Анатомия птиц — физиологическая структура тела птиц, характеризующаяся уникальными адаптациями, прежде всего предназначенными для полета. Птицы развили легкий скелет и легкую, но мощную мышечную систему, системы кровообращения и дыхания, приспособленные к высокому метаболического уровня и высокой скорости поставки кислорода, позволяющие птицам летать. Развитие клюва также привел к образованию характерной пищеварительной системы. Все эти анатомические специализации привели к выделению птиц в традиционных и все еще распространенных системах классификации к отдельному классу позвоночных.
Дыхательная система
Для обеспечения интенсивного обмена веществ при полёте птицам необходимо большое количество кислорода. В процессе эволюции у птиц сложилась уникальная система, так называемое непрерывное дыхание. Вентиляция лёгких происходит при помощи воздушных мешков, которые имеются в настоящее время только у птиц (возможно, они имелись у динозавров).
Воздушные мешки не участвуют в газообмене, а хранят воздух и действуют как меха, что позволяет лёгким сохранять свой объём при непрерывном протекании через них свежего воздуха.
При течении воздуха через систему мешков и лёгкие не происходит смешивания богатого кислородом и бедного кислородом воздуха, в отличие от дыхательной системы млекопитающих. Благодаря этому парциальное давление кислорода в лёгких птиц сохраняется таким же, как и в воздухе, что приводит к более эффективному газообмену как по кислороду, так и по углекислому газу. Кроме того, воздух проходит через лёгкие как на вдохе, так и на выдохе, за счёт воздушных мешков, служащих резервуаром для следующей порции воздуха.
Лёгкие птиц не содержат альвеол, как у млекопитающих, а состоит из миллионов тонких парабронхов, соединённых на концах с дорсобронхами и вентобронхами. Вдоль каждого парабронха проходит капилляр. Кровь в них и воздух в парабронхах двигаются во встречных направлениях. Газообмен происходит через аэрогематический барьер.
Кровеносная система
У птиц четырехкамерное сердце, так же как у большинства млекопитающих и у некоторых рептилий (например, крокодилов). Такое деление повышает эффективность кровеносной системы, разделяя кровь, насыщенную кислородом и питательными веществами и кровь насыщенную продуктами обмена. В отличие от млекопитающих, у птиц сохранилась правая дуга аорты. Для поддержания активности сердце делает сравнительно много ударов в минуту, например, у рубиновогорлого колибри частота сердечных сокращений может достигать 1200 в минуту (примерно 20 ударов в секунду).
Пищеварительная система
Птичий пищевод довольно растяжим, в особенности у тех птиц, которые по образу жизни вынуждены заглатывать крупную пищу (например, рыбу). У многих птиц часто встречается зоб — расширение пищевода, богатое железа́ми. Зоб служит хранилищем для пищи у тех птиц, которые питаются большим количеством пищи сразу, а затем длительно голодают. У таких птиц пища попадает в зоб, а затем постепенно поступает в желудок. У других птиц (куриные, попугаи) зоб начинает первичное расщепление пищи, и в желудок она поступает уже в полупереваренном виде. У хищных птиц зоб накапливает неперевариваемые частицы корма — перья, кости, шерсть и прочее, которые затем отрыгиваются в виде погадок. Зобные железы некоторых птиц (например, голубей) вырабатывают особый творожистый секрет — «птичье молоко» (зобное молоко), который используется для выкармливания птенцов. Молоко образуется и у самцов, и у самок. У фламинго и пингвинов похожий секрет выделяют железы пищевода и желудка.
Передний отдел желудка птиц называется железистый желудок, он подвергает пищу химической обработке, а задний отдел — мускульный желудок — обрабатывает пищу механически.
Железистый отдел желудка развит больше и лучше у тех птиц, которые заглатывают большой объем пищи за раз. Здесь из желез выделяются различные ферменты, помогающие растворить попавшую сюда пищу. Секрет пищеварительных желез птиц весьма эффективен. У многих хищных птиц он частично растворяет кости, а у рыбоядных — рыбью чешую. Однако у сов и сорокопутов кости не перевариваются. У всех видов птиц не перевариваются хитин, кератин и клетчатка (лишь частично усваивается у голубей, кур и уток благодаря живущим в кишечнике бактериям).
