Какие названия птиц указывают на их свойства
Класс Птицы
Подкласс Бескилевые
Подкласс Новонёбные
Класс Птицы включает 10 560 ныне живущих видов птиц и 149 видов, вымерших в современное историческое время (данные на февраль 2015 года).
Птицы максимально приспособлены к полёту, благодаря чему практически не встречают конкуренции в воздушной среде.
Происхождение птиц
Обособление птиц от пресмыкающихся, вероятно, произошло в конце триаса — начале юры (190−170 млн лет назад), но ископаемых остатков древнейших птиц этого периода пока не найдено.
Непосредственных предков птиц нужно искать не среди летающих ящеров, а среди наиболее древней группы архозавров — псевдозухий, которые дали начало и остальным группам архозавров.
Псевдозухии по внешнему виду напоминали ящериц и вели наземный образ жизни. У части видов задние конечности были несколько длиннее передних, и при быстром беге животные, вероятно, опирались о землю только задними конечностями.
Промежуточные формы между псевдозухиями и птицами, которые показывали бы последовательные стадии развития оперения и преобразования скелета, пока не обнаружены. Предполагают, что некоторые псевдозухии постепенно переходили к древесному образу жизни. Разрастание роговых чешуй по бокам тела и хвоста, по заднему краю конечностей позволяло удлинить прыжки с ветки на ветку (гипотетическая стадия предптицы).
Одним из самых известных ископаемых предков птиц долгое время считался археоптерикс, останки которого были найдены в песчаных отложениях юрского моря (возраст около 150 млн лет). По размерам он напоминал сороку.
Археоптерикс имел признаки и рептилий, и птиц:
длинный хвост, несущий перья;
пальцы на крыльях оканчиваются когтями;
ключицы срослись в вилочку, лопатка саблевидна;
грудина без киля;
есть брюшные рёбра.
На данный момент известно, что археоптерикс не являлся предком птиц, а был слепой ветвью летающих ящеров.
Рис. Отпечаток скелета археоптерикса
Современные и все остальные ныне известные ископаемые птицы относятся к подклассу настоящих, или веерохвостых, птиц:
хвостовой отдел укорочен;
последние хвостовые позвонки сливаются в единую косточку — пигостиль, к которой веером прикрепляются рулевые перья;
на грудине образуется киль;
есть цевка и пряжка;
исчезают брюшные рёбра.
Веерохвостые птицы появились в юрском периоде, но их остатков пока не обнаружено. Наиболее древние остатки обнаружены в отложениях мелового периода (возраст примерно 80−90 млн лет). Гесперорнисы и ихтиорнисы жили большими стаями, имели зубы и питались рыбой.
Гесперорнисы — крупные плававшие и нырявшие птицы, по внешнему облику напоминавшие гагар или поганок. Они утратили способность к полёту: передние конечности и пояс сильно редуцированы, а грудина без киля.
Ихтиорнисы — некрупные, размерами с голубя птицы с хорошо развитым килем, зубами и очень маленьким объёмом мозговой полости.
Рис. Гесперорнисы и ихтиорнисы
В конце мела (70−40 млн лет назад) возникло большинство современных отрядов птиц, что совпадает с бурной эволюцией покрытосеменных растений и насекомых: увеличение количества и разнообразия потенциальных пищевых ресурсов.
Способность к активному полёту, теплокровность и высокий уровень развития центральной нервной системы обеспечили птицам возможность широкого распространения на Земле. С приспособлением птиц в ходе эволюции к жизни в различных условиях (леса, открытые пространства, водоемы) связано образование разных экологических групп, отличающихся внешним обликом и специфическими чертами строения.
Морфофункциональные адаптации затронули все системы органов птиц.
Важнейшие ароморфозы класса Птицы
Передние конечности превращены в крылья.
Тело покрыто перьями.
Сердце четырёхкамерное; полное разделение кругов кровообращения — теплокровность.
Высокий уровень развития ЦНС.
Основная характеристика класса Птицы
Тело обтекаемой формы.
Покровы
Кожа тонкая и сухая.
Кожные железы отсутствуют (над основанием хвоста — копчиковая железа; функция: уход за перьями, защита от намокания).
