§ 25. Особенности строения птиц

Вопрос. Какие беспозвоночные освоили воздушную среду?

Ответ. Из беспозвоночных освоивших воздушную среду выделяем Членистоногих — насекомых.

Вопрос. Какие особенности внешнего с внутреннего строения птиц связаны со способностью к полёту?

Ответ. 1. Приспособленность к полету во внешнем строении (обтекаемая форма тела. Перьевой покров, крылья, хвост из рулевых перьев) .

2. Скелет птиц характеризуется прочностью и легкостью. Это качества обусловлены тем, что многие кости срослись между собой и образовали прочные отделы (череп, туловищный отдел позвоночника, цевка, кости кисти и др.), а трубчатые кости полые, содержат воздух, поэтому они и легкие.

3. Особенности мускулатуры птиц, связанные с полетом — сильное развитие мышц, приводящих в движение крылья: большие грудные мышцы опускают крыло, подключичные поднимают. Межреберные — имеют большое значение в дыхании птиц. Сильно развиты мышцы ног.

4. Приспособленность к полету в пищеварительной системе (клюв без зубов, быстрое переваривание, частое опоражнивание кишечника и др.) .

5. Приспособленность к полету в дыхательной системе (воздушные мешки способствуют увеличению объема вдыхаемого воздуха, участвуют в механизме двойного дыхания, содействуют теплоотдаче, предохраняя организм от перегрева, облегчают вес тела птицы) .

6. Особенности кровеносной системы (крупные размеры сердца, наличие 4 — х камер, благодаря которым ткани организма получают артериальную кровь, богатую кислородом) . Процессы жизнедеятельности протекают быстро (окисление), обеспечивая интенсивный обмен веществ и высокую постоянную температуру тела.

7. В связи с полетом и разнообразным образом жизни нервная система, в частности головной мозг, имеет более сложное строение. Это выражается в более крупных размерах его переднего отдела и мозжечка, в наличии относительно больших зрительных долей, что связано с более сложным строением органов зрения.

8. Приспособленность к полету в органах размножения (у самок один левый яичник и один левый яйцевод) . Размножаются на суше с помощью относительно крупных яиц, богатых желтком и покрытых рядом оболочек; для развития зародыша в яйце необходимы питательные вещества, кислород и тепло; сходство в размножении и развитии птиц и пресмыкающихся свидетельствуют о родстве позвоночных этих классов.

С.133

Вспомните! Опиши покровы рептилий и амфибий.

Ответ. У земноводных кожа гладкая и тонкая, легко проницаемая для жидкостей и газов. У пресмыкающихся — кожа сухая без желез. Чешуйки, пластинки и щитки являются производными эпидермиса.

С. 137

1. Вопрос. Какие особенности строения имеет скелет птиц?

Ответ. Особенность в строении скелета птиц заключается в том, что в нем ярко выражена приспособленность к полетам. Он состоит из тонких, плоских и губчатых костей. Полости в них заполнены либо воздухом, либо костным мозгом, в зависимости от того, какие функции они выполняют. Скелет любой птицы разделен на несколько так называемых поясов, каждый из которых выполняет определенные функции и несет определенную нагрузку. Благодаря тому, что нагрузка распределяется правильно, птицы и способны летать, а не просто парить на потоках воздуха. Многие из них могут летать против ветра, причем довольно сильного.

Еще одна уникальная особенность строения скелета птиц — практически сросшиеся позвонки в его основании. Самый подвижный отдел позвоночника птицы — шейный. Череп способен поворачиваться моментально на 180˚. Это помогает не только отслеживать пространство вокруг и вовремя замечать опасность, но и продуктивно охотиться.

Малоподвижные грудные позвонки соединяются с крестцовым отделом, который абсолютно неподвижен и отвечает за способность птицы ходить. За ним следует — хвостовой отдел позвоночника, превратившийся в ходе эволюционных изменений в единую копчиковую кость.

2. Вопрос. Какое преимущество даёт животным теплокровность и в чём её недостаток?

Ответ. Теплокровные животные имеют постоянную устойчивую температуру тела, которая не зависит от температуры окружающей среды. У холоднокровных животных температура тела изменяется в зависимости от температуры окружающей среды.

Теплокровными животными являются млекопитающие и птицы. Все остальные позвоночные (земноводные, пресмыкающиеся, рыбы) и все беспозвоночные являются холоднокровными.

Теплокровность считается более выгодным свойством организма с точки зрения эволюции, так как позволяет существовать в самых различных климатических условиях и сохранять активность и в холодное, и в жаркое время года. Обеспечивается теплокровность механизмами терморегуляции.

Недостаток заключается в том, что для поддержания постоянной температуры тела затрачивается много энергии, соответственно и пищи.

3. Вопрос. В чём особенность дыхательной системы птиц?