Мускульный отдел желудка отделен от кишечника сфинктером — кольцеобразным мускулом-сгибателем, который препятстсвует проникновению в кишки обломков костей и других непереваренных частиц. Мускульный желудок у зерноядных и питающихся членистоногими птиц (голуби, страусы, журавли, воробьиные, гуси, куры), как следует из его названия, отличается развитой мускулатурой, образующей сухожильные диски. В обработке пищи участвуют даже стенки желудка. У других птиц (плотоядные и рыбоядные) мускулатура мускульного отдела желудка развита не сильно, и здесь продолжается по большей части химическая обработка пищи с помощью ферментов поступающих сюда из железистого желудка. Трубчатые железы мускульного желудка многих птиц образуют кутикулу: твердую кератиновую оболочку, которая так же помогает механически обрабатывать пищу(перетирать). Некоторые птицы заглатывают камешки, стеклышки, косточки и прочее так же для лучшего перетирания пищи.
У рыбоядных птиц есть ещё и пилорический мешок, третий отдел желудка, в котором пища дополнительно подвергается ещё более тщательной обработке.
Переваренная в желудке пища поступает в двенадцатиперстную кишку, затем в тонкий кишечник. У многих птиц есть и слепые кишки, несущие пищеварительные функции, однако у некоторых птиц слепые кишки являются рудиментами. Наиболее развиты слепые кишки у растительноядных птиц.
Прямая кишка накапливает непереваренные остатки пищи, она переходит в клоаку. Клоака — орган, общий для птиц и их предков пресмыкающихся. В клоаку также открываются выводные протоки мочевой и половой систем. На спинной стороне клоаки расположена фабрициева сумка, орган, значительно редуцированный у взрослых птиц (начиная с 8—9-месячного возраста), но нормально функционирующий у молодых. Фабрициева сумка образует лимфоциты и оксифильные лейкоциты.
Печень птиц очень велика относительно размеров их тела, её желчные протоки впадают в двенадцатиперстную кишку. У большинства птиц есть и желчный пузырь, который снабжает большим количеством желчи кишечник для обработки водянистой и жирной пищи.
Поджелудочная железа птиц имеет разные формы и всегда хорошо развита, значительно больше, чем аналогичный орган у млекопитающих относительно размеров их тела. Поджелудочная железа крупнее у зерноядных и мельче у плотоядных птиц.
Процесс пищеварения проходит у птиц быстро и энергично. Мясо и плоды усваиваются быстрее, семена и зерна — медленнее. В течение суток птица может съесть очень много, и намного превысить необходимый минимум питательных веществ. Так, мелкие совы, например, переваривают мышь за 4 часа, воробьиные водянистые ягоды за 8—10 минут. Зерна у курицы перевариваются в течение 12—24 часов. Насекомоядные насыщаются 5—6 раз на дню, зерноядные два раза. Один-два раза в день кормятся хищные птицы. Мелкие птицы съедают за сутки около 1/4 своей массы, крупные около 1/10. Птенцы едят больше и чаще, чем взрослые птицы. Так, большая синица приносит пищу птенцам примерно 350—390 раз в сутки, а американский крапивник около 600 раз. Таким образом становится наглядным значение насекомоядных птиц в природе и жизни человека. По подсчетам Э. Н. Головановой (1975), семья скворцов поедает 70—80 г насекомых в сутки. В гнездовой период пара скворцов очищает 70 деревьев от гусениц непарного шелкопряда, 40 деревьев — от дубовой листовёртки.
Потребность организма птиц в воде невелика. Кожное испарение птиц незначительно, кроме того, вода из мочи всасывается обратно, когда моча находится в верхнем отделе клоаки. Плотоядные и плодоядные птицы не пьют вовсе.
Покровы
Тело птицы почти полностью покрыто перьями, являющимися производными чешуй рептилий и на ранних стадиях развивающихся сходным образом. Участки кожи, покрытые перьями (чаще всего полосами) — птерилии, свободные промежутки между ними — аптерии. Перья несколько отличаются по строению в зависимости от функции и расположении на теле. Главный пигмент — меланин, дающий все цвета от черного до желтого, но так же имеются и дополнительные (каротиноиды), например, у фазанов брачном наряде — красный астаксантин, зооксантин обеспечивает ярко-желтую окраску, например, у канареек, кроме того имеются уникальные каротиноиды у африканских турако (порфирин (красный) и тураковердин (зеленый), отличаются содержанием меди и железа соответственно).