Тело покрыто перьями.
Перья — производные эпидермиса, образованы роговым веществом — кератином; эволюционно произошли от роговых чешуй пресмыкающихся.
Строение пера
очин — часть пера, погружённая в кожу;
стержень — плотная роговая трубка с рыхлой роговой сердцевиной;
опахало — широкая пластина пера, образованная отходящими от стержня в обе стороны бородками первого порядка, от которых, в свою очередь, отходят короткие бородки второго порядка. Бородки второго порядка несут мелкие крючочки, сцепляющие бородки друг с другом, отчего образуется упругая лёгкая пластинка опахала пера.
Рис. Строение пера и виды перьев
Рис. Крючочки на бородках II порядка в крыле ласточки
Виды перьев
Маховые перья — крупные упругие перья, образующие основную часть несущей плоскости крыла. Их опахало асимметрично: передняя сторона узкая, а задняя — широкая. Такое строение допускает при поднятии крыла прохождение воздуха между перьями, а при опускании крыла под давлением воздуха вызывает плотное соединение перьев.
Первостепенные маховые перья (самые крупные и прочные) опираются на кости кисти крыла.
Второстепенные маховые перья (более мелкие) опираются на кости предплечья.
Рулевые перья — накрупные перья, слагающие хвост; выполняют функцию руля.
Контурные перья — мелкие перья, покрывающие тело птиц; функция: придают телу обтекаемую форму.
Пуховые перья — перья с укороченным стержнем и тонкими, не сцепленными крючочками бородки; функция: теплоизоляция.
Пух — пучок бородок, отходящих от общего основания; функция: теплоизоляция и первичный покров птенцов.
Функции перьевого покрова
полёт;
обтекаемая форма тела;
терморегуляция;
механическая защита;
разнообразные пигменты перьев придают птицам ту или иную окраску, которая часто носит покровительственный характер.
Линька — периодическая смена перьевого покрова птиц.
У большинства птиц линька протекает медленно и постепенно, благодаря чему они сохраняют способность к полёту, но у водоплавающих птиц она протекает столь быстро, что они временно не могут летать.
скелет
Скелет птиц лёгок и в то же время прочен, что важно для полёта.
Скелет имеет множество морфофункциональных адаптаций для полёта:
передние конечности — крылья — адаптированы к полёту;
пневматические кости — кости с воздушными полостями;
многочисленные срастания костей (грудная кость, сложный крестец; цевка и пряжка);
бесшовное срастание костей черепа, крупные глазницы, отсутствие зубов — всё для уменьшения массы;
открытый таз (откладывание крупных яиц);
киль — вырост грудины для крепления мощной крыловой мускулатуры.
Скелет головы: череп птиц отличается большой тонкостенной мозговой коробкой, огромными глазницами, беззубыми челюстями. У взрослых птиц кости черепа полностью срастаются, что обеспечивает его прочность. Роговой клюв лёгкий и прочный.
Позвоночник:
шейный отдел: разное количество позвонков, соединённых друг с другом седлообразными суставными поверхностями, что придаёт шее большую гибкость;
грудной отдел: грудные позвонки срастаются в грудную кость;
сложный крестец — срастание задних грудных, поясничных, крестцовых и передних хвостовых позвонков с тонкими подвздошными костями таза; функция: опора для ног;
копчиковая кость (пигостиль) — срастание задних хвостовых позвонков; функция: опора для рулевых перьев.
Грудная клетка:
Каждое ребро состоит из двух костей, соединённых суставом. Рёбра имеют крючковидные отростки, которые налегают концами на рёбра следующей пары, что придаёт грудной клетке большую прочность.
Киль — вырост грудины птиц (кроме тех, которые утратили способность к полёту), к которому с обеих сторон прикрепляются мощные грудные и подключичные мышцы, приводящие в движение крыло.
Плечевой пояс состоит из трёх пар костей: саблевидных лопаток, лежащих вдоль позвоночника; тонких ключиц, которые срастаются нижними концами в вилочку, распирающую основания крыльев; коракоидов — массивных костей, соединяющихся одним концом с лопатками и основаниями плечевых костей, а другим — с грудиной.