Ответ. Дыхательная система включает, помимо небольших лёгких, воздушные мешки. Их объём во много раз превосходит объём лёгких. При вдохе и лёгкие, и воздушные мешки заполняются воздухом, но в лёгких идёт газообмен, а в воздушных мешках нет. При выдохе воздух из воздушных мешков проходит через лёгкие, и кровь снова насыщается кислородом. Иными словами, у птиц кислород поступает в кровь и на вдохе, и на выдохе, т. е. присутствует двойное дыхание.

4. Вопрос. Чем кровеносная система птиц отличается от кровеносной системы рептилий?

Ответ. В отличие от пресмыкающихся у птиц полностью разобщены большой и малый круги кровообращения: венозные и артериальные потоки крови нигде не смешиваются, правая (венозная) половина сердца полностью отделена от левой (артериальной). Сердце четырех камерное, из двух предсердий и двух желудочков. Характерная особенность птиц — относительно большие размеры сердца. Высоко и кровяное давление.

Все особенности кровеносной системы птиц соответствуют высокому уровню обмена веществ. Большой объем сердца и частый пульс создают быструю циркуляцию крови по организму, что наряду с особенностями крови обеспечивает непрерывное и интенсивное насыщение всех органов и тканей кислородом и питательными веществами и удаление из них продуктов обмена.

Выполни задания

Задание 1. Подготовьте презентацию «Особые черты птиц, позволившие им освоить воздушное пространство».

Ответ.

Задание 2. Подготовьте доклад на тему «Особенности строения птиц, указывающие на их происхождение от рептилий».

Ответ. По анатомическому строению птицы очень близки к своим непосредственным предкам — пресмыкающимся. Главные черты сходства с рептилиями — отсутствие кожных желез, наличие только одного затылочного мыщелка, сходное строение мочеполовой системы, совершенно одинаковое развитие зародыша в яйце.

Кожные покровы. Для птиц характерна тонкая кожа, полное отсутствие на ней каких — либо костных образований. На коже находится своеобразный роговой покров, состоящий из перьев. Единственная железа на коже — копчиковая. Она расположена над корнем хвоста и служит для смазывания перьев жиром. На пальцах птиц имеются роговые чешуи и когти.

Перья. Они покрывают тело не сплошь, а располагаются на определенных участках, между этими участками располагаются полосы кожи, лишенные перьев.

Перо состоит из упругого ствола (очина) и более или менее мягких боковых пластинок. Они составляют наружное и внутреннее опахала. Перья делятся на контурные, определяющие форму тела птицы, пуховые — находящиеся под контурными. Кроме того, у птиц имеются по — разному развитые нитевидные перья и щетинки, которые располагаются у большинства птиц около углов рта.

У пресмыкающихся и птиц кожа почти совсем не имеет желез. У пресмыкающихся она покрыта роговыми чешуйками, а у птиц подобные же чешуйки развиты на неоперенных частях кожи, например на цевках. Перья птиц — это тоже роговые образования, сходные по происхождению с чешуей пресмыкающихся.

Кожные покровы рептилий, птиц и млекопитающих, несмотря на резкое различие по внешним признакам (чешуи, перья, волосы), характеризуются общими чертами строения, что является важным признаком для объединения всех трех классов высших животных в группу амниот.

Одной из наиболее заметных внешних особенностей пернатых является их оперение: перья мы находим только у птиц и более не встречаем их ни у одного животного. Однако мы уже видели, что цевка и пальцы на ногах у большинства птиц покрыты не перьями, а роговыми чешуйками и щитками, ничем существенным не отличающимися от чешуек и щитков на коже пресмыкающихся.

Таким образом, у птиц, по крайней мере, на ногах чешуя и перья могут замещать друг друга. Да и все нормальные перья у птиц закладываются в виде кожных сосочков, которые ничем не отличаются от зачатков, из которых у пресмыкающихся развиваются чешуи.

Обсуди с товарищами

Задание. В чём сходство археоптерикса с птицами и рептилиями?

Ответ. Сходство археоптерикса с рептилиями:

• форма черепа;

• наличие зубов на челюстях;

• на крыльях есть пальцы с когтями;

• длинный хвостовой отдел с не сросшимися позвонками;

• отсутствие киля.

Сходство археоптерикса с птицами:

• наличие перьев

• передние конечности — крылья

• пальцы на ногах располагаются как у птиц — три вперед, один назад

• есть маховые и контурные перья на крыльях

• на задних конечностях есть цевка;

• перья археоптерикса по строению похожи по строение на перья современных птиц.

Работа с текстом

Задание. Найдите в тексте информацию об особенностях строения и работы органов тела птиц, позволяющих облегчить вес животного.

Ответ. Облегчает вес птицы:

1. Отсутствие зубов;

2. Очень легкий перьевой покров;

3. Уменьшение количества костей;

4. Кости полые;

5. Отсутствие мочевого пузыря;

6. Воздушные мешки.

Работа с моделями, схемами, таблицами

Задание. Создайте модель «Строение сердца птицы» при помощи графического редактора на компьютере или природных материалов.

Ответ.

