый далекий путь совершают полярные крачки, пролетая около 17,5 тыс. км от мест гнездования (в Арктике) до районов зимовки (в Антарктиде, т.е. на другом полюсе земного шара). Кочующие птицы (снегири, свиристели, дятлы, синицы) не совершают регулярных перелетов в строго определенных направлениях. Местом их зимовки служит ближайший к участку гнездования район с наиболее оптимальными условиями зимнего сезона. Птицы, зимующие в тех же местах, где и размножаются, называются оседлыми. К ним относятся воробьи, глухари, тетерева. Некоторые птицы одного вида, обитающие в разных регионах, могут быть и мигрирующими, и оседлыми. Например, соколы-сапсаны северной тундры являются перелетными, живущие в средней полосе совершают лишь сезонные кочевки, а кавказские и крымские сапсаны ведут оседлый образ жизни.
Птицы – класс позвоночных животных, представители которого хорошо характеризуются тем, что тело их покрыто перьями и передние конечности видоизменены в органы полёта – крылья. За редкими исключениями, птица – летающие животное, а те виды, которые не летают, имеют недоразвитые крылья. Для передвижения по твёрдому субстрату птицам служат задние конечности – ноги. Таким образом, птицы, в отличие от всех других наземных позвоночных, животные двуногие.
У птиц весьма энергичный обмен веществ, температура тела постоянная и высокая, сердце четырёхкамерное, артериальная кровь отделена от венозной.
Хорошо развиты большие полушария головного мозга и органы чувств в особенности зрение, слух. Специальные характеристики сигналов обеспечивают индивидуальную, семейную, групповую и популяционную маскировку, видовые опознавания взрослых особей, их контактов с молодыми птицами, воспитание и обучение последних жизненно важным ориентиром к экологическим ситуациям. Птицы встречаются по всему земному шару за исключением внутренних частей Антарктиды, в самых разных местностях и в самых различных климатических условиях.
В приделах России насчитывается более 750 видов птиц, что составляет около 8,5% всей мировой орнитофауны.
Прочность скелета птиц, помимо слияния отдельных его элементов, обуславливается ещё и состав (обилие минеральных солей) и структурной костей. Лёгкость же объясняется воздухоносностью лёгких костей, связанных с системами воздушных мешков – лёгочных и носоглоточных. Относительная масса скелета у птиц, поэтому невелика.
В средней полосе европейской части России обитают воробьи двух видов: домовой (городской) и полевой (деревенский).
Отличить домового воробья от полевого совсем не трудно. У домового воробья (самца) на темени шапочка тёмно – серая, а у полевого – коричневая; у домового на крыльях одна светлая полоска, а у полевого – две. Кроме того, у полевого воробья на щёчках расположен чёрные скобки на светлом фоне, а вокруг шеи имеется белый ошейник. По телосложению домовой воробей крупнее и грубее полевого.
Оба вида имеют много общего в образе жизни, питании, поведениии в издаваемых звуках – чирикание.
Воробьи – птицы общительные и склонны селиться колониями. Образуют стайки, воробьи легче замечают опасность и скорее находят корм. Они ведут осёдлый образ жизни, так как приспособлены к существованию возле человека и круглый год могут добывать себе пропитание.
В средней полосе России воробьёв можно видеть и наблюдать за их жизнью, во все времена года.
Воробьи, как правело небольших размеров. Голова маленькая. Форма клюва разнообразная, четырёхпалые нижние конечности. Пальцы заканчиваются острыми когтями. Оперение жёсткое, длина крыльев умеренная. Окраска самца обычно ярче, чем у самок.
Все воробьи вьют гнёзда. Строя их в различных местах. Птенцы воробьёв появляются голыми, слепыми, беспомощными. В первые дни родители обогревают птенцов, заботятся о чистоте гнезда. Мелкие воробьи обычно питаются насекомыми.
Гнёзда у воробьёв закрытого типа и представляют собой довольно грубую кучу различных материалов, добытых в процессе строение гнезда из окружающей среды. Лоточек в гнезде воробьи аккуратно выстилают конским волосом или шерстинками других животных. В этом углублении самки откладывают 4 – 10 небольших яиц белого или серого цвета с мелкими тёмными крапинками.