Скелет крыла:
пневматические кости плеча,
кости предплечья (локтевая и лучевая),
пряжка — сросшиеся кости запястья и пясти,
сильно редуцированные фаланги II, III и IV пальцев, I и V пальцы атрофированы.
II палец имеет только одну фалангу, служащую опорой для обособленного пучка перьев на внешнем крае крыла, так называемого крылышка.
Рис. Особенности скелета птицы
Тазовый пояс образован тонкими подвздошными, лобковыми и седалищными костями, срастающимися у взрослых птиц в единую кость. Задние концы лобковых и седалищных костей у большинства птиц (кроме некоторых страусов) не сходятся, поэтому таз остается снизу открытым.
Скелет задних конечностей:
кости бедра,
малая берцовая кость сильно редуцирована и приращена к большой берцовой кости;
цевка (сросшиеся кости предплюсны и плюсны),
фаланги пальцев.
Обычно ноги птицы четырёхпалые, но иногда число их сокращается до трёх и даже двух (африканский страус). Из четырёх пальцев в большинстве случаев три направлены вперед и один — назад.
Внутреннее строение птицы
Нервная система: головной мозг с крупными большими полушариями переднего мозга (кора развита слабо), сильным развитием зрительных бугров среднего мозга. Крупный складчатый мозжечок (точная координация движений).
Органы чувств развиты у птиц в различной степени. Хорошо развито зрение (крупные, сложно устроенные глаза). Органы обоняния развиты слабо. Орган слуха включает внутреннее и среднее ухо с одной слуховой косточкой.
Кровеносная система: два круга кровообращения. Сердце четырёхкамерное: два предсердия и два желудочка; полное разделение потоков артериальной и венозной крови — все органы снабжаются только артериальной кровью — высокий уровень обмена веществ — теплокровность.
У эмбрионов птиц, как и пресмыкающихся, закладываются как левая, так и правая дуги аорты, но в процессе эмбрионального развития животного левая атрофируется.
Органы дыхания приспособлены к усиленному газообмену.
Лёгкие птиц имеют губчатое строение. Бронхи, входя в лёгкие, распадаются на всё более мелкие ветви. Последние заканчиваются тончайшими слепыми канальцами — бронхиолами, в стенках которых проходят капилляры кровеносных сосудов.Двойное дыхание. Лёгкие у птиц имеют дополнительные придатки — лёгочные мешки, расположенные между мышцами, среди внутренних органов и в полостях трубчатых костей крыльев.
Дыхание птиц осуществляется путём расширения и сжатия воздушных мешков. Этот процесс получил название двойного дыхания, поскольку отдача кислорода в кровь происходит как при вдохе, так и при выдохе.
При подъёме крыльев воздушные мешки растягиваются, и воздух засасывается в лёгкие и в задние мешки. При опускании крыльев происходит выдох, причём воздух, находящийся в легких перемещается в передние мешки, а в лёгкие проходит воздух из задних мешков.
При попадании каждой новой порции воздуха в легкие , происходит газообмен и поступление в кровь кислорода.
В легких воздух идет всегда в одном направлении: от задних мешков в передние.
Звукообразование. От глотки птицы отходит длинная трахея, которая в грудной полости делится на два бронха. На месте разделения трахеи на бронхи имеется расширение — нижняя гортань, в которой расположены сиринкс — орган звукообразования птиц. Нижняя гортань особенно сильно развита у птиц, поющих или издающих громкие звуки.
Пищеварительная система. Зубы у современных птиц отсутствуют — их частично заменяют острые края рогового чехла клюва, которым птица захватывает, удерживает и иногда размельчает пищу.
Ротовая полость — длинный пищевод — зоб (пища обрабатывается слюной) — железистый желудок с пищеварительными соками — мускульный желудок с ребристыми стенками и мелкими камешками, заглоченными птицей, — тонкая кишка с протоками печени и поджелудочной железы — толстая кишка — клоака.
Прямая кишка не развита, поэтому фекалии не накапливаются в кишечнике, что облегчает массу птицы.
В клоаку открываются мочеточники и протоки половых желез.