Линька у многих видов взрослых птиц происходит дважды в год: до и после размножения, но существует множество вариантов. Механизм — расслоение эпидермиса с последующим выпадением перьев, причем эпидермис слоится и на аптериях (неоперенных участках) тоже. Смена перьев идет в определенном порядке, обусловленном гормонами гипофиза и щитовидной железы. Перед сезоном размножения обычно меняются только контурные, обуславливающие брачный наряд, а после размножения — тотальная смена (тоже по определенной схеме: как правило, от туловища к концам тела и таким образом, чтобы не вредить полету). У мелких обычно идет быстро, у крупных может идти и весь год (орлы). У водоплавающих линька идет очень бурно, поэтому после сезона размножения они не способны летать, вынуждены прятаться.
Система скелета
Птицы имеют много костей , которые являются полыми ( пневматизировано ) с перекрещивающимися распорками или стропилами для структурной прочности . Количество полых костей варьирует у разных видов, хотя большая скользя и парящих птиц , как правило, больше всего. Респираторные воздушные мешочки часто образуют воздушные карманы в пределах полу-полые кости птицы скелета. Кости водоплавающих птиц часто менее полые , чем у видов , не водолазные. Пингвины , гагары и тупики находятся без пневматизированы костей полностью. Нелетающих птиц , таких как страусы и эму , которые пневматизированы бедренные и, в случае эму, пневматизированы шейные позвонки .
Осевой скелет
Птица скелет сильно приспособлен для полета . Это очень легкий , но достаточно , чтобы выдерживать сильные стрессы взлетать, летать, и приземление. Одним из ключевых адаптации является сращиванием костей в одиночные окостенения , такие как пигостиль . Из - за этого, птицы , как правило , имеют меньшее количество костей , чем других наземных позвоночных. Птицы также отсутствие зубов или даже настоящую челюсть , и вместо того, чтобы иметь клюв , который является гораздо более легким. Клювы многих птенцы имеют выступ , называемое яйцо зуб , что облегчает их выход из амниотической яйца , который спадает , как только он сделал свою работу.
Позвоночник
Позвоночник делится на пять секций позвонков :
- Шейки (11-25) (шеи)
- Ствол (спинной или грудная клетка) позвонки обычно сливает в notarium .
- Сложный крестец (плавленые позвонки спины и слитой с бедрами / таза). Этот регион похож на крестец у млекопитающих и является уникальным в голубей , потому что это слияние крестцовых, поясничных и хвостового позвонка. Он крепится к тазу и поддерживает наземное передвижение ног голубя.
- Хвостовой (5-10): Эта область похожа на копчик у млекопитающих и помогает контролировать движение перьев во время полета.
- Пигостиль (хвост): Эта область состоит из 4 до 7 сращивания позвонков и является точкой присоединения пера.
Горлышко птицы состоит из 13-25 шейных позвонков позволяют птиц иметь повышенную гибкость. Гибкая шея позволяет много птиц с неподвижными глазами , чтобы переместить голову более продуктивно и в центре их взгляд на объекты , которые находятся близко или далеко на расстоянии. У большинства птиц примерно в три раза больше , шейных позвонках , чем у людей, что позволяет для повышения стабильности во время быстрых движений , таких как полет, посадка и взлет. Шейка играет роль в головном подпрыгивая , который присутствует , по крайней мере , 8 из 27 отрядов птиц, в том числе Голубеобразного , курообразного и Gruiformes . Head-покачивание является оптокинетическим ответом , который стабилизирует птица обстановки , как они чередуются между фазой тяги и фазой удержания. Head-покачивание синхронно с ногами , как голова движется в соответствии с остальной частью тела. Данные различных исследований свидетельствуют о том, что основная причина головной подпрыгивая в некоторых птицах для стабилизации их окружений, хотя неясно , почему некоторые , но не все птицы заказов показывают головной боб.
