Птахи – це тварини, які зуміли освоїти повітряне середовище проживання. Це обумовлено еволюційним розвитком, яке призвело до змін форми і маси їх тіла. При цьому відбувалося накопичення жиру для забезпечення енергетичного запасу і нарощування м’язів. Разом з тим змінювалася структура опорно-рухової системи птахів.
Загальна характеристика класу
Птахи є високоорганізованими теплокровними тваринами, які в ході еволюції пристосувалися до польоту. Вони поширені по всій планеті, через що мають важливе значення в багатьох екосистемах і господарської діяльності людини. Зараз Біологія налічує понад 9 000 видів птахів.
Загальні риси тварин:
- Тіло має обтічну форму. Передні кінцівки трансформувалися в крила, а задні використовуються в якості опори тварин і для пересування по землі.
- На шкірі відсутні залози, крім куприкової, яка знаходиться в хвостовій частині. Шкірний покрив має рогові освіти-пір’я. З їх допомогою Тварини можуть літати. Також оперення зберігає тіло в теплі.
- Скелет складається з тонких, але досить міцних кісток, які мають повітряні порожнини. Вони необхідні для зниження загальної маси тварини. Череп повністю зрощений. Шийний відділ хребта рухливий, всі інші частини – нерухомі. На грудині є кіль – спеціальний виступ спереду, до якого закріплюються грудні м’язи птахів. У задніх кінцівках присутній Цівка, завдяки якій збільшується довжина кроку.
- М’язова система є дуже диференційованою. Найбільші м’язи-грудні. Вони відповідають за опускання крила.
- Органи дихання представлені легкими. У птахів подвійне дихання, тобто газообмін здійснюється і при вдиху, і при видиху. Це забезпечується наявністю повітряних мішків.
Серце чотирикамерне. - Головний мозок складається з 5 відділів. Найбільш розвиненими є мозочок, гладка кора і передній мозок. Високоорганізована нервова система забезпечує птахів хорошою координацією, а також досить складними типами поведінки.
- Ці тварини є роздільностатевими. Запліднення відбувається внутрішньо. Більшість видів птахів відкладають яйця в заздалегідь підготовлені гнізда, після чого обігрівають їх своїм тілом до вилуплення. Пташенята можуть бути виводковими і гніздовими. Все залежить від їх ступеня розвиненості.
Виходячи з цих характеристик тварин об’єднали в один великий клас. Хоча не всі представники пернатих здатні літати.
Зовнішня будова
Будова тіла птахів включає в себе кінцівки, краплеподібний тулуб, рухливу шию і голову. У багатьох видів є спеціальна залоза, яка розташована в хвостовій частині. Вона необхідна для змазування пір’я. Найкраще куприкова залоза розвинена у водоплавних птахів. Виділяється секрет запобігає від намокання і зберігає еластичність пір’я.
У пернатих на дзьобі, голові і нижніх кінцівках можуть бути присутніми різні нарости. Наприклад, у хижаків підстава дзьоба покривається м’якою восковицею.
На лапах можуть бути:
- перетинка;
- бахромка;
- пластина.
Будова птахів повністю залежить від середовища проживання і способу життя. На форму тіла, голови та інших частин впливає спосіб добування їжі.
Пір’яний покрив щільно прилягає до тіла, завдяки чому створюється обтічна форма. Пір’я легкі і дуже добре зберігають тепло. Це дозволяє висиджувати яйця навіть в холодних умовах.
За функціональністю пір’я поділяють на 2 групи:
- контурні;
- пухові;
Останні мають нещільне опахало. Також є і щетинкові, що складаються тільки зі стрижнів.
Контурні пір’я поділяються на кермові, покривні, криють і махові. У всіх видів є конкретна функція, яку вони виконують.
М’язи тварин
Мускулатура птахів має подібності з ссавцями, але все ж в їх будові є певні особливості. У них мало сполучної тканини. В основному складаються з поперечно-смугастих волокон, які набагато менше за розміром, ніж у інших класів тварин.
У водоплавних пернатих все м’язові тканини мають червоний колір, оскільки в них знаходиться багато міоглобіну. У промислових видів (курка, індичка) присутні і червоні, і білі.
Найсильніше розвинена грудна мускулатура. Її маса може становити до 50% від ваги всіх м’язів в тілі. У ці волокнах міститься велика кількість міофібрилу і практично відсутня саркоплазма. М’язи хребта (якщо не брати до уваги шию) розвинені погано. Діафрагма редукована, тому не може повністю розділяти черевну і грудну порожнини.
Поперекові м’язи розвинені добре. Відмінною особливістю є наявність довгих сухожиль. Завдяки цьому птахи легко можуть утримуватися на гілках навіть під час сну. Річ у тому, що в сидячому положенні у цих тварин сухожилля кінцівок натягуються самі по собі і без напруги інших м’язів. Через це пальці щільно стискаються.
Опорно-руховий апарат
Опорно-рухова система пернатих сильно нагадує ту, що є у ссавців.
Вона включає в себе такі відділи:
- череп;
- осьовий скелет;
- передпліччя;
- плечову кістку;
- грудні хребці;
- лопатка;
- стегнову і тазову кістки;
- кінцівка.
Але водночас ця система має певні особливості, які сильно відрізняють птахів від ссавців.
Наприклад, у всіх пернатих маленька голова в порівнянні з тілом. Це обумовлено зрощенням черепних кісток. Сам череп дуже легкий, так як кістки порожнисті, а в дзьобі відсутні зуби.
Шийний відділ включає в себе від 11 до 25 вільних хребців. У грудному вони міцно між собою скріплені. Крижовий відділ в процесі еволюції став єдиним цілим з поясом задніх кінцівок. В результаті був утворений крижі. Задні кінцівки представлені двома великими і міцними тазовими кістками, які зрослися з потужним хрестцем.
Відмінною особливістю пернатих є те, що вони мають дуже міцний, але при цьому легкий скелет. Це забезпечується порожнистими кістками. Максимальна вага скелета становить всього 15% від всієї маси тварини.
Передні лапи в процесі еволюції перетворилися в крила, тому кисть у птахів практично не розвинена. Але завдяки цьому пернаті з добре розвиненими грудними м’язами мають прекрасну стійкість в повітрі.
Особливості крил
За допомогою рульового і махового оперення забезпечується управління і підйомна сила. Але вчені досі не можуть повністю зрозуміти аеродинамічні властивості крила.
Під час звичайного польоту крила рухаються вниз і вперед, після чого — швидко вгору і назад. При нижньому ударі у крила кут атаки настільки крутий, що воно повинно було б гасити швидкість. Але в цей момент першорядні махові пір’я виконують функцію окремої несучої площини, завдяки чому гальмування не відбувається.
Кожне окреме перо під час помаху повертається уздовж свого стрижня. Через це з’являється результуюча тяга, яка спрямована вперед. Вона з’являється завдяки розсуванню кінців пір’я.
Під час певного кута атаки крило відсувається вперед. Це дозволяє зробити повітряний розмір, через що значно знижується турбулентність і гаситься гальмування. При приземленні птах гасить швидкість. Для цього вона має тулуб вертикально, відводить хвіст назад і починає гальмувати крилами.
Види пернатих, які здатні літати повільно, мають щілини між маховими крилами. Наприклад, у беркута площа цих проміжків становить близько 40% від площі всього крила.
Внутрішні системи
Травна система починається з дзьоба. Він складається з щелепних кісток, які покриті роговими чохлами. Зуби у птахів відсутні. Форма дзьоба обумовлена способом видобутку їжі. Їжу пернаті ковтають цілком.
Стравохід може сильно розтягуватися. Певні види здатні повністю заповнювати його їжею, але при цьому вони не відчувають ніякого дискомфорту. Шлунок складається з м’язового і залозистого відділів. В останньому виробляється шлунковий сік, а м’язовий необхідний для перетирання їжі.
Дихальна система включає в себе легкі і повітряні мішки, які знаходяться в порожнинах між внутрішніми органами. Мішки з’єднуються з легкими. Вони потрібні для забезпечення достатньою кількістю кисню під час польоту. Це своєрідні Накопичувачі повітря.
Кровоносна система складається з чотирикамерного серця, малого і великого кола кровообігу. Ці кола повністю роз’єднані, тобто змішання венозної і артеріальної крові не відбувається.
Нюх у птахів розвинене погано. Більшість видів пернатих не можуть відчувати запахи. Слуховий апарат складається з зовнішнього, середнього і внутрішнього вуха. Зовнішнє включає в себе слуховий прохід, який по контуру має спеціальні пір’я, що захищають від попадання сміття.
Зір розвинений добре. У птахів великі і чутливі очі, які здатні розрізняти багато відтінків. Під час польоту пернаті можуть швидко оцінити обстановку і відстань до об’єкта.
Птахи мають високоорганізованою нервовою системою. Мозочок, що відповідає за координацію руху, має порівняно великі розміри. Передні відділи мозку збільшені. Багато дій птиці виконують на інстинктивному рівні, але вони здатні і до навчання. Наприклад, деякі види піддаються тренуванням, а також можуть дізнаватися людей, які постійно їх годують.
Пернаті вражають своїм видовим розмаїттям. Вони проживають в лісах, степах, у водоймах і на їх берегах, в пустелях. Більшість птахів досконало пристосовані до повітряного середовища проживання і польоту. Це заслуга еволюційних змін опорно-рухової системи.
