Класс птицы, общая характеристика класса

Класс птицы, общая характеристика класса

Птицы - высокоорганизованные позвоночные животные, тело которых покрыто перьями, а передние конечности превращены в крылья. Способность передвигаться в воздухе, теплокровность и другие особенности строения и жизнедеятельности дали им возможность широко расселиться на Земле. Особенно разнообразны виды птиц в тропических лесах. Всего насчитывается около 9000 видов.

Это высокоспециализированный и широко распространенный класс высших позвоночных, представляющий собой прогрессивную ветвь пресмыкающихся, приспособившихся к полету.

О сходстве птиц с пресмыкающимися свидетельствуют общие признаки:

1) тонкая, бедная железами кожа;

2) сильное развитие на теле роговых образований;

3) наличие клоаки и другие.

К числу прогрессивных черт, отличающих их от пресмыкающихся, относятся:

а) более высокий уровень развития центральной нервной системы, обуславливающий приспособительное поведение птиц;

б) высокая (41-42 градуса) и постоянная температура тела, поддерживаемая сложной системой терморегуляции;

в) совершенные органы размножения (гнездостроение, насиживание яиц и выкармливание птенцов).

Особенности строения

 Эволюция птиц шла по единому пути, связанному с освоением воздушной среды. Полет как основной способ их передвижения наложил отпечаток на их внешнее и внутреннее строение (хотя сохранили также способность передвигаться по деревьям, по земле).

1) Тело их расчленено на голову, шею, туловище и хвост. На небольшой голове расположены различные органы чувств. Челюсти лишены зубов и одеты роговыми чехликами, образующими клюв. Форма клюва разная, что связано с характером потребляемой пищи. Шея у разных птиц разной длины и отличается большой подвижностью. Туловище имеет округлую форму. Передние конечности превращены в крылья. Задние - ноги - разного строения. Это связано с разнообразием мест обитания. На ногах четыре пальца, заканчивающиеся когтями. Нижняя часть ног покрыта роговыми щитками. Укороченный хвост снабжен веером рулевых перьев. У разных птиц он имеет разное строение.

2) Кожа сухая, лишена желез (за исключением копчиковой), которая служит для смазки перьевого покрова и придания ему водонепроницаемости. Тело покрыто перьями. Основу составляют контурные (состоят из стержня, очина, опахала) - они придают телу птицы обтекаемую форму. На крыльях они называются маховыми, а образующие плоскость хвоста - рулевыми. Под контурными располагаются с тонким стержнем - пуховые перья. Они лишены бородок 2-го порядка и соответственно не образуют сомкнутого опахала. Есть также собственно пух, который имеет укороченный стержень с пучком отходящих от них бородок 1-го порядка. Перьевой покров способствует сохранению постоянной температуры тела птиц.

3) Скелет птиц в связи с приспособлением к полету легкий и прочный. Легкость обусловлена пневматичностью, а прочность - срастанием отдельных костей еще в раннем возрасте (череп, туловищный отдел позвоночника, цевка, кости кисти и других) Трубчатые кости полые, содержат воздух, поэтому они легкие. В скелете выделяют шесть отделов: череп, позвоночник, пояс передних конечностей, скелет передней конечности, пояс задних конечностей, скелет задней конечности. Череп характеризуется большими размерами мозговой коробки и глазниц, беззубыми челюстями. Тонкие кости черепа срастаются, не образуя швов. Для сочленения черепа с позвоночником служит один мыщелок. Позвоночник состоит из шейного, грудного, поясничного, крестцового и хвостового отдела. Только шейный отдел подвижен, все остальные малоподвижны или срослись между собой (конечные хвостовые отделы срастаются в копчиковую кость). Имеется грудная клетка, образованная грудными позвонками, отходящими ребрами и грудиной. У летающих птиц и пингвинов грудина несет высокий гребень - киль, к которому прикрепляется сильные мышцы, обеспечивающие движение крыльев (или ластов). Плечевой пояс состоит из лопатки, поракоида и ключицы - он создает опору для крыльев. Тазовый пояс состоит из трех парных костей: подвздошной, седалищной и лобковой. Внизу кости таза не соединены, что связано с откладыванием крупных яиц.

Скелет птицы

4) Мускулатура имеет важное значение в передвижение, как в воздухе, так и на суше и воде. Большого развития достигают мышцы груди, поднимающие и опускающие крыло. У птиц, потерявших способность к полету, хорошо развиты мышцы задних конечностей (страусы, куры, гуси).