Проводим исследование

Лабораторная работа. Изучение внешнего строения и перьевого покрова птиц

Цель: рассмотреть внешний облик птицы, разные типы перьев.

Материалы и оборудование: чучело птицы, набор перьев, лупа, микроскоп.

Ход работы

1. Рассмотрите чучело птицы. Найдите отделы тела, конечности.

Ответ. Тело птицы состоит из небольшой головы, длинной шеи, туловища и конечностей.

2. Изучите голову птицы. Найдите клюв, глаза, ноздри, ушные отверстия.

Ответ. Верхняя и нижняя челюсти, покрыты роговыми чехлами образуют клюв. Глаза расположены по бокам головы. Носовые отверстия у птиц расположены у основания клюва. Под наружной ноздрей есть чешуйчатый неподвижный носовой клапан, а вокруг ноздрей — венчик из перьев, предохраняющий носовые ходы от пыли и воды. Ушные отверстия находятся по обеим сторонам головы и прикрыты редкими перьями, которые пропускают звук, не ослабляя его.

3. Опишите туловище птицы — форму, размеры. Рассмотрите положение крыльев и ног.

Ответ. Туловище птицы состоит из головы, туловища, крыльев, ног. Форма тела обтекаемая, что уменьшает сопротивление и облегчает полёт. Размеры тела — длина 35 см, высота 20 см. Крылья расположены по бокам туловища, ноги под туловищем.

Обтекаемость телу птицы придает перьевой покров.

4. Изучите ноги птицы — цевку, пальцы. Сосчитайте количество пальцев. Обратите внимание на когти и чешуйки на лапах.

Ответ. 4 пальца на ногах: 3 направлены вперёд, 1 — назад. Цевка покрыта роговыми чешуями.

5. Опишите крылья и хвост птицы. Какими перьями они образованы?

Ответ. Основные перья — контурные. Они создают контур птицы. Полет обеспечивают контурные перья, находящиеся на крыльях — маховые перья и расположенные на хвосте — рулевые.

II

1. Рассмотрите перья из коллекции, определите их тип и место расположения на теле.

Ответ. Тело птиц покрыто перьями. Основные перья — контурные. Они создают контур тела птицы, внешний абрис. Контурные перья расположены на определенных участках тела (птерилиях), между ними находятся участки, лишенные контурных перьев (аптерии). Контурные перья черепицеобразно налегают друг на друга, защищая тело птицы и уменьшая его сопротивление в полете.

Полет обеспечивают контурные перья, находящиеся на крыльях — маховые перья и расположенные на хвосте — рулевые перья. У маховых перьев наружное опахало узкое, внутреннее — широкое. При подъеме крыла во время полета перья слегка поворачиваются, образуя щели, пропускают воздух и смыкаются вместе в единую летательную поверхность, когда птица опускает крылья. Нижняя часть стержня пера, которая находится в коже, называется очином. Маховые перья прикрепляются к кисти, к предплечью и к плечу. Они создают летательную поверхность крыла. Крупные первостепенные маховые перья, образующие вершину крыла, играют пропеллирующую роль, способствуя движению птицы вперед. Рулевые перья, прикрепленные к копчиковой кости, регулируют направление полета.

Под контурными перьями находятся пуховые. У них тонкий гибкий стержень, бородки лишены крючочков и не образуют сплошных опахал. Птенцы выводковых птиц покрыты пухом с укороченным стержнем и пучком отдельных бородок, расположенных на его вершине.

Тонкие волосовидные перья, лишенные бородок и состоящие из тонкого и мягкого стержня, разбросаны по всему телу птиц. Они выступают над поверхностью контурных перьев и играют важную роль в осязании. В углах рта стрижей, ласточек, козодоев находятся жесткие щетинковидные перья. Они увеличивают поверхность захвата при ловле насекомых в воздухе.

2. Изучите контурное перо. Найдите стержень, опахало.

Ответ.

3. С помощью лупы рассмотрите опахало. Найдите бородки, отходящие влево и вправо от стержня.

Ответ.

Сравните другие типы перьев с контурным пером. Чем они различаются?

Ответ. Разница между пуховыми, нитевидными и контурными перьями птиц в их назначении, а соответственно и в строении. Контурные перья более жесткие, с длинным и толстым стержнем, а сцепленные крючочками бородки на них обеспечивают их сцепление между собой. Контурные перья обеспечивают упругость крыла и защищают тело птицы от механических повреждений, воздействия силы сопротивления воздуха при полете и от ветра, но они не лучший защитник от холодов. Пуховые перья более мелкие и мягкие, они имеют тонкие укороченные стержни и обволакивают тело птицы сплошным ковром, который обеспечивает наименьшую теплоотдачу, то есть защищает птицу от холода. Нитевидные перья имеют слабо развитое опахало, или оно вообще отсутствует. Такие перья имеются у многих видов птиц, они располагаются отдельно — у основания клюва, на веках и ноздрях.

Зарисуйте в рабочей тетради рассмотренные типы перьев.

Ответ.