Выделительная система: парные тазовые почки. Мочеточники открываются в клоаку. Густая моча поступает в клоаку, откуда выводится наружу вместе с калом.
Половая система: раздельнополые. Внутреннее оплодотворение. Половой диморфизм.
У самцов: два семенника и семяпроводы, открывающиеся в клоаку. У некоторых птиц (гуси) самцы имеют совокупительный орган.
У самок: один, левый, яичник, лежащий близ почки. Вышедшее из яичника яйцо попадает в непарный яйцевод, в верхней части которого происходит оплодотворение. Пройдя по яйцеводу, яйцо приобретает белковую оболочку, а попав в более широкую матку, покрывается известковой скорлупой. Через конечный отдел половых путей самки — влагалище — яйцо попадает в клоаку, а оттуда выводится наружу.
Рис. Выделительная и половая система птицы
Строение яйца
Яйцо птиц имеет очень крупные размеры, так как содержит много питательных веществ в виде желтка и белка. Зародыш развивается из небольшого зародышевого диска, находящегося на поверхности желтка.
На тупом конце яйца под скорлупой и подскорлуповой оболочкой находится полость, наполненная воздухом; она помогает дыханию зародыша.
Рис. Строение яйца
птенцы
В зависимости от степени развития птенцов, только что вылупившихся из яиц, птиц делят на три группы:
выводковые птицы: птенцы опушённые, зрячие, способны через короткое время самостоятельно питаться (курообразные, гусеобразные, страусы);
полувыводковые птицы: птенцы вылупляются зрячими и опушёнными, но выкармливаются родителями до приобретения способности к полёту (чайки, чистики, буревестники);
птенцовые птицы: птенцы голые, слепые, длительное время остаются в гнезде, где их интенсивно кормят родители (воробьиные, дятлы, голуби).
Экология птиц
В зимний период птицы сталкиваются с большими трудностями при добывании нужного количества корма. В поисках мест обитания, которые наиболее полно могут обеспечить тот или иной вид кормом и защитными условиями, многие птицы начинают совершать направленные перемещения (кочёвки и миграции).
Птиц можно разделить на три экологические группы:
Оседлые птицы остаются в тех местах, где проходило их размножение, а если и меняют места обитания, то улетают не далее чем за несколько десятков километров (глухари, рябчики, дятлы, воробьи, синицы).
Кочующие птицы регулярно перемещаются в пределах одной природной зоны (свиристели, чечётки, снегири, клесты).
Перелётные птицы совершают дальние миграции, улетая на зимовку в другие природные зоны (журавли, ласточки, трясогузки).
Деление птиц на оседлых, кочующих и перелётных осложнено тем, что один и тот же вид в разных частях своего ареала может вести себя различно. Так, серая ворона на юге европейской части нашей страны — оседлый вид, а на севере — перелётный.
Изменение погодных и кормовых условий по годам также сказывается на характере подвижности птиц. В тёплые зимы при достаточной обеспеченности кормом некоторые перелётные для данного района виды остаются зимовать в местах своего размножения (утки, грачи, дрозды). Это свидетельствует о том, что основная причина перелётов птиц заключается в сезонных изменениях условий существования. В районах, где эти изменения по сезонам выражены резче, число перелётных видов больше.
Птицы – теплокровные позвоночные яйцекладущие животные, приспособленные к полету.
В мире известно более 10 000 видов, различающихся размерами, формой и образом жизни, обитающие практически во всех уголках земного шара.
Птицы — это животные или нет
Птицы относятся к царству животных, как другие живые организмы, за исключением растений, грибов и бактерий. Однако в быту животными принято называть только млекопитающих, от чего часто возникает путаница – является ли животным рыба, лягушка или рептилия.
Основные признаки птиц
У этих животных есть несколько отличительных признаков. Их передние конечности в процессе эволюции превратились в крылья, благодаря чему практически все виды приспособлены к полету.
Кожа у них сухая, без потовых желез, полностью покрыта перьями, играющими важную роль в полете. Еще одна характерная особенность – их клюв, заменяющий челюсти.