Следует иметь в виду, что у воробьёв заклятые недруги – бродячие кошки. По ночам на воробьёв охотятся совы. Днём нападают ястребы – перепелятники. Зимой в гололёдицу и после обильных снегопадов воробьи не могут достать для себя пищу и если их не подкармливать и, будучи голодными, замерзают. В одних случаях воробьи приносят больше вреда, чем пользы, в других вред по сравнению с пользой бывает, невелик. Несмотря на причиняемый воробьями урон хозяйству, некоторых сельских местностей и крупных городах России они подлежат охране как наши помощники в защите зелённых насаждениё. В зимнее время воробьёв желательно подкармливать, устраивая кормовые столики.
Снегири
Родина снегирей хвойные леса северной тайги. Здесь они устраивают гнезда и выводят птенцов. В сентябре снегири образуют стаи, а в октябре они откочевывают на зимовку в леса средней полосы нашей страны. В это время они появляются в селах и городах, резко выделяясь на фоне выпавшего снега. Отсюда, вероятно, и название этих птиц – снегири.
Снегирь крупнее воробья. Он обладает ярким оперением: красным на груди и сере – голубоватым на спине. Самки по виду похожи на самцов, но отличаются более скромным серым оперением. Снегири обоего пола имеют черную шапочку на темени и толстый короткий клюв черного цвета. В отличие от многих других птиц у снегирей поют не только самцы, но и самки. Птицы постоянно перекликаются мелодичным свистом, а наевшись, усаживаются на веточках и запевают простенькие скрипучие песенки. Полет снегирей красивый, волнообразный, хотя, в общем, эти птицы не поворотливы и медлительны. Их вялое поведение облегчает организацию детских наблюдений за этими птицами.
Зимой снегири держаться смешанных и лиственных лесов, где кормятся семенами ольхи, ясеня, клена, липы и других деревьев, а так же кустарников (сирени и др.). В садах и парках они поедают древесные почки, а на окраинах полей разыскивают по оврагам и пустырям семена лебеды, конского каштана и других сорняков. Особенно привлекает снегирей дичка, калина, которую они охотно поедают.
Всего вроде снегирей – 6 видов, из которых в России живет только обыкновенный снегирь и в том числе залетает зимой как кочующая птица в село Очуры.
Сороки
Сорока по величине немного крупнее галки, с нарядным оперением. Голова, крылья и хвост сороки, чёрные с зеленоватым отливом, а брюхо, плечи и отдельные места на крыльях (бока) белые. Хвост длинный, ступенчатый, служит ей рулём при резких движениях на земле и в полёте.
В конце февраля, перед размножением, они ведут себя шумно, гоняются друг за другом, распуская веером свои хвосты, и устраивают пляски. Однако летают сороки не очень хорошо, предпочитая перепрыгивать с места на место.
Их гнездо обычно помещается в густых зарослях на высоте 2 – 3 метра от земли. Оно хорошо скрыто от посторонних взоров, сложено снаружи из крупных, а внутри из более тонких прутиков, переплетённых травинок и скреплённых глиной. Лоток также цементируется глиной и представляет собой твёрдую глубокую чашу – ложе для яиц, устланное мхом, мягкой травой, шерстью.
Сверху и с боков лоток прикрыт слоём колючих веточек, которые образуют крышу, придавая гнезду шарообразную форму. Вход в гнездо расположен с боку. Такое устройство гнезда предохраняет сидящую на яйцах самку.
Сороки всеядны. В период вскармливания птенцов они истребляют многих вредителей леса и поля.
Однако весной сороки разоряют множество птичьих гнёзд, выпивая яйца и поедая птенцов. Этим они причиняют вред древесным насекомоядным птицам.
Осенью, особенно зимой сороки, держаться возле жилья. Их часто можно встретить на окраинах городов и посёлков. Они грациозно передвигаются по земле небольшими шажками, приподняв вверх хвост и помахивая головой при каждом шаге. Иногда сороки начинают прыгать большими шагами. Выдают сороку также громкое стрекотание, которое выражает беспокойство птицы при приближении человека или животного.