5) Строение органов пищеварения характеризуется дальнейшим усложнением и тесно связано с полетом птиц. У них нет зубов, их частично заменяют острые края клюва. Ротовая полость невелика и ведет в глотку, которая переходит в пищевод. У некоторых он образует расширение - зоб (у зерноядных). Здесь пища хранится и размягчается. Желудок состоит из двух отделов: переднего - железистого и заднего - мускулистого. В первом происходит химическая обработка пищи, а в мускулистом - механическая. Кишечник короткий, на границе тонкого и толстого отделов имеются слепые выросты. Короткая толстая кишка не накапливает каловые массы, и испражнения выводятся из кишечника очень часто, что облегчает массу птицы. Прямая кишка отсутствует – приспособление к облегчению тела. Процесс переваривания пищи у птиц очень активен: у насекомоядных он не превышает 1 часа, а у зерноядных - 4 часа. С интенсивным обменом веществ связано потребление значительного количества корма, особенно возрастающее у мелких птиц, которым свойственны большие потери тепла.

1-пищевод; 2-железистый желудок; 3-селезенка; 4-мускульный желудок;

5- поджелудочная железа; 6-двенадцатиперстная кишка; 7-тонкая кишка;

8-прямая кишка; 9- слепые кишки; 10-клоака; 11- зоб; 12-печень; 13-трахея;

14-нижняя гортань; 15-легкие и воздушные мешки; 16- семенники;

17-семяпроводы; 18-почки; 19-мочеточники

6) Дыхательная система имеет ряд особенностей, связанных с приспособлением к полету. Начинается ноздрями, расположенными у основания надклювья. Изо рта гортанная щель ведет в гортань, а из нее в трахею. В нижней части трахеи и начальных участков бронхов находится голосовой аппарат - нижняя гортань. Источником звуков служат вибрирующие при прохождении воздуха перепонки между последними хрящевыми кольцами трахеи и полукольцами бронхов. Бронхи проникают в легкие, разветвляются в них на мелкие трубочки - бронхиолы - и очень тонкие воздушные капилляры, которые образуют в легких воздухоносную сеть. С ней тесно переплетаются кровеносные сосуды, газообмен происходит через стенки капилляров. Часть бронхиальных ответвлений не разделяется на бронхиолы, выходит за пределы легких, образуя тонкостенные воздушные мешки, расположенные между внутренними органами, мышцами и даже внутри полых костей. Объем воздушных мешков почти в 10 раз превышает объем легких. Парные легкие небольшие и мало растяжимы, они прирастают к ребрам по бокам позвоночника. В спокойном состоянии и во время движения по земле акт дыхания осуществляется за счет движения грудной клетки. Грудная кость при вдохе опускается, отдаляясь от позвоночника, а при выдохе поднимается, приближаясь к нему. Во время полета грудная кость неподвижна. При поднятии крыльев происходит выдох, богатый кислородом воздух попадает из воздушных мешков в легкие, где осуществляется газообмен. Таким образом, насыщенный кислородом воздух проходит через легкие два раза: и при выдохе, и при вдохе (так называемое двойное дыхание). Воздушные мешки предотвращают перегрев организма, так как избыток тепла удаляется с воздухом.

7) Кровеносная система птиц представлена четырех камерным сердцем (два предсердия, два желудочка) и отходящими кровеносными сосудами. В правой части сердца концентрируется венозная кровь, а в левой - артериальная. Органы и ткани получают чистую артериальную кровь, что способствует усиленному обмену веществ и обеспечивает постоянную высокую температуру тела (38-42 градуса). Из левого желудочка артериальная кровь поступает в правую дугу аорты (только у птиц). От нее отходят артерии, питающие кислородом все части тела. Венозная кровь по передним и задним полым венам возвращается в правое предсердие. Это движение крови составляет большой круг кровообращения. По малому кругу кровообращения венозная кровь по легочной артерии поступает из правого желудочка к легким. Окисленная кровь из легких направляется по легочным венам в левое предсердие, в котором малый круг оканчивается. Циркулирует кровь с большой скоростью, что связано с энергичной работой сердца, высоким кровяным давлением. Пульс у воробьиных в покое составляет 400-600 ударов, при полете - 1000.