Классификация птиц
Класс птиц делится почти на 30 отрядов, которые в свою очередь делятся на семейства, роды и виды. Следует также учитывать, что четкой классификации нет до сих пор, поэтому разные семейства и отряды часто относят к разным группам.
Археоптерикс
Вот одна из классификаций, включая некоторые вымершие виды.
Весь класс делится на два подкласса:
- ящерохвостые (вымершие археоптериксы);
- веерохвостые (все остальные).
Веерохвостые делятся на четыре надотряда:
- зубастые (также вымершие);
- плавающие;
- бескилевые;
- древненёбные и новонёбные.
Плавающие состоят из одного отряда – пингвинов.
Бескилевые или дрененёбные – это нелетающие виды, к ним относятся страусы, казуары, киви и тинаму, всего пять отрядов.
Новонёбные – это самая многочисленная группа, включает более двадцати отрядов. Отряды обычно состоят из одного-трех семейств, реже – пяти-шести, а самый многочисленный отряд – воробьиные, включает в себя 66 семейств и более 5000 видов, то есть больше половины всех известных.
Стоит отметить: как уже сказано, птичьи классификации могут разниться, например, по другой классификации пингвины считаются надотрядом новонёбных, а тинаму не относят к бескилевым.
Особенности строение и жизнедеятельности
Будучи потомками пресмыкающихся, птицы сохранили некоторые их особенности. У них нет потовых желез, сухая кожа, а ноги покрыты чешуей.
Как и рептилии, они не живородящие и откладывают яйца.
В то же время умение летать также отразилось на строении их организма. Их мышцы сильнее, а общая мышечная масса выше по отношению к телу, чем у пресмыкающихся.
Чтобы удержаться в воздухе, тело у них относительно невелико и мало весит за счет легких костей, а небольшая голова уменьшает сопротивление воздуха при полете.
Наоборот, те из них, что живут на земле, могут достигать огромных размеров и отличаются большим весом.
Во время полетов птицы тратят много энергии, отсюда потребность в большом количестве пищи и высокий уровень обмена веществ. По этой причине ускорились их процессы пищеварения, а также характерна высокая температура тела.
Что касается самого питания, то среди них есть как травоядные, так хищные и всеядные.
Кроме этого, можно отметить отдельные признаки, которые появились у разных видов, в зависимости от их среды обитания, образа жизни. У нелетающих — крылья практически исчезли, зато ноги наоборот, мощные и сильные, а их размеры и вес значительно выше, чем у летающих.
Клюв хищников — заостренный и изогнутый, удобный для разрывания мяса, у питающихся твердой пищей он мощный и толстый.
Лапы хищников снабжены когтями, у плавающих — между пальцами образовалась перепонка, у древесных — длинные изогнутые когти для цепляния за поверхность.
Какая наука изучает птиц
Наука, изучающая птиц, называется орнитологией (от греч. ὄρνιθος (птица) и λόγος — учение). Термин был введен итальянским ученым У. Альдрованди в XVI веке.
Орнитологи изучают происхождение, повадки, строение птиц и многое другое, а также занимаются систематизацией и описанием. До XIX века ученые лишь занимались описанием животных, изучали их строение и образ жизни, в дальнейшем начали исследовать также их распространение по земному шару и миграцию.
Исследования орнитологов играют важное значение в других областях науки, таких как селекция и генетика, помогают сельскому и лесному хозяйству.
Внешнее и внутреннее строение птиц
Как уже говорилось выше, с одной стороны строение птичьего организма имеет много общего с рептилиями, с другой – многие их части тела и органы сильно отличаются устройством как от пресмыкающихся, так и от других животных.
Скелет птиц
Схема скелета голубя представлена на картинке.
Устройство птичьего скелета напрямую связано с их умением летать. Птичьи кости легкие, часто полые. Отделы позвоночника часто сращены друг с другом, кроме шейного, который наоборот, отличается гибкостью.
Грудина образует сильно выдающийся киль, к которому крепятся сильные мышцы крыльев. У нелетающих он, соответственно, отсутствует.
Система пищеварительных органов
Съеденная пища попадает из глотки в пищевод, оттуда в желудок и далее — в кишечник. Поскольку у представителей нет зубов, то для перетирания пищи используется желудок, который птицы наполняют мелкими камешками, а затем его мощные мускульные стенки перемалывают еду.