В народе о сороке сложилось немало поговорок, отражающих те или иные её особенности. Из них «сорока – белобока», «сорока – воровка» и т.д.
Несмотря на вред, приносимый сороками, нельзя забывать и о пользе, которой порой бывает значительной. Так, например, помимо истребления множество вредных насекомых и грызунов, сороки поедают сочные плоды, выбрасывая из кишечника с испражнениями семена, не потерявшие всхожести. Этим они способствуют расселению на новые места многих растений.
Наконец, в нашей однообразной северной природе сороки служат настоящим украшением, поэтому уничтожать их не следует.
Синицы
В наших лесах можно встретить синиц нескольких видов. У синиц различных видов есть много общего в основном они ведут осёдлый образ жизни, лишь частично совершая кочевки на близкие расстояния. Однако синицы, живущие в северных районах тайги, к зиме перелетают в более южные места. Стайки синиц обращают на себя внимания не только в лесу, но и в близи от человеческого жилья, когда наступившая зима заставляет их искать корм по всюду. Некоторые синцы не бояться заглядывать в форточки домов и клевать между оконными рамами хранящиеся там продукты. Всюду где есть кормовые столики и кормушки, синицы посещают их. В лесу синиц всю зиму кочуют совместно с поползнями.
Обладая сильными, толстыми ногами с крепкими пальцами и загнутыми когтями, синицы ловко прицепляются к любой ветке ели, сосны или другого дерева. Тщательно обследуя все щели коры, извлекая из неё оцепенелых от холода насекомых. Такая деятельность синиц особенно полезна потому, что они уничтожат вредителей не только летом, но и зимой. Кроме того, синицы добывают насекомых из таких укрытий, которые недоступны для других, более крупных.
Гнёзда синицы устраивают обычно в дуплах мелких дятлов, углублениях и щелях гнилых стволов. Гнездо синицы строят общими усилиями (самец и самка) из тонких веточек, сухих стебельков, трав, мха и лишайников, выстилают лоток волокнами луба, конским волосом, шерстинками.
Осенью и зимой синицы некоторых видов заготавливают корм про запас, пряча насекомых и семена в трещины коры, щели между хвойниками. Синицы – пожалуй, самые полезные из птиц, обитающих в России. Истребление вредных насекомых во все времена года – это есть основная польза, которую приносят синицы человеку.
Летом синицы мало заметны: держатся в лесах и парках, и свое пребывание выдают только звонкой песенкой, похожий на звон колокольчика, характерен для всех синиц: «ци-ци», или «си-си». Синицы становятся заметными осенью, когда собираются в стайки и, постоянно кочуют в поисках корма.
Ворона
Серую ворону знает каждый. Она живёт в городах и сёлах повсюду связана тесно с человеком. Примерно до конца 50-х гг. 20 века весной вороны, разбившись на пары. Покидали города.
Гнездо строится из толстых веток, внутри выстилается шерстью.
Такие гнёзда лучше поглощают солнечные лучи и, нагреваясь, помогают насиживать яйца.
Ворона, как и большинство вороньих, всеядны. Уничтожая вредных насекомых и мышей, ворона приносит пользу человеку. Похищенные яйца вороны предпочитают не расклёвывать второпях на месте, а несут их в клюве в укромное местечко.
Особенно велик ущерб, наносимый воронами заповедникам. Чтобы достать яйцо крупной птицы, вороны иногда работают в парах: одна дразнит самку, которая сидит на яйцах, а другая ворона утаскивает яйцо.
Вороны – птицы весьма смышленые: могут, например, считать до пяти. В неволе ворона может научиться разговаривать, как попугаи, а на свободе часто подражает крикам птиц. Так что не следует удивляться, услышав от вороны, например, характерную для дятла барабанную дробь.
Птицы - пернатые друзья человека. Их роль в природе неоценима. Об их и охране читайте в статье.