Кровеносная система и сердце

Круги кровообращения

1-сердце; 2-сосуды большого круга кровообращения; 3-сосуды малого круга кровообращения; венозная кровь показана синим цветом, артериальная – красным, смешанная – фиолетовым

8) Органы выделения представлены двумя крупными почками, лежащими в глубине таза. Их масса составляет 1-2% от массы тела. По двум мочеточникам мочевая кислота стекает в клоаку и выделяется вместе с экскрементами наружу. Мочевого пузыря нет, что облегчает вес птицы.

9)  Птицы - теплокровные животные, у них постоянная температура тела (в среднем 42^оС). Теплокровность обусловлена повышением уровня обмена веществ путем интенсификации пищеварения, дыхания, кровообращения, выделения и наличием теплоизолирующих покровов. Постоянство температуры окружающей среды - важный прогрессивный признак птиц по сравнению с предыдущими классами животных.

10) Нервная система птиц по сравнению с нервной системой пресмыкающихся значительно усложнилась. Высокое развитие центральной нервной системы обусловлено более сложное поведение птиц. Оно проявляется в различных формах заботы о потомстве (гнездостроение, откладка и насиживание яиц, обогревание птенцов, их кормление), в сезонных перемещениях, в развитии звуковой сигнализации. Представлена головным, спинным мозгом и отходящими нервами. Головной мозг заключен в объемную мозговую коробку. Большие полушария переднего мозга крупных размеров и образованы полосатыми телами. Средний мозг имеет развитые зрительные доли. Мозжечок обеспечивает сохранение равновесия и точную координацию птицы во время полета. Обонятельные доли развиты слабо. Черепно-мозговых нервов 12 пар.

Сложные формы заботы о потомстве у птиц - это прогрессивные особенности, сложившиеся в процессе их исторического развития.

Нервная система и головной мозг

11) Важнейшие органы чувств - органы зрения и слуха. Глаза у них крупные, снабжены верхним и нижним веками и третьим веком, или мигательной перепонкой. Все птицы обладают цветовым зрением. Острота зрения в несколько раз выше, чем у человека. Орган слуха, как и у пресмыкающихся, представлен внутренним и средним ухом. Во внутреннем ухе лучше развита улитка, в ней увеличено число чувствительных клеток. Полость среднего уха большая - единственная слуховая косточка - стремечко - более сложной формы. Барабанная перепонка находится глубже, чем поверхность кожи, к ней ведет канал - наружный слуховой проход. Слух очень острый. По сравнению с пресмыкающимися у птиц увеличена поверхность носовой полости и обонятельного эпителия. У некоторых птиц (утки, кулики, питающиеся падалью хищники) обоняние хорошо развито и используется при поиске корма. У других птиц развито слабо. Органы вкуса представлены вкусовыми почками в слизистой оболочке ротовой полости, на языке и у его основания. Многие птицы различают соленое, сладкое и горькое.

13) По степени физиологической зрелости птенцов в момент вылупления всех птиц делят на две группы - выводковых и птенцовых. У выводковых, птенцы сразу после вылупления покрыты пухом, зрячие, могут передвигаться и находить корм. Взрослые птицы защищают свой выводок, периодически греют птенцов (особенно в впервые дни жизни), помогают в поисках корма. Сюда относятся все курообразные (тетерева, рябчики, куропатки, фазаны и другие), гусеобразные (гуси, утки, лебеди, гаги), журавли, дрофы, страусы. У птенцовых птиц птенцы вначале слепые, глухие, голые или слабо опушенные, не могут передвигаться, в гнезде остаются долго (у воробьиных - 10-12 дней, у некоторых- до двух месяцев). В это время родители их обогревают и выкармливают. Сюда относится голуби, попугаи, воробьиные, дятлообразные и многие другие. Птенцы покидают гнездо оперенными, почти достигнув размеров взрослых птиц,  но с неуверенным полетом – одна-две недели после вылета родители продолжают кормить и обучать поиску корма. Благодаря разнообразным формам заботы о потомстве плодовитость птиц гораздо ниже, чем у пресмыкающихся, рыб, земноводных.