Птичий кишечник очень короткий, чтобы не создавать лишнего веса, а поскольку прямая кишка слабо развита, то фекалии не скапливаются в организме и быстро выводятся.
Известная особенность птичьего пищеварения – его высокая скорость. На полное переваривание пищи у некоторых видов уходят считанные минуты.
Органы дыхания
Устройство системы дыхания пернатых также во многом связано с их умением летать, а также усиленном газообмене, который необходим их организму. Дыхательная система у птиц отличается сложным устройством, в сравнении с аналогичными у других животными.
Характерные её особенности – небольшие, плотные легкие. Кроме того, с легкими связаны особые воздушные мешки, которые нужны для нормального дыхания во время полетов.
Когда в полете птица вдыхает воздух, он попадает в воздушные мешки, а при выдохе, благодаря особой структуре легких, повторно проходит через них.
Система кровообращения
Система птичьего кровообращения замкнута и имеет два круга.
Птичье сердце четырехкамерное и скорость его сердцебиений очень высока, особенно во время полетов. Лимфатическая система слабо развита.
Выделительная система
Органы выделения пернатых сходны с такими же у пресмыкающихся. Почки у них очень велики из-за усиленного обмена веществ.
От каждой почки отходит мочеточник, открывающийся в средний отдел клоаки. Надпочечники расположены возле верхнего края почек. Мочевого пузыря нет, как в и случае с прямой кишкой, это позволяет моче не задерживаться в теле и облегчает вес.
Головной мозг
У птиц хорошо развита нервная система, по сравнению с рептилиями, а головной мозг гораздо больше. У летающих пернатых он гораздо крупнее по отношению к остальному телу, чем у не летающих.
Размеры отделов мозга напрямую связаны с образом жизни животных. К примеру, у них хорошо развиты продолговатый мозг и мозжечок, поскольку они отвечают за те процессы, которые у них происходят особенно активно.
Наоборот, обонятельные доли небольшие, и поэтому большинство из них плохо различают запахи (за исключением падальщиков). Интеллект многих видов достаточно высок, они могут использовать подручные предметы, способны к обучению.
Размножение
У птиц ярко выражен половой диморфизм (самки и самцы сильно отличаются друг от друга). Большинство видов моногамные и образуют устойчивые пары, одни – на несколько сезонов, другие – на всю жизнь.
Птицы не живородящие и размножаются, откладывая яйца. Для развития и последующего вылупления птенца необходима высокая температура, поэтому один из родителей (или оба поочередно) высиживают его.
Родители активно заботятся о потомстве: приносят для детей корм, обогревают их, защищают от врагов и учат летать. У разных видов полигамных, заботой о птенцах может заниматься как самка (курицы), так и самец (страус).
Оплодотворение
Оплодотворение у птиц внутреннее, так же, как и у других позвоночных. Особенность птичьей половой системы – отсутствие специальных отверстий у самки и наружных половых органов у самцов (за исключением некоторых видов).
Во время спаривания самец просто прижимается своей клоакой к самкиной (именно туда выходят половые пути) и вбрасывает ей семя. В дальнейшем оно попадает в яичники и там оплодотворяет уже созревшие яйца.
Заключение
Птицы играют огромную роль в жизни экосистемы. Хищные и насекомоядные способствуют регуляции численности других животных, в то же время многие птицы сами идут в пищу другим позвоночным. Так же, те из птичьих, кто питается плодами растений, способствуют распространению их семян.
Огромную роль играют птицы и в жизни людей, начиная с питания, домашнего хозяйства и заканчивая культурой и искусством. Ряд птичьих занимает важное место в геральдике, их изображения украшают гербы стран и городов. Наконец, многие из них просто радуют глаз и слух.
К сожалению, нельзя не упомянуть и о вреде, который причиняют пернатым люди. Сложно сказать, сколько видов птиц было уничтожено людьми, не считая еще сотен, находящихся на грани вымирания. Лишь относительно недавно вымирающие виды попали под охрану, и даже ведутся попытки вернуть к жизни уже исчезнувших.