Птицы: общая характеристика
Пернатые являются высокоорганизованными теплокровными животными. В природе насчитывается девять тысяч видов современных птиц. Характерными признаками класса являются следующие особенности:
- Перья.
- Жесткий клюв из роговицы.
- Нет зубов.
- Пара передних конечностей превращена в крылья.
- Грудная клетка, тазовый пояс и вторая пара конечностей имеют особенное строение.
- Сердце состоит из четырех камер.
- Имеется воздушный мешок.
- Птица насиживает яйца.
Птицы, общая характеристика которых представлена выше, благодаря перечисленным особенностям способны летать. Это и отличает их от других классов животных позвоночных.
Появление на земле
Происхождение птиц объясняется несколькими теориями. По одной из них предполагается проживание пернатых на деревьях. Сначала они перепрыгивали с ветки на ветку. Потом скользили, затем совершали небольшие перелеты в пределах одного дерева и наконец научились летать в открытом пространстве.
Другая теория предполагает, что происхождение птиц связано с предками пернатых, которые были рептилиями с четырьмя ногами. Эволюционируя, чешуйки становились перьями, что позволяло рептилиям совершать прыжок, пролетая небольшое расстояние. Позже животные научились летать.
Происхождение пернатых от рептилий
Опираясь на эту теорию, можно сказать, что предками птиц тоже были ползающие рептилии. Сначала их гнезда были на земле. Это привлекало хищников, которые постоянно уничтожали гнезда вместе с птенцами. Заботясь о своем потомстве, рептилии поселились в гуще ветвей деревьев. Одновременно с этим на яйцах стала образовываться твердая скорлупа. До этого они были покрыты пленкой. Вместо чешуи появились перья, которые служили источником тепла для яиц. Конечности стали длиннее и покрылись оперением.
Происхождение птиц от древних пресмыкающихся очевидно, как считают ученые. Предки пернатых начинают заботиться о своем потомстве: они кормят птенцов в гнезде. Для этого твердую пищу дробили на мелкие кусочки и вкладывали ее в клювики малышей. Обладая способностью летать, первобытные птицы древнего периода времени могли лучше защищаться от нападения своих врагов.
Предки - водоплавающие птицы
Происхождение птиц, согласно еще одной теории, связано с их водоплавающими собратьями. Своему существованию данная версия обязана останкам древних пернатых, которые были найдены в Китае. По мнению ученых, они были водоплавающими и жили более ста миллионов лет тому назад.
Согласно теории, птицы и динозавры жили вместе шестьдесят миллионов лет. Среди находок были перья, мышцы, перепонки. Исследуя останки, палеонтологи сделали такое заключение: предки древних птиц плавали. Чтобы добыть пищу из воды, они ныряли.
Если изучать происхождение птиц, сходства между ними и представителями других классов найти нетрудно. Оперение является самой заметной особенностью внешнего вида пернатых. У других животных перьев нет. Это отличие пернатых от других животных. следующие:
- Пальцы ног и цевка у многих птиц покрыты чешуйками из роговицы и щитками, как у пресмыкающихся. Значит, чешуя на ногах может заменять перья. Характерно, что зачатки перьев у птиц и пресмыкающихся не отличаются. Только у птиц потом развиваются перья, а у пресмыкающихся - чешуя.
- Исследуя происхождение птиц, особенности в сходстве которых с пресмыкающимися невероятные, ученые определили, что более заметным является челюстной аппарат. Только у птиц он превратился в клюв, а у пресмыкающихся остался прежним, как у черепах.
- Еще один признак сходства птиц и пресмыкающихся - скелетное строение. Череп и позвоночник сочленяются только одним бугорком, расположенным в затылочной области. Тогда как у млекопитающих и амфибий в этом процессе задействованы два бугорка.
- Расположение тазового пояса птиц и динозавров одинаковое. Это видно по скелету ископаемого. Такое расположение связано с нагрузкой на кости таза при ходьбе, так как в удержании тела задействованы только задние конечности.