Птенцы

             1-птенцовой птицы (полевого конька);

  2-выводковой птицы (серой куропатки)

Сезонные явления в жизни птиц, гнездование,

кочевки и перелеты

Ни одна птица не может быть абсолютно вредной или полезной. Они также, как и другие животные, могут быть вредными или полезными в определенных обстоятельствах и в определенное время. Например, грачи летом питаются насекомыми и их личинками (майский жук, клоп-черепашка, гусеницы лугового мотылька и долгоносиков и другие). Однако весной они могут выклевывать высеянные семена злаков и огородных культур, а осенью портят кукурузу и подсолнечник, дыни и арбузы и так далее. Розовый скворец считается очень полезной птицей, так как основной корм его - саранча и другие прямокрылые, но летом и осенью стаи розовых скворцов могут поедать в садах сочные плоды (вишни, шелковицы, винограда) и этим причиняют существенный вред. Полевой воробей и другие зерноядные птицы питаются семенами культурных растений, однако своих птенцов они выкармливают насекомыми, среди которых много вредителей. Кукушки, питаясь вредителями леса, могут подавить вспышку их размножения, в то же время, подкладывая яйца в гнезда насекомоядных птиц (славки, конька, горихвостки, трясогузки и другие), они вызывают гибель части их выводков. Ястреб-тетеревятник, полезный в дикой природе, как большинство хищников, поселившись вблизи населенного пункта, может уничтожать домашнюю птицу.

Все эти примеры говорят о том, что одна и та же птица в разных условиях может быть и полезной и вредной. Тем не менее, подавляющее большинство можно считать полезными. Особенно ценны такие птицы, как дневные хищники, совы, многие воробьиные. Многие птицы имеют важное значение для человека с экономической точки зрения, к ним относятся промысловые и охотничьи виды, многочисленные породы домашней птицы.

Привлечение и охрана птиц — самый дешевый и эффективный метод борьбы с вредителями сада. Надежные помощники садовода в борьбе с вредителями плодовых и ягодных культур — ласточки, скворцы, синицы, мухоловки, горихвостки, трясогузки, поползни, пищухи и другие мелкие насекомоядные птицы. Особенно много насекомых уничтожают птицы во время выкармливания птенцов. Не только насекомоядные, но и большинство зерноядных птиц (воробьи, овсянки, чижи, щеглы) выкармливают своих птенцов насекомыми, собирая их на ветвях и стволах деревьев, ловят на лету и на почве.

Значение птиц в природе и для человека многообразно: опыление растений и распространение их семян и плодов (и таким образом регуляция численности) насекомых, паукообразных, грызунов и других, некоторые птицы вредят садам, посевам зерновых. Птицы издавна служат предметом охоты, ряд видов одомашнен. Некоторые птицы переносят возбудителей инфекций. Велико эстетическое значение птиц, оживляющих своим присутствием и пением лесам и парки. Птицы являются обязательным компонентом любого биогеоценоза. Птицы являются источником продуктов питания.

С появлением реактивных скоростных самолетов участились случаи столкновения их с птицами, иногда приводящие к серьезным авариям. Это ущерб  предотвращается отпугиванием птиц из района аэродромов и выбором трасс полетов в обход мест сезонных концентраций птиц.

Сейчас численность очень многих видов сильно сократилась, и они могут исчезнуть совсем, если человек не будет их активно охранять.

Используемая литература

1) Жизнь животных. Энциклопедия в 6-ти томах. Т-5. Птицы. Под ред. проф. Н.А. Гладкова, А.В. Михеева. – М.: «Просвещение», 1970. – 612 с.

2) Биология: Справ. материалы. Учеб. пособие для учащихся / Д.И. Трайтак, Н.И. Клинковская, В.А. Карьенов, С.И. Балуев; Под ред. Д.И. Трайтака. – М.: «Просвещение», 1983. – 208 с.

3) Энциклопедический словарь юного биолога / Сост. М.Е. Аспиз. – М.: «Педагогика», 1986. – 352 с.

4) Ковшарь А.Ф. Певчие птицы. – Алма-Ата: «Кайнар», 1983. – 280 с.

5) Ковшарь А.Ф. Мир птиц Казахстана. – Алма-Ата: «Мектеп», 1988. – 272 с.

6) Детская энциклопедия в 12-ти томах. Гл. ред. А.И. Маркушевич. Т-4. Растения и животные. Науч. ред. тома: Банников А.Г., Генкель П.А. –М.: «Педагогика», 1973. – 448 с.

7) Энциклопедический словарь юного натуралиста / Сост. А.Г. Рогожин. – М.: «Педагогика», 1981. – 406 с.

8) Биологический энциклопедический словарь / Гл. ред. М.С. Гиляров; Редкол.: А.А. Баев, Г.Г. Винберг, Г.А. Заварин идр. – М.: «Сов. энциклопедия», 1986. – 831 с.

9) Белякова Г.А. и др. Биология: Справочник для старшеклассников и абитуриентов. – М.: «ЭКСМО-Пресс», 2000. – 352 с.