Клас Птахи. Особливості будови та процесів життєдіяльності. Пристосованість до польоту

У світовій фауні відомо близько 8600 видів птахів, з них в Україні — близько 360.

Поширені птахи по всій земній кулі від Північного полюса до Антарктиди включно.

У відкладах юрського періоду знайдено відбитки скелета й оперення археоптерикса — тварини, яка займала проміжне положення між плазунами і птахами. Тіло археоптерикса було вкрите пір’ям; передні кінцівки дуже схожі на крила (проте на них ще були 4 пальці з кігтями); ключиці зрослися у вигляді дужки, лопатка була шаблеподібною (як у птахів). Археоптерикс мав ряд ознак, характерних і для рептилій: довгий хвіст з великою кількістю (до 20) хребців; у роті — зуби; грудина без кіля, кістки не пневматичні; наявні черевні ребра.

Багато ознак, спільних з рептиліями, є в будові і сучасних птахів. Разом із цим у птахів є ряд істотних морфологічних відмінностей практично всіх систем органів, що забезпечило значну інтенсифікацію фізіологічних процесів, підвищення рівня життєдіяльності і здатність до польоту.

Будова і життєві функції

Розміри птахів коливаються у значних межах. Маса найбільших літаючих птахів становить 14-16 кг (лебеді, дрохви, грифи), а найменших — 1,6-2 г (колібрі). Втрата здатності до польоту часто зумовлює збільшення розмірів: маса деяких пінгвінів сягає 40 кг, африканського страуса — 80-100 кг.

У птахів невелика голова, довга гнучка шия, компактний тулуб і сильно редукований хвіст. Передні кінцівки — крила. Задні служать для пересування по твердому субстрату або плавання.

Тіло птахів вкрите пір’ям, яке надає йому обтічності, має захисне значення і в комплексі з іншими пристосуваннями забезпечує політ. Пір’яний покрив властивий лише птахам. Ембріональний розвиток пера свідчить про його генетичну спорідненість з лускою рептилій (рогові лусочки зберігаються у птахів на задніх кінцівках). Перо є похідним епідермісу шкіри і складається з рогової речовини — кератину. Розрізняють кілька типів пер: контурні, пухові, нитко- та щетинкоподібні. Контурне перо складається зі стрижня, нижня частина якого — очин, і опахала (зовнішнього та внутрішнього). Кожне опахало утворене борідками першого порядку, від яких відходять борідки другого порядку (борідочки) з гачками. Така будова забезпечує щільність та еластичність пера. Контурні пера вкривають усе тіло птаха. Довгі і міцні пера розташовані на крилах (махові), утворюючи їх несучу площину, і на хвості (рульові), що спрямовують політ птаха. Під контурними лежать пухові пера, у яких стрижень тонкий, а на борідках немає гачків. Пух — це пухове перо з дуже вкороченим стрижнем і довгими опушеними борідками, що відходять пучком від кінця очину. Пухові пера найкраще розвинені у водоплавних птахів. Вони забезпечують теплоізоляцію. У деяких птахів по тілу розкидані ниткоподібні пера з тонким стовбуром і рідкими короткими борідками. Вони сигналізують про потік повітря. У багатьох птахів у кутках рота розташовані щетинкоподібні пера, що виконують функцію дотику. Яскраве забарвлення пір’я зумовлюється як наявністю пігментів (меланінів та ліпохромів), так і особливостями мікроскопічної структури пера.

Шкіра в птахів тонка, суха; як і в рептилій, вона позбавлена залоз. Із шкірних залоз у птахів розвинена лише куприкова на верхній основі хвоста. Вона виробляє жироподібний секрет, що виділяється крізь протоки, коли птах натискає на залозу дзьобом. Ним птахи змащують пір’я: це сприяє збереженню еластичності Пера та захищає його від намокання. Найкраще розвинена куприкова залоза у водоплавних птахів; у деяких наземних (страуси, дрохви) її немає.

Скелет птахів легкий і міцний. Його легкість зумовлена тонкістю та пневматичністю кісток; міцність — зростанням окремих кісток між собою, їх структурою і вмістом значної кількості неорганічних солей. Кістки черепа тонкі, повністю зростаються між собою.

Характерний для птахів дзьоб складається із наддзьобка і піддзьобка; зверху він має роговий покрив.