- У птиц и пресмыкающихся сердце четырехкамерное. У некоторых рептилий перегородка камер бывает неполной, и тогда артериальная и венозная кровь смешиваются. Таких пресмыкающихся называют хладнокровными. У птиц более высокая организация, по сравнению с рептилиями, они теплокровные. Это достигается устранением сосуда, который несет в аорту кровь из вены. У птиц она не смешивается с артериальной.
- Еще одна похожая особенность - насиживание яиц. Это характерно для питонов. Они откладывают около пятнадцати яиц. Змеи сворачиваются калачиком над ними, образуя своеобразный полог.
- Больше всего птицы похожи с пресмыкающимися эмбрионами, которые в первой стадии своего развития похожи на рыбообразные существа с хвостами и жабрами. Это делает похожим будущего птенца на других позвоночных в ранних стадиях развития.
Отличия птиц от пресмыкающихся
Когда палеонтологи изучают происхождение птиц, они сравнивают факты и находки, собранные по крупицам, и выясняют, чем птицы схожи с пресмыкающимися.
В чем их различия, читайте ниже:
- Когда у птиц появилось первое крыло, они стали летать.
- Температура тела пернатых не зависит от внешних условий, она всегда постоянная и высокая, тогда как рептилии засыпают на время холодов.
- У птиц многие кости сращены, они отличаются наличием цевки.
- У пернатых имеются воздушные мешки.
- Птицы строят гнезда, высиживают яйца и вскармливают птенцов.
Первоптицы
В настоящее время найдены ископаемые остатки древних птиц. После тщательного исследования ученые пришли к выводу, что все они относятся к одному виду, жившему сто пятьдесят миллионов лет тому назад. Это археоптериксы, что в переводе означает «древнеперые». Их отличие от сегодняшних пернатых настолько очевидно, что археоптериксов выделили в отдельный подкласс - ящерохвостые птицы.
Мало изучены древние птицы. Общая характеристика сводится к определению внешнего вида и некоторых особенностей внутреннего скелета. Первоптица отличалась небольшим размером, примерно как современная сорока. Передними конечностями у нее были крылья, концы которых заканчивались тремя длинными пальцами с когтями. Вес костей большой, поэтому древняя птица не летала, а лишь ползала.
Место обитания - прибрежные территории морских лагун с густой растительностью. Челюсти имели зубы, а хвост - позвонки. Между археоптериксом и современными птицами никакие связи не установлены. Первоптицы не являлись прямыми предками наших птиц.
Значение и охрана птиц
Происхождение птиц имеет огромное значение в биогеоценозах. Птицы являются составной частью биологической цепочки и участвуют в круговороте живого вещества. Питанием растительноядных пернатых являются плоды, семена зеленая растительность.
Разные птицы играют разную роль. Зерноядные - поедают семена и плоды, отдельные виды - запасают их, перенося на большие расстояния. По дороге к месту хранения семена теряются. Так происходит расселение растений. Некоторые птицы обладают способностью опылять их.
Велика роль в природе Они контролируют численность популяций насекомых, поедая их. Если бы не было птиц, разрушительная деятельность насекомых была бы непоправимой.
Человек, по мере своей возможности, охраняет птиц и помогает им выжить в суровые зимы. Люди повсюду развешивают временные гнездовья. В них поселяются синицы, мухоловки, лазоревки. Зимние периоды характеризуются отсутствием природного корма для птиц. Поэтому пернатых следует подкармливать, наполняя гнездовье мелкими плодами, семенами, крошками хлеба. Отдельные птицы относятся к промысловым видам: гуси, утки, рябчики, глухари, тетерева. Их ценность для человека велика. Спортивный интерес представляют вальдшнепы, кулики, бекасы.
Из глубины веков: тело и ноги археоптерикса были покрыты длинными перьями, три с половиной сантиметра. Можно предположить, что ногами птица не размахивала. Перья достались по наследству от предков, которые жили в более древние времена и при полете использовали все четыре крыла.
Сегодня: заполняя гнездовье птиц кормом, нужно следить, чтобы соль туда не попала. Она является белым ядом для пернатых.
ТЕМА: « Тип хордовые. Классы птицы».