Птицы являются единственными позвоночными , чтобы иметь слитые ключицы и килевых грудину . Киль грудина служит местом прикрепления для мышц , используемых в полете или плавание. Нелетающие птицы, такие как страусы , испытывают недостаток в килевые грудины и имеют более плотные и тяжелые кости по сравнению с птицами , которые летают. Водоплавающие птицы имеют широкие грудины, прогулочные птицы имеют длинные грудины, и летающие птицы имеют грудину, которая почти равен по ширине и высоте.
Грудная клетка состоит из вилка (рычаги) и клювовидных (ключиц), который вместе с лопаткой , образует плечевой пояс . Сторона грудной клетки образована ребрами, которые отвечают на грудины (средней линии грудной клетки).
Череп
Череп состоит из пяти основных костей: лобные ( в верхней части головы), теменная (задняя часть головы), предчелюстная и носовая (верхняя клюв ) и нижняя челюсть (нижняя клюва). Череп нормальной птицы обычно весит около 1% от общей массы тела птицы. Глаз занимает значительное количество черепа и окружен склеротических глаз кольцо , кольцо мелких костей. Эта характеристика также наблюдается у рептилий.
Грубо говоря, птичьи черепа состоят из множества мелких, непересекающихся костей. Paedomorphosis , поддержание наследственного состояния у взрослых, как полагают, способствовали эволюции птичьего черепа. В сущности, взрослые черепа птицы будут напоминать ювенильную форму их теропод динозавров предков. По мере того как птичий рода прогрессировал и имеет paedomorphosis произошло, они потеряли Заглазничную кость позади глаза, на ectopterygoid в задней части неба и зубов. В нёба структуры также становятся значительно изменены с изменениями, в основном сокращений, наблюдаемых в ptyergoid, небных и скуловых костей. Снижение в камерах приводящих также произошло Это все условия , замеченные в ювенильной форме их предков. Резцовая кость также гипертрофированные , чтобы сформировать клюв в то время как верхнечелюстной стало сокращаться, как это было предложено как в области развития и палеонтологических исследований. Это расширение в клюв произошло в тандеме с потерей функциональной стороны , и в области развития точки на передней части клюва , который напоминает «палец». РгаетахШаге также известно, играют большую роль в питании поведения рыб.
Структура птичьего черепа имеет важные последствия для их поведения кормления. Птицы показывают независимое движение костей черепа , известные как черепной кинезис . Черепно кинезис у птиц происходит в нескольких формах, но все разные сорта все стало возможным благодаря анатомии черепа. Животные с большими перекрывающимися костьми ( в том числе предков современных птиц) имеют акинетические (не-кинетические) черепа. По этой причине было высказано мнение о том , что paedomorphic птичьего клюва можно рассматривать как эволюционные инновации.
Птицы имеют диапсиды черепа, как и у рептилий, с предварительно слезной ямкой (присутствует в некоторых рептилиях). Череп имеет один затылочный мыщелок .
Аппендикулярный скелет
Плеча состоит из лопатки (лопатки), коракоида и плечевой кости (предплечье). Плечевой кости присоединяется радиус и локтевой кости (предплечье) , чтобы сформировать локоть. В Запястье и пясть образуют «запястье» и «рука» птицы и цифры сливаются вместе. Кости в крыле очень легкие , так что птица может летать более легко.
Бедра состоят из таза, которая включает в себя три основные кости: при регистрации подвздошной кости (верхняя часть бедра), седалищной (стороны бедра), и лобка (передней части бедра). Они слиты в один ( безымянной кости ). Безымянные кости эволюционные значения в том , что они позволяют птицы откладывают яйцо. Они встречаются в вертлужной впадине (бедро) и гнездо суставного с бедренной костью, которая является первой костью задней конечности.
Верхняя ножка состоит из бедренной кости. В коленном суставе, бедренная кость соединяется с тибиотарзус (голень) и малоберцовой (сторона нижней части ноги). Цевка образует верхнюю часть стопы, цифры составляют пальцы. Кости ног птиц являются тяжелыми, что способствуют низкому центру тяжести, который помогает в полете. Птичье скелета составляет лишь около 5% от общей массы тела.