Шийний відділ хребта складається з великої кількості хребців (від 11 до 25), з’єднаних сідлоподібними поверхнями, що забезпечує значну довжину і рухливість шиї. Голова також рухомо сполучається з шиєю, і птахи можуть повертати її на 130°, а сови — навіть на 270°. Завдяки цим особливостям можливі складні та швидкі рухи головою під час схоплювання здобичі, чищення оперення, побудови гнізда; у польоті, згинаючи й розгинаючи шию, птахи можуть змінювати положення центру маси, краще орієнтуватись тощо. Грудні хребці зрослись між собою і крижовим відділом, тому тулубний відділ осьового скелета став нерухомим, що важливо при польоті. Ребра нижнім кінцем прикріплюються до грудини. Кожне з них має гачкоподібний відросток, яким налягає на сусіднє ребро, що надає міцності грудній клітці. На грудині більшості птахів розвинений кіль, до якого прикріплюються м’язи, що приводять у рух крила. Поперекові, крижові та передні хвостові хребці зростаються, утворюючи складні крижі, до яких нерухомо приростають кістки тазового пояса. Це створює надійну опору для задніх кінцівок.

Скелет голуба

Кількість хвостових хребців невелика; останні з них зливаються в куприкову кістку, до якої прикріплюються рульові пера. Плечовий пояс має ряд пристосувань до польоту: шаблеподібна лопатка, вільно ковзаючи по ребрах, не стримує крило в рухах і одночасно є міцною опорою для нього; масивні коракоїди збільшують площу прикріплення м’язів крила; ключиці, зростаючись у вилочку, виконують функцію амортизаторів під час змахів крил. Скелет крила, що складається з типових для п’ятипалої кінцівки кісток, у зв’язку з новою функцією (польотом) зазнав значних змін. Кісточки зап’ястка і п’ястка зливаються між собою, утворюючи характерну для птахів п’ястно-зап’ястну кістку, або пряжку. Скелет пальців зазнав редукції: частково розвинені лише II, III і IV пальці, І і V атрофувалися. Зазначені зміни забезпечують міцну опору для махових пер, які витримують велике навантаження під час польоту.

Кістки тазового пояса зростаються в одну кістку. Задні кінці лобкових і сідничних кісток не сходяться між собою, тому таз у птахів відкритий.

Скелет задніх кінцівок зазнав змін у зв’язку з тим, що під час руху по землі на них переноситься вся маса тіла. Стегнова та велика гомілкова кістки — трубчасті, міцні. У процесі онтогенезу до нижнього кінця гомілки приростає верхній ряд кісточок передплесна. Решта кісточок передплесна та плесна зростається, утворюючи одну видовжену кістку — цівку. До неї прикріплюються фаланги пальців; три з них здебільшого спрямовані вперед, один — назад.

М’язи в птахів більш диференційовані і краще розвинені, ніж у плазунів. Найбільшого розвитку досягли великі грудні та підключичні м’язи, що приводять у рух крила. Дуже диференційовані м’язи задньої кінцівки: їх у птахів понад 30.

Головний мозок голуба: 1 — нюхові частки переднього мозку; 2 — великі півкулі головного мозку; 3 — проміжний мозок; 4 — зорові частки середнього мозку; 5, 6 — мозочок; 7 — епіфіз

Центральна нервова система птахів досконаліша, ніж у плазунів. Помітно збільшується загальна маса головного мозку. У птахів більші розміри півкуль головного мозку, краще розвинені зорові горби середнього мозку та великий мозочок (центр координації рухів). Нюхові долі переднього мозку розвинені слабко. Головних нервів — 12 пар.

З органів чуттів у птахів найкраще розвинені очі. Очні яблука великі, у деяких птахів вони більші за головний мозок. Очі в більшості птахів розташовані по боках голови. Поле зору кожного ока становить 150-170°; поле бінокулярного зору — усього 20-30°. У сов та деяких денних хижаків очі розташовані фронтально, тому поле бінокулярного зору збільшується. У деяких птахів з вузькою головою та випуклими очима загальне поле зору становить 360° (деякі кулики, качки). Птахам властивий кольоровий зір, тому оперення їх яскраве. Про гостроту зору птахів свідчить такий приклад: сокіл-сапсан бачить голуба на відстані до 1 км.

У птахів добре розвинений слух. У них є зачаток зовнішнього слухового проходу. Зовнішніх вушних раковин немає, але їх роль виконує пір’я або складка шкіри. Птахи здатні відтворювати різноманітні звуки, що несуть важливу інформацію. У них існують десятки звукових сигналів: небезпеки, попередження, харчові, гніздові, агресивні та ін.

Нюх у птахів розвинений гірше, ніж слух: сприймання запахів обмежене. Проте деякі птахи (кулики, качки, дятли, грифи, трубконоси) мають доволі тонкий нюх і користуються ним під час відшукування їжі. Так, качки знаходять корм по запаху на відстані до 1,5 м. Органи смаку містяться на язиці та в стінках ротової порожнини.

Внутрішні органи птаха (голуба): 1 — стравохід; 2 — трахея; 3 — воло; 4 — легені; 5 — серце; 6 — залозистий шлунок; 7 — сім’яник; 8 — м’язовий шлунок; 9 — сім’япровід; 10 — нирка; 11 — сечовід; 12 — клоака; 13 — сліпі відростки; 14 — дванадцятипала кишка; 15 — підшлункова залоза; 16 — печінка; 17 — тонка кишка

Органи травлення мають ряд пристосувань, що зменшують масу тіла птаха і водночас сприяють інтенсивному травленню. Зубів у птахів немає. їх частково замінюють рогові краї дзьоба, яким птах схоплює, утримує, а іноді й подрібнює їжу. Довгий стравохід має розширення — воло, де їжа під дією слини бубнявіє і розм’якшується. Шлунок диференційований на два відділи: залозистий, у якому на їжу діють травні соки, та м’язовий, що забезпечує її механічну переробку (тут може розвиватися тиск до 20-30 кг на 1 см 2 ). Рештки їжі, що не засвоюються (хітин, шерсть, кістки), викидаються назовні зі шлунка крізь рот у вигляді погадок. У тонких кишках їжа остаточно перетравлюється та всмоктується. Важливу роль у травленні відіграють секрет печінки та травної залози, а також травні соки, що виділяються стінками кишок. Перетравлена їжа всмоктується дуже швидко завдяки численним ворсинкам на внутрішній поверхні тонкої кишки. Задній відділ кишок короткий; калові маси у ньому не затримуються. Процеси травлення в птахів відбудуються значно швидше, ніж у плазунів та ссавців.

Органами виділення, як і в плазунів, є тазові нирки. їх відносні розміри у зв’язку з інтенсифікацією процесів дисиміляції збільшуються, досягаючи в окремих видів 2,6 % маси тіла. Сеча виводиться по сечоводах у клоаку (сечового міхура немає). Вона містить багато сечової кислоти і має вигляд білої кашкоподібної маси.

Органи дихання забезпечують інтенсивний газообмін під час польоту. Дихальні шляхи розвинені добре.

У місці відходження бронхів від трахеї у птахів є властива лише їм нижня гортань — голосовий апарат цих тварин. Джерелом звуку є голосові перетинки, натягнені між кістковими кільцями. Бронхи в легенях галузяться на парабронхи, від яких відходить безліч бронхіолей, густо обплетених капілярами. У них і відбувається газообмін. Легені птахів мають вигляд щільних губчастих тіл, які міцно прилягають до спинної частини грудної клітки. Частина бронхів виходить за межі легень і, розширюючись, утворює повітряні мішки, розташовані між внутрішніми органами. Об’єм повітряних мішків у 10 разів більший за об’єм легень.

Кровоносна система птахів значно досконаліша, ніж у рептилій. Серце великих розмірів: його маса становить 0,8-2,5 % загальної маси тіла. У птахів значна частота серцевих скорочень: від 140-200 за хвилину у великих птахів до 500-600 у дрібних (під час польоту — до 1000). Серце чотирикамерне; у ньому артеріальна кров повністю відокремлюється від венозної. Не змішується кров і в судинах, бо від серця (лівого шлуночка) відходить лише одна права дуга аорти, яка продовжується у спинну аорту. Від неї артерії розгалужуються до всіх органів, несучи збагачену киснем і поживними речовинами кров. У зародків птахів, як і в плазунів, закладаються обидві дуги аорти, але в процесі ембріонального розвитку ліва атрофується. Венозна система птахів подібна до такої у плазунів. Від правого шлуночка серця відходять легеневі артерії, які несуть венозну кров до легень. Тут відбувається газообмін, і насичена киснем кров по легеневих венах іде до лівого передсердя. Це мале, або легеневе, коло кровообігу. Птахи — теплокровні тварини. Температура тіла у них висока (у середньому 42 °С) і мало залежить від температури навколишнього середовища. Гомойотермність пов’язана з розвитком усіх систем органів та інтенсифікацією фізіологічних процесів, а також наявністю теплоізолюючого пір’яного покриву.

Усі птахи розмножуються шляхом відкладання яєць, вкритих вапняковою шкаралупою. У самок є лише один, лівий, яєчник. Дозріле яйце потрапляє в непарний яйцепровід, у верхній частині якого відбувається запліднення. У яйцепроводі воно вкривається білковою та іншими оболонками, а в матці — шкаралупою. Більшість птахів насиджує яйця. Розвиток зародка типовий для амніот.

Поведінка птахів. Основу поведінки птахів становлять інстинкти, які забезпечують розмноження, турботу про потомство, живлення, міграції та ін. Ключовими подразниками при цьому виступають окремі елементи середовища.

Поведінка кожної особини збагачується шляхом набуття індивідуального досвіду, тобто вироблення умовних рефлексів. Так, у птахів виробляються харчові й оборонні рефлекси за участі більшості аналізаторів. Пернаті здатні до наслідування і навчання, особливо пташенята. Важливим компонентом поведінки птахів є розумова діяльність, яка особливо виражена у воронових, денних хижаків. У птахів добре розвинена образна пам’ять, їм властиві деякі емоції: страх, радість, злоба, спокій, що мають і зовнішній вияв.

✅Пір’я птахів – будова, призначення

Птахів дуже часто називають пернатими. Це неспроста. Все тіло їх вкрите пір’ям. Перо птиці має особливу будову, яка допомагає при польоті. Забарвлення і розміри пір’я можуть бути самими різними: дуже довгими і яскравими, як у павичів, або маленькими і сірими, як у горобця.

Будова пера

Пір’я покривають все тіло птиці, за винятком дзьоба і ніг. Але вони можуть бути дуже різними, в залежності від конкретного виду птахів і способу їх життя. А на колір оперення великий вплив робить місце проживання.

Як правило, чим більше птах, тим більше у неї пір’я. Наприклад, у красенів-лебедів їх кількість досягає 25 тисяч, у качок – близько 6 тисяч, а у крихітних колібрі – не більше тисячі.

На шкірі біля куприка у птахів знаходиться спеціальна залоза. Вона виділяє особливий секрет, який знезаражує пір’я, робить їх більш гладкими, не дає їм злипатися при попаданні в воду. Щоб пір’я завжди були доглянутими, птахи по кілька разів на день натискають дзьобом на цю залозу і ретельно змащують оперення.

Незалежно від того, страус це або ворона, орел або Ластівка, у всіх птахів будова пір’я однакове.

• Очин – це найнижча, “Гола” частина пера, на кінці якого знаходиться отвір. Перо за допомогою очина кріпиться до шкіри.
• Стрижень – довга, порожня зсередини трубка, до якої з двох сторін прикріплюються волоски.
• Опахало – видима, волосиста частина пера.

Пір’я поступово зношуються, і на місці старих завжди виростають нові.

Різновиди пір’я птахів

Будова пір’я однакове, але вони можуть відрізнятися між собою за розмірами, пружності, міцності.

Наприклад, найбільші і пружні пір’я знаходяться в крилах і в хвостовій частині, завдяки яким птах може довго і швидко літати, різко змінювати напрямок в повітрі. Такі пір’я називаються маховими і рульовими.

Більш м’які пір’я покривають тулуб птиці, захищаючи його від різних пошкоджень. Це основні пір’я.

Найм’якші, пухнасті пір’я розташовуються ближче до шкіри і надійно зігрівають птицю. Такі пір’я називаються пуховими.

Є також пір’я, які служать в якості яскравого прикраси.

Для чого потрібні пір’я птиці?

Пір’я є тільки у птахів, і це важлива відмінність їх від інших тварин. Вони виконують такі функції:

• допомагають літати;
• захищають від холоду;
• вберігають тіло від намокання;
• захищають від ударів і незначних травм.

Велике значення відіграє і забарвлення оперення. Він ніяк не впливає на швидкість польоту, але допомагає виживати в умовах дикої природи.

Наприклад, забарвлення степових птахів нічим не відрізняється від навколишніх пейзажів – вона така сіро-коричнева, непоказна, як і всі навколо. А ось у мешканців джунглів пір’я дуже яскраві і красиві.

Пір’я служать ефектним способом залучення уваги.

Щоб привернути до себе увагу самки, самець райського птаха повисає на гілці вниз головою і розпушує свої розкішні довгі пір’я хвоста і крил. Вони дуже красиво вигинаються і сяють на сонці всіма фарбами. Як можна встояти проти такого франта?

Що ми дізналися?

При вивченні теми “Пір’я птахів” за програмою навколишнього світу ми дізналися, якими можуть бути пір’я птахів, їх будова. Також ми з’ясували головні функції пір’я, їх вплив на життя птиці.