ПЛАН
1. Общая характеристика класса птиц. Происхождение птиц
2. Внешнее строение в связи с образом жизни
3. Внутреннее строение птиц
4. Значение птиц
Общая характеристика класса птиц
От архозавров берёт начало псевдозухии, они заняли все участки суши, но даже их нельзя считать прямыми предками птиц. Непосредственные предки птиц пока ещё не установлены. В прошлом столетии, а именно в юрских отложениях были найдены сначала отпечаток пера, а затем и два сравнительно полных скелета. По одному из них в 1861г немецкий палеонтолог Г. Мейер сделал описание «животного покрытого перьями», отпечаток скелета которого был найден в литографических сланцах на территории Баварии. Первоптица получила научное название археоптерикс. Анализ строения археоптериксов даёт основание об их образе жизни. Это были древесные лазающие животные, которые могли планировать перепархивать, но не летать. Об этом говорят слабый скелет передних конечностей, слабая грудина без киля, гладкая поверхность костей крыла. Судя по строению таза, они откладывали мелкие яйца, размером в 1\4 куриных яиц. Слабые зубы говорят о питании насекомыми и плодами. Так или иначе, 170 млн. лет назад появились настоящие птицы. У птиц совершенствуется нервная система и органы чувств под влиянием приспособлений в поведении. Ускоряются окислительно-восстановительные процессы - изменяется все системы, повышается уровень обмена веществ. В итоге появляется теплокровность и как следствие возникают покровы, защищающие от переохлаждения.
Орнитология - наука, изучающая жизнь и строение птиц. Современная фауна составляет примерно 8 тыс. 600 видов птиц. У нас - 750 или 8,5%. Это летающие наземные позвоночные, вся организация связана с полётом - передние конечности - крылья, исключение страусы - до 80-90 км/ч.
Основные признаки птиц
1. Тело покрыто перьями, выполняющими теплоизоляционную функцию и обеспечивающими обтекаемость тела.
2. Превращение передних конечностей в крылья, что сопровождалось перестройкой скелета и мускулатуры конечностей и плечевого пояса.
3. Преобразование скелета и мускулатуры задних конечностей и тазового пояса обеспечили возможность двуногого хождения по твёрдому субстрату и плавание.
4. Полное разделение большого и малого кругов кровообращения способствовало лучшему снабжению тканей кислородом и питательными веществами. Возникло 4-х камерное сердце. Сохраняется правая дуга аорты, а левая редуцируется.
5. Возникла пневматизация костей, что увеличило их прочность.
6. Возникла интенсификация дыхания за счёт системы воздушных мешков, связанных с лёгкими.
7. Повышенная, но постоянная температура тела позволила птицам освоить зоны с холодным климатом.
8. У самок возникла редукция правого яичника и яйцевода.
9. По многим признакам сходны с рептилиями (обнаружен роговой покров - цевка, почти полное отсутствие кожных желёз, 1 мыщелок, череп диоксидного типа, в правой дуге аорты артериальная кровь, эмбриональное развитие и строение мочеполовой системы).
В 1679г. Итальянский учёный Дж. Борели в своей работе «Жизнь животных» отметил важнейшие черты анатомии птиц, связанные с полётом.
Черты приспособления птиц к полёту :
· Превращение передних конечностей в крылья;
· Обтекаемое тело, покрытое перьями, черепицеобразно налегающих в крыле;
· Формирование грудины в виде киля, с мощной мускулатурой, управляющей крыльями;
· Двойное дыхание, обеспечивающее интенсивный метаболизм
· Облегчённый скелет (полые кости)
· Уменьшение массы тела благодаря отсутствию мочевого пузыря, одного яичника, зубов, прямой кишки
· Наличие высокой остроты зрения и прогрессивное развитие головного мозга, в частности мозжечка. Среди птиц нет чисто водных, чисто наземных видов. В связи с полётом в определённой среде различается и размер птиц.
Численность особей отдельных видов птиц различна. Есть птицы, которые очень многочисленны. С 1600 г вымерло 90 видов птиц, 1\4 этих птиц вымерли по своим естественно-биологическим причинам.