Они имеют значительно удлиняются tetradiate таза , похожего на некоторые рептилия. Задние конечности имеют внутри предплюсневую сустав обнаружен также в некоторых рептилиях. Существует обширное слияние ствола позвонков, а также слияние с плечевым поясом .
Ноги птиц классифицируются как anisodactyl , zygodactyl , heterodactyl , syndactyl или pamprodactyl . Anisodactyl является наиболее распространенным расположение цифр в птиц, с тремя пальцами вперед и один назад. Это часто встречается в певчих и других усаживаться птиц , а также охотничьих птиц , как орлы , ястребы и соколы .
Syndactyly, как это происходит у птиц, подобно разная длина соответствующих пальцев, за исключением того, что третьи и четвертые пальцы (наружные и средних вперед-указывая пальцы), или три пальца, сплавлены вместе, как и в поясе Зимородок Ceryle Alcyon . Это характерно для Ракшеобразных ( зимородков , пчелоедов , роликов и т.д.).
Zygodactyl (от греческого ζυγον, ярмо ) ноги имеют два пальца лицом вперед (цифры два и три) и два назад (цифры один и четыре). Такое расположение является наиболее распространенным в древесных видах, особенно тех , которые поднимутся дерева стволов или карабкаться через листву. Zygodactyly происходит в попугаях , дятлы ( в том числе мерцаний ), кукушки ( в том числе Roadrunners ), и некоторые совы . Zygodactyl следы были найдены знакомства с 120-110 Ма (ранний меловой ), 50 миллионов лет до первых выявленных zygodactyl ископаемых.
Heterodactyly, как zygodactyly, за исключением того, что цифры три и четыре точки вперед и цифры один и два точечных назад. Это только в trogons , в то время как pamprodactyl представляет собой механизм , в котором все четыре пальца может указывать вперед, или птицы могут вращать внешние два пальца назад. Это является характеристикой стрижей ( Apodidae ).
Мышечная система
У большинства птиц около 175 различных мышц, главным образом контролируя крылья, кожи, и ноги. Самые крупные мышцы птицы являются грудными или мышцей груди, которые контролируют крыла и составляют около 15-25% от массы тела скребков птицы. Они обеспечивают мощный удар крыла , необходимый для полета. Мышцы медиального к (внизу) с грудным является supracoracoideus. Он поднимает крыло между wingbeats. Обе группы мышц прикрепляются к килю грудины. Это замечательно, потому что другие позвоночные имеют мышцы , чтобы поднять верхние конечности , как правило , прикрепленные к областям на задней части позвоночника. Supracoracoideus и грудные плавники вместе составляют около 25-35% от полной массы тела птицы.
Мышцы кожи помогают птицы в полете его, регулируя перья, которые прикреплены к мышце кожи и помогают птице в своих маневров в полете.
Есть только несколько мышц туловища и хвост, но они очень сильны и имеют важное значение для птиц. Пигостиль контролирует все движения в хвост и контролирует перья в хвосте. Это дает хвост большую площадь поверхности, которая помогает держать птицу в воздухе.
Напольные весы
В масштабах птиц состоят из кератина, как клювы, когти, и шпоры. Они встречаются в основном на пальцах ног и лапок (нижняя нога птиц), как правило , вплоть до tibio-плюсневой сустава, но может быть найдено далее вверх ногами в некоторых птиц. Во многих из орлов и сов ноги пернатых вниз (но не включая) их пальцы. Большинство весов птицы существенно не перекрывают друг друга, за исключением случаев зимородки и дятлов . Масштабы и щитков птиц были первоначально думали, гомологичны таковым рептилий, Однако недавние исследования показали, что масштабы у птиц вновь развились после эволюции перьев.
Птица эмбрионы начинают развитие с гладкой кожей. На ногах, в слое , или наружный слой, это кожа может кератинизуруется, утолщаются и образуют чашу весов. Эти весы могут быть организованы в,
- Cancella - минутные весы, которые на самом деле просто утолщение и затвердение кожи, испещренные мелкими бороздками.
- Щитки - весы, которые не столь велики , как щитки, такие как те , что на каудальном или задней части, куриный метатарзус .
