Лекция 8

Класс Птицы (Aves)

Птицы - гомойотермные.  Произошли от примитивных рептилий археозавров, псевдозухии дали в конце триаса начало птицам(190-170 млн. лет назад). У них вырабатывались приспособления, обеспечившие им расцвет.

1.Постоянная температура тела (эндогенное терло) – химическая и физическая терморегуляция . Интенсивный обмен веществ.

2.Усложнение систем органов.

3.Сложные внутривидовые взаимоотношения.

3. Промежуточный мозг регулирует интенсивность продуцирования тепла.

Комплекс приспособлений птиц к пролету.

1.Передние конечности – крылья.

2.Перья – теплоизоляция, обтекаемость тела.

Рекомендуемые материалы

3.Скелет и мускулатура передних конечностей для полета, задних – хождения (плавания).

4.Кости полые и заполнены воздухом (малый вес и прочность).

5.Гетероцельность шейных позвонков (подвижность шеи и головы.

6.Воздушные мешки, связанные с легкими.

7.Компактное (округлое) туловище.

8.Большой и малый круги кровообращения разделены.

9.Все это обеспечило птицам широкое расселение на суше (часть наземно-водные).

10. Масса тела: 2 г – 15 кг. (3-4 м – размах крыльев). Нелетающие крупнее (страусы, пингвины, ряд вымерших). Масса скелета – 8-18% массы тела птиц (удлиненные).

Кожа и ее производные

● Тонкая, сухая, лишена желез. Эпидермис, собственно кожа, подвижная клетчатка.

● Копчиковая железа (на хвостовых позвонках) для смазывания перьев (эластичность и водоотталкивание). Жировые выделения – в витамин D. У ряда видов (страусы, дрофы и др.) железа отсутствует.

●  Ороговевшая эпидерма – образует клюв, роговые чешуйки – перья, покрывают открытые (без перьев) участки кожи (шпора).

● Перо (контурного типа) покрывает тело.

● Роговой ствол (очин - округлый, стержень – 4-хгранный) , мягкие наружные и внутренние опахала.

● Окраска перьев из-за пигментов (меланины и липохромы). Белый цвет – бесцв. роговая масса.

● Концы стволов имеют отверстие и располагаются  на определенных участках кожи – птерилиях. У нелетающих птиц перья расположены равномерно по поверхности кожи.

● На крылах – маховые перья.

А — общий вид; Б — схема строения опахала: 1 — очин, 2 — стержень, 3 — бородки, 4 — бородочки, 5 —  крючочки, 6 -   наружное опахало, 7 — внутреннее опахало, 8 — пуховая часть опахала —

Расположение птерилий (1) и аптерий (2) на коже голубя

Пуховые перья с тонким стержнем, боковые выросты(бородки) без крючков (теплоизоляция).

Перья образуются в результате разрастания клеток эпидермиса в виде выроста. Полностью выросшее перо – мертвое.

Линька (обычно, в конце лета; у некоторых еще в начале лета - тетеревиные). У некоторых гусеобразные, журавли др.) постепенно меняются контурные перья, а  маховые (20-45 суток не могут летать).

Двигательная система

Трубчатые кости полые или заполнены костным мозгом или воздухом; плоские – губчатые. Имеются:

1) осевой скелет (5 отделов: шейный, (атлант, эпистрофей и процельна и др.) грудной, поясничный, крестцовый и хвостовой), число шейных позвонков от 11 до 23-25 (лебеди)

2) грудная клетка (3-10 сросшихся позвонков с прикрепившимися к ним ребрами грудина с килем – для прикрепления мощных мышц крыла);

3) череп (как у рептилий, относительно легок, однако более объемная мозговая коробка, лишены зубов);

4) скелет пояса передних поясов: коракоиды, ключицы срослись в вилочку, лопатки;

5) скелет заднего (тазового) пояса: 3 пары костей (подвздошная, крестец, седалищная кость);

6) скелет конечностей (передней – крыло: плечо, 2 кости предплечья (лучевая и локтевая) и запястья и 2 пальцы; задней – бедро, голень, коленная чашечка,  предплюсна, плюсна, фаланги пальцев).

Биомеханика полета. При поднимании крыльев маховые перья чуть поворачиваются, образуя щели для прохождения воздуха. При опускании – перья образуют плоскость, давящую на воздух.

Скелет крыла и расположения маховых перьев: 1 — 3 -  маховые крылья, 4 — крылышко, 5 — связка, 6 — кожистая перепонка,  7 — плечо, 8 — лучевая кость, 9 — локтевая кость, 10 — кисть, 11 — фаланга I пальца

Органы пищеварения

Клюв – для захвата пищи (специализация). Преимущественно питаются животными, некоторые растительноядные.

Хищный» клюв – острый, загнутый вниз, позволяющий разрывать мясо на куски (орлы, ястребы, соколы, грифы, совы).

Насекомоядный» клюв – острый, тонкий, различной формы и длины (стрижи, ласточки, мухоловки, трясогузки и т.д.)

«Водный» клюв – плоский, с роговыми пластинками и зубчиками ( гуси, утки, лебеди, фламинго).

«Зерноядный» клюв – короткий, толстый и сильный, позволяющий развивать значительные сдавливающие усилия (щеглы, чечетки, снегири, клесты, дубоносы)

Язык покрывает дно ротовой полости, с ороговевшими щипиками. У колибри язык сворачивается в трубку. Протоки слюнных желез открываются в ротовую полость. У стрижей и ласточек слюна используется для постройки гнезда. Пищевод, зоб, железистый  и мускульный желудки, двенадцатиперстная кишка, печень (желчный пузырь не у всех), поджелудочная железа, тонкая кишка, слепые кишки, прямая кишка и клоака.

Железистый и мускульный  отделы Ж. У многих птиц кутикула мускульного Ж. образует выросты, которые, вместе с заглоченными мелкими камнями или песчинками (гастролитами) способствуют механической переработке пищи.
У птиц, питающихся мясом, мускульный Ж. тонкостенный; у зерноядных, насекомоядных и всеядных — толстостенный; у рыбоядных птиц, глотающих рыбу целиком, он очень мал, а железистый Ж. образует объёмистый мешок.

Пищевая специализация. Сезонная смена кормов. Интенсивное пищеварение (воробьиные  - 50-80% массы тела). Высокая интенсивность перевариваемости пищи (гусеницы у воробьиных – 15-20 мин; зерна 3-4 ч).

Органы дыхания.

● Высокий уровень потребления кислорода.

● Парные ноздри, носовая полость, хоаны, ротовая полость, гортань (голосовые связки отсутствуют), трахея, перепонки для звука, 2 бронхи.

● Легкие невелики, мало растяжимы, прикреплены к ребрам. В легких имеются по 15-20 вторичных бронхов, заканчивающихся слепо или сообщающихся с воздушными мешками (прозрачные, тонкостенные мешки; их общий объем > 10 раз объема легких). 

● Дыхание благодаря расширению и сужению грудной клетки.

● Воздух, богатый кислородом, поступает в легкие и при вдохе и при выдохе.

● У мелких птиц в полете до 100 дыханий в мин.

● Отдача тепла.

Кровеносная система

● Венозная и артериальная кровь не смешиваются. Сердце 4-х камерное.

● Малый круг: венозная кровь в правое предсердие, правый желудочек, легочная артерия (правая и левая ветви). Из легких  артериальная кровь поступает в левое предсердие.

● Большой круг: левый желудочек, правая дуга аорты, отходят правая и левая безымянные артерии, от них сонная и подключичную артерии. От спинной аорты артерии к внутренним органам от них по яремной и задней полой вене венозная кровь. 

● Относительно большие размеры сердца (1-2%); сокращение в полете до 1000 раз.

● Кислородная емкость выше таковой пресмыкающихся в 2-4 раза.

Нервная система, органы чувств

● Большие полушария хорошо обособлены с полосатыми телами.

● Средний мозг развит.

● Индекс массы мозга 0.01-0.4%. Масса ГМ>СМ (у рептилий наоборот).

● Развито зрение, особенно у хищных.

● Аккомодация, бинокулярное зрение (у куликов - 360%).

● Слух.

● Обоняние относительно слабо развито.

● Вкусовые рецепторы на стенке рта и на языке.

Органы выделения и водно-солевой обмен

● Метанефрические почки (1-2%), мочеточник и клоака (мочевого пузыря нет).

● Моча – мочевая кислота, иногда в виде кристалликов или каши. Первичная и вторичная фильтрации, всасывание продолжается и в клоаке.

● Носовые железы на лобных костях у морских птиц  (позволяет пить морскую воду и выделять соли через ноздри).

Половая система и размножение

● Яйцекладущие.

● Забота о потомстве.

● Самец: семенники, их придатки (остатки мезонефрических почек),  семяпровод, клоака с семенным пузырьком.

● Самка: левый яичник (правый редуцирован), левый яйцевод (где происходит оплодотворение), формируется яйцо (зародышевый диск, желток, желточная оболочка, халазы, белок, скорлупа)

Мочеполовая система голубя. A — самец; Б — самка: 1 — почки, 2 — мочеточник, 3 — полость клоаки, 4 — надпочечник, 5 — семенник, 6 — придаток семенника, 7 — семяпровод, 8 — семенной пузырек, 9 — яичник, 10 — левый яйцевод, 11 — воронка яйцевода, 12 — остаток редуцированного правого яйцевода, 13 — прямая кишка, 14 — мочевое отверстие, 15 — половое отверстие

● Желток – запасы питательных веществ (жиры до 40%, выработка воды.

● Белок – вода и дополнительные запасы пищи.

● Скорлупа из кристаллов углекислого кальция и др. солей, и ОВ. Дыхание.

● Масса яйца достигает 15-20% массы тела воробьиных.

● Крупные 1 яйцо, мелкие до 20 и более.

● Половой диморфизм.

● Токовые явления, постройка гнезда.

●  Насиживание яиц (кроме сорных кур).

● Полигамия (пару не образуют, гнездо строит и насиживает только самка) .  Характерно для птиц с токованием

(тетерева).

● Моногамия (образуют пару и строят гнездо при участии самца), либо самка сидит, а самец ее кормит, или оба насиживают. Пары живут вместе ( у большинства птиц, а лебеди, аисты, орлы, грифы соединяются в пары на несколько лет, в отдельных случаях — на всю жизнь, другие — только на один сезон, расставаясь после выведения и выкармливания птенцов (гуси) или даже сразу после устройства гнезда, еще до откладки яиц (утки). У большинства видов (почти все полигамы и многие моногамы) насиживает одна самка (глухарь, тетерев, утки, большинство воробьиных), иногда и самец и самка и в редких случаях только самец.

Температура в гнезде 36-38° С; более короткий срок насиживания у открытогнездящихся птиц, относительно длинный – у закрытогнездящихся (в дуплах, норах и т. д.). Воробьиные насиживают 11-14, лебеди – 35-40 суток.

Развитие

Зародышевый диск на желтке еще до начала насиживания.

Насиживание:

● Первичная полоска, в которой образуются 3 зародышевых листка (экто-, мезо-, и эндодермы).

● Край зародышевого листка утолщается, образуя зарод. оболочки; формируется зародыш.

● Эндодерма дает хорду, эктодерма  - нервную трубку и мозговой пузырь.

Первые сутки:

● Мезодерма – сомиты (первичные сегменты) парные участки мезодермы тянутся по продольной оси тела, прилегая с боков к нервной трубке и хорде.

● Дифференцируются   кровеносные сосуды, сердце, пищеварит. трубка с 5 парами жаберных щелей в области глотки (затем они зарастают).

● Далее образуются другие органы и конечности.

На 2-3-и сутки  - продолжается дифференциация (формируются капилляры, желточные вены к сердцу для  питания зародыша).

● Образуются амниотическая и серозная оболочки (между ними аллантоис).

● В конце инкубационного периода  - желточный мешок втягивается в брюшную полость.

● Зародыш клювом прорывает зародышевые оболочки и начинает дышать воздухом из воздушной камеры.

● Прекращается кровоснабжение аллантоиса.

● Птенец надкалывает скорлупу и выходит наружу.

Различают по зрелости птенца:

● Зрелые: выводковые, матуронатные; они опушены, зрячи, подвижны, быстро оставляют гнездо (наземные и водные птицы: гусеобразные, курообразные, страусы.

● Незрелые: имматуронантные; слепые, голые, беспомощные (голуби, стрижеобразные, дятлообразные и др.); под заботой остаются в гнезде от 10 суток (воробьиные) до 2 месяцев (пеликаны).

Выкармливание птенцов – различные сроки. Промежуточные сроки – опушенные и зрячие, но кормление до начала полета птенцов (гагары, поганки, совы, дневные хищники, аисты и др.).

Завершается развитие имматуронантных за 20 суток до 2 мес.

Около 80 тропических видов подкладывают яйца в гнезда других птиц (гнездовой парзитизм).

У нас глухая и обыкновенная кукушки.

Продолжительность жизни

В первый год жизни погибает около половины молодых птиц.Взрослые тоже погибают. Размножение в возрасте 9 мес. (мелкие птицы); 2 лет (серая ворона); 4-5 лет (страусы). Живут птицы до 20 лет (воробьиные), буревестники и альбатросы – 30-40 лет.

Годовые циклы

Световой режим. Чередование сухих и влажных периодов (тропики).

Периоды ГЦ:

1. Зимовка (американские козодои в спячку).
2. Подготовка к размножению (предбрачная линька, развитие половых желез и т.п.).
3. Размножение (гнездование, токование, формирование пар, откладка яиц, высиживание и выкармливание).
4. Послегнездовая линька. Самцы после завершения кладки яиц (самки позже).
5. Подготовка к зиме (усиленное питание и накопление жира, перелет к местам зимовки).

По миграции:

1. Оседлые  - в одном месте в течение года (серые вороны, дятлы, воробьи, синицы).

2. Кочующие - после размножения мигрируют на сотни км, но остаются в данной природной зоне (снегири, клесты, совы, клесты)

3. Перелетные (до 16-18 тыс. км – полярные крачки). 

Перелет с остановками и кормежками.

Воробьиные - 50-100 км/сутки, утки – 100-500 км/сутки (примерно летают 1-2 ч. Над океаном без остановок.

Полет на высоте 500-800 км и до 6-9 км (крупные птицы).

Некоторые водные птицы (гагары, чистиковые и др.) проплывают, коростель - пешком

● Гнездовой консерватизм.

● Ориентация

● Кольцевание.

Распространение

По всему земному шару (80% - в тропиках).

Вам также может быть полезна лекция "4 Информационные сервисы Internet2".

Наиболее многочисленна группа древесно-кустарниковых видов.

Значение:

Уничтожают вредителей, грызунов.

Пища (домашние птицы сизый голубь за 5 тыс. лет д.н.э).

Эстетическое значение.

Носители паразитов и возбудителей болезней