§ 49–50. Рождённые для полёта

ПОВТОРЕНИЕ НЕОБХОДИМЫХ ЗНАНИЙ

Специализация каких органов позволила пресмыкающимся поделить среду обитания? (§ 46–47)

Поделить среду обитания пресмыкающимся помогла специализация органов движения и особенности строения цела.

Какие особенности обмена веществ ограничивают распространение рептилий? (§ 44–45)

Скорость обмена веществ рептилий зависит от температуры окружающей среды.

Какие покровы у пресмыкающихся? (§ 44–45)

Для пресмыкающихся характерны сухие плотные покровы из роговых чешуй. Покровы полностью лишены желез.

Какие черты роднят археоптерикса с рептилиями?

Археоптерикса роднят с рептилиями следующие признаки – наличие чешуйчатого покрова, длинный хвост, конечности с длинными когтями.

Найдите на рисунке и объясните работу большой и малой грудных мышц.

Большая грудная мышца опускает крыло, малая – поднимает крыло.

Определите, каким частям тела человека соответствуют части конечностей птицы.

Части конечности птиц соответствуют частям конечностей человека. Исключение составляют цевка – сросшиеся кости плюсны и предплюсны, и пряжка – сросшиеся кости запястья и пястья.

Почему кости птиц в разрезе так похожи на каркас самолёта?

Кости птиц имеют такое строение, потому что оно обеспечивает одновременно легкость и прочность.

ПРИМЕНЕНИЕ ЗНАНИЙ

1. Какую роль в становлении класса птиц сыграл перьевой покров?

Именно появление перьевого покрова дало возможность делать небольшие перелеты первым птицам.

2. Каково строение перьевого покрова? Какие преимущества оно даёт?

Перо состоит из упругого стержня, который очином прикрепляется к коже, и мягкого

опахала. Перо имеет три уровня ветвления: от стержня пера отходят бородки, от них – более мелкие бородочки, а от них, в свою очередь, – мельчайшие крючочки. Крючочки, цепляясь друг за друга, соединяют все элементы пера в сплошное опахало. По назначению среди них различают большие перья крыла – маховые, хвоста – рулевые и мелкие покровные перья. Наружные части перьев перекрываются, как черепица, и образуют сплошной покров, очень гладкий снаружи, обтекаемый для воздуха и для воды. Под покровом из контурных перьев по всей коже разбросаны мелкие пуховые перья. Их стержень короткий, бородки пушистые, без крючочков.

3. Какие особенности скелета и мускулатуры обеспечивают взмах крыла?

Взмах крыла состоит из подъема и опускания. Понятно, что самой сильной мышцей должна быть та, которая опускает крыло вниз, – большая грудная. Одним концом она прикреплена к плечевой кости, другим – к особому выросту грудины – килю. Интересно, что и мышца, поднимающая крыло, расположена снизу тела, прямо на грудине, но её сухожилие подходит к плечу сверху. Грудина, рёбра, позвоночник и пояс

передних конечностей прочно соединены связками, суставами и мышцами. Вместе они образуют надёжный каркас «летательного аппарата». Позвонки грудного отдела слились в сплошную грудную кость. Крылья стали прочнее за счёт срастания костей пясти и запястья в пряжку, к которой прикрепляются самые длинные перья

4. За счёт чего птицы повысили скорость обмена веществ?

Скорость обмена веществ повысилась за счет очень эффективного газообмена и совершенного кровоснабжения с полным разделением венозной и артериальной крови.

5. Почему у птиц мозг значительно больше, чем у рептилий?

Высокая активность птиц требует чёткой координации движений и быстрой реакции на изменения среды. Теплокровность создаёт лучшие условия для развития мозга. Поэтому его объём у птиц примерно в 10 раз больше, чем у рептилий.

6. Как изменился скелет птиц по сравнению с предками?

По сравнению с предками скелет птиц претерпел значительные изменения, что связано с приспособлением к полету. Тело птиц стало компактным. Исчез длинный хвост. Верхние конечности превратились в крылья. Увеличился шейный отдел позвоночника, что дало возможность к широкому обзору. У птиц впервые появился киль – особый вырост грудины, к которому крепятся летательные мышцы. Позвонки грудного отдела слились в сплошную грудную кость. Поясничные, крестцовые и часть хвостовых позвонков объединились с тазом в сложный крестец. Последние хвостовые позвонки срослись в копчиковую кость, на которой веером закреплены рулевые перья. Ложный крестец стал опорой для пары нижних конечностей. Они у птиц длинные за счет появления цевки – сросшихся костей предплюсны и плюсны.

7. Как птицы летают?

Опуская крыло, птица с силой «загребает» воздух. Перья, опираясь друг на друга, складываются в единую плоскость и отбрасывают воздух назад. При подъёме крыла перья слегка разворачиваются и свободно пропускают воздух. В то время как «пропеллеры» создают силу тяги, основная часть крыла, выпуклая, как у самолёта, образует подъёмную силу. Если птица на лету слегка приподнимет передний край крыла и увеличит «угол атаки», то из сопротивления встречного воздуха возникнет сила – та же, что держит воздушный змей. Птица поднимется выше. Парящие в вышине орлы используют ещё одну силу – силу восходящих потоков воздуха, которая поднимает облака.

8. Как птицы дышат?

Для птиц характерно двойное дыхание. Оно стало возможным за счет существования особых выростов легких – воздушных мешков. Воздух, попав в трахею, дальше проходит по их организму кольцевой путь. Свежий воздух поступает в задние воздушные мешки, потом отдаёт кислород в лёгких, и, наконец, через передние воздушные мешки отработанный воздух удаляется снова по трахее. На вдохе, когда стенки тела расширяются, все мешки засасывают воздух, а когда тело сжимается – выталкивают. Дыхательные пути пережимаются или открываются таким образом, что и на вдохе, и на выдохе поток воздуха через лёгкие возможен только в одну сторону – из задних мешков, где он богат кислородом, – в передние. Таким образом, свежий воздух продувается сквозь лёгкие постоянно, поэтому газообмен в них происходит с удвоенной скоростью.

9. Почему птицы поддерживают температуру тела столь высокой?

При такой температуре быстрее идут все процессы жизнедеятельности и, в частности, выше скорость сокращения мышечных волокон.

Найдите основные адаптации птиц к полёту.

Компактная обтекаемая форма тела, крылья, прочный скелет, грудина, перьевой покров, четырехкамерное сердце, воздушные мешки, выделительная система без мочевого пузыря.