- Щитки - самые большие весы, как правило , на передней поверхности пяточной кости и спинной поверхности пальцев ног.
Строки щитков на передней части пяточной кости можно назвать «acrometatarsium» или «acrotarsium».
Сеточек расположены на боковых и медиальных поверхностей (сторон) стопы и были первоначально думали, что отдельные чешуйки. Однако, гистологические и эволюционная развития работы в этой области показали , что эти структуры не имеют бета-кератин (признак чешуи рептилий) и полностью состоят из альфа-кератина. Это, наряду с их уникальной структурой, привело к предположению , что это на самом деле перьевые почки , которые были арестованы в начале развития.
Rhamphotheca и podotheca
Законопроекты многих куликов имеют корпускулы Herbst , которые помогают им найти добычу скрытого под мокрым песком, путем обнаружения мельчайших перепадов давления в воде. Все дошедшие до нас птицы могут двигаться части верхней челюсти относительно корпуса головного мозга. Однако это более заметным в некоторых птиц и могут быть легко обнаружены в попугаях.
Область между глазом и счетами на стороне птичьей головы называется уздечкой . Этот регион иногда перья, и кожа может быть окрашена, как и во многих видах бакланов семьи.
Чешуйчатый покрытие присутствует на ноге птиц называется podotheca.
Клюв, счет, или Рострум внешнего анатомическое строение птиц , которая используется для еды и для ухода , манипулирования объектов, убивая добычу, борьбы, зондирования для еды, ухаживания и кормления детенышей. Хотя клюв значительно различаются по размеру, форме и цвету, они имеют аналогичную базовую структуру. Два костные выступы-верхние и нижние мандибулы покрытые тонким слоем ороговевшего эпидермиса , известных как rhamphotheca . У большинства видов, два отверстие , известное как ноздря привести к дыхательной системе.
Сердечно-сосудистая система
Птицы имеют четыре-камерные сердца , общие с млекопитающими, и некоторые рептилии ( в основном Крокодилы ). Это приспособление позволяет эффективно питательные вещества и транспорту кислорода по всему организму, обеспечивая птица с энергией , чтобы летать и поддерживать высокий уровень активности. Колибри рубинового горла сердце «s бьет до 1200 раз в минуту (около 20 ударов в секунду).
Скелет птиц
Для птичьего скелета характеры уникальные жесткость и легкость. Облегчение скелета было достигнуто благодаря тому, что ряд элементов был редуцирован (в первую очередь в конечностях птиц), а также благодаря тому, что внутри некоторых костей появились воздухоносные полости. Жесткость же была обеспечена срастанием ряда структур.
В целях удобства описания, скелет птиц делят на скелет конечностей осевой скелет. Последний включает в себя грудину, ребра, позвоночник и череп, а второй состоит из дуговидных плечевого и тазового пояса c костями прикрепленных к ним задних и передних сводных конечностей.
Строение скелета птицы.
Строение черепа у птиц
Для птичьего черепа характерны глазницы огромного размера. Их размер настолько велик, что прилегающая к ним сзади мозговая коробка как бы потеснена глазницами назад.
Очень сильно выступающие вперед кости образуют не имеющую зубов верхнюю и нижнюю челюсти, которые соответствуют надклювью и подклювью. Под нижним краем глазниц и почти вплотную к ним расположены ушные отверстия. В отличие от верхней части челюсти у людей, птичья верхняя челюсть подвижна, благодаря тому, что имеет особое, шарнирное прикрепление к мозговой коробке.
Позвоночник птиц состоит из множества мелких косточек, именуемых позвонками, которые располагаются один за другим, начиная от основания черепа до окончания хвоста. Шейные позвонки обособленны, очень подвижны и их как минимум вдвое больше, чем у большинства млекопитающих, включая людей. Благодаря этому птицы могут очень сильно наклонять голову и поворачивать ее практически в любом направлении.
Позвонки грудного отдела сочленяются с ребрами и в большинстве случаев прочно сращены друг с другом. В тазовой области позвонки слиты в одну длинную кость, называемую сложным крестцом. Для таких птиц характерна необычайно жесткая спина. Оставшиеся, хвостовые позвонки достаточно подвижны, кроме нескольких последних, слитых в единую кость называемую пигостилем. По своей форме они напоминают лемех плуга и являются скелетной опорой для имеющих большую длину рулевых хвостовых перьев.
Анатомическое строение птиц.
Грудная клетка у птиц
Сердце и легкие птицы снаружи защищены и окружены ребрами и грудными позвонками. Быстролетающим птицам присуща чрезвычайно широкая грудина, разросшаяся в киль. Это обеспечивает эффективное прикрепление главных летательных мышц. В большинстве случаев, чем больше у птицы киль, тем сильнее у нее полет. У птиц, которые совершенно не летают, киль отсутствует.
Связывающий крылья с остевым скелетом плечевой пояс с каждой стороны образован тремя костями, которые расположены наподобие треножника. Одна ножка этой конструкции (воронья кость – коракоид) упирается в грудину птицы, вторая кость, являющаяся лопаткой, лежит на ребрах животного, а третья (ключица) сливается с противоположной ключицей в единую кость называемую «вилочка». Лопатка и коракоид в том месте, где они сходятся, образуют суставную впадину, в которой и поворачивается головка плечевой кости.
Скелет птиц предельно упрощен и образован легкими и прочными костями.
Строение крыльев у птиц
В общем, кости птичьих крыльев те же, что и кости человеческой руки. Точно так же как и у людей, единственной костью верхнего отдела конечностей является плечевая кость, которая сочленяется в локтевом суставе с двумя костями (локтевой и лучевой) предплечья. Ниже начинается кисть, многие элементы которой, в отличие от их человеческих аналогов, слиты между собой или же вовсе утрачены. В итоге остаются только две кости запястья, одна пряжка (пястно-запястная кость крупного размера) и четыре фаланговых кости, которые соответствуют трем пальцам.
Птичье крыло намного легче, чем конечность любого другого наземного позвоночного, сходного по размерам с птицей. И это объясняется не только тем, что птичья кисть включает в себя меньше элементов. Причина еще и в том, что длинные кости предплечья и плеча птицы являются пустотелыми.
Строение и виды перьев птиц.
Причем в плечевой кости находится специфический воздушный мешок, который относится к дыхательной системе. Дополнительное облегчение крылу придает то, что крупные мышцы в нем отсутствуют. Вместо мышц главные движения крыльев контролируются с помощью сухожилий очень развитой мускулатуры грудины.
Отходящие от кисти летательные перья называются первостепенными (большими) маховыми перьями, а те которые прикреплены в районе локтевых костей предплечья, называются второстепенными (малыми) маховыми перьями. Помимо этого разливается еще три пера крыла, которые прикреплены к первому пальцу, а также кроющие перья, которые гладко, наподобие черепицы, налегают на основания маховых перьев.
Что касается тазового пояса птиц, то с каждой стороны тела он состоит из трех костей, слитых между собой. Это подвздошная, лобковая и седалищная кости, причем подвздошная кость сращена со сложным по своей структуре крестцом. Такая сложная конструкция защищает почки снаружи, одновременно обеспечивая прочную связь ног с плечевым скелетом. Там, где три кости относящиеся к тазовому поясу сходятся друг с другом, находится значительная по своей глубине вертлужная впадина. В ней вращается головка бедренной кости.
Анатомическое строение крыла птиц.
Устройство ног у птиц
Как и у людей, бедренная кость птиц является стержнем верхнего отдела нижних конечностей. В коленном суставе к этой кости причленяется голень. Но если у людей в состав голени входит малая и большая берцовые кости, то у птиц они сращены между собой, а также с одной косточкой предплюсны или с несколькими. Вместе этот элемент называется тибиотарзус. Что же касается малой берцовой кости, то от нее остался заметен только коротенький тонкий рудимент, который прилегает к тибиотарзусу.
Устройство стоп у птиц
Во внутрипредплюсневом (голеностопном) суставе, к тибиотарзусу причленяется стопа, которая состоит из одной длинной кости, костей пальцев и цевки. Последняя образована элементами плюсны, которые сращены между собой, а также несколькими предплюсневыми нижними косточками.
Анатомическое строение ног птиц.
Большинство птиц имеет четыре пальца, каждый из которых причленен к цевке и заканчивается когтем. Первый палец у птиц обращен назад. Остальные пальцы в большинстве случаев направлены вперед. Отдельные виды имеют обращенный назад (как и первый) второй или же четвертый палец. Следует отметить, что у стрижей первый палец, направлен, как и остальные пальцы, вперед, тогда как у скопы он может поворачиваться в обе стороны. Цевка у птиц на землю не опирается, и они ходят только на пальцах, не опираясь на грунт пяткой.
Нервная система у птиц
Центральная нервная система птиц состоит из спинного и головного мозга, образованных множеством нейронов нервных клеток.
Нервная система птиц.
Наиболее заметной частью головного мозга у птиц являются большие полушария, которые представляют собой центр, в котором происходит высшая нервная деятельность. Поверхность этих полушарий не имеет ни извилин, ни борозд, типичных для многих млекопитающих, а ее площадь достаточно мала, что совпадает с относительно низко развитым интеллектом основной массы птиц. Внутри больших полушарий размещаются центры координации тех форм активности, которые связаны с инстинктом, включая инстинкты кормежки и пения.
Особый интерес представляет птичий мозжечок, который находиться сразу за большими полушариями, и покрыт извилинами и бороздами. Его большой размер и строение, соответствуют тем сложным задачам, которые связаны с сохранением в воздухе равновесия и координацией множества движений необходимых для полета.
Устройство пищеварительной системы у птиц
В целом можно сказать, что пищеварительная система птиц представляет собой простирающуюся от клюва вплоть до отверстия клоаки полую трубку. Эта трубка выполняет сразу множество функций, принимая в себя корм, выделяя соки с ферментами, которые расщепляют пищу, всасывает вещества, а также выводит наружу не переварившиеся остатки пищи. Однако, несмотря на то, что у всех птиц строение пищеварительной системы, как и ее функции, одинаковы, в некоторых деталях имеются различия, которые связаны с кормовыми повадками, а также с рационом конкретной группы пернатых.
Строение пищеварительной системы птиц.
Процесс пищеварения начинается с попадания пищи в рот. Основная масса птиц обладает слюнными железами, которые выделяют смачивающую корм слюну, с него и начинается переваривание пищи. У некоторых птиц, например у стрижеобразных, слюнные железы секретируют липкую жидкость, которая используется для строительства гнезд.
Функции и форма языка, впрочем как и клюва птицы, зависят от того какой образ жизни ведет тот или иной вид птиц. Язык может использоваться как для держания корма во рту, так и для манипуляций с ним в ротовой полости, а также для определения вкуса пищи и ее ощупывания.
Колибри и дятлы, обладают очень длинным языком, который они могут высовывать далеко за пределы своего клюва. У отдельных дятлов на конце языка имеются направленные назад зазубрины, благодаря которым птица может вытащить на поверхность находящихся в коре насекомых и их личинок. А вот у колибри язык, как правило, на конце раздвоен и свернут в трубочку, что помогает высасывать нектар из цветков.
При помощи языка колибри достает сладкий нектар из цветов.
Голубей, фазановых, тетеревиных и индеек, а также у некоторых других птиц, часть пищевода постоянно расширена (ее называют зобом) и используется для накопления пищи. У многих птиц пищевод является достаточно растяжимым и может в течение некоторого времени вмещать в себя значительное количество пищи еще до того как она поступит в желудок.
Желудок у птиц делится на железистую и мускульную («пупок») часть. Железистая часть секретирует, расщепляющий пищу на пригодные для последующего всасывания вещества, желудочный сок. Мускульная часть желудка характеризуется толстыми стенками и твердыми внутренними гребнями, размалывающими пищу, которая получена из железистого желудка, что выполняет компенсирующую функцию для этих не имеющих зубов животных. Особенно толстыми мышечные стенки являются у тех птиц, которые питаются семенами и прочими твердыми кормами. Поскольку часть попавшего в желудок корма может быть непереваренной (например, твердые части насекомых, волосы, перья, части костей и пр.) то у многих хищных птиц в «пупке» образуются округлые плоские погадки, которые время от времени отрыгиваются.
Благодаря слаженной работе пищеварительной системы, маленькие птенцы вырастают и становятся красивыми птицами.
Продолжается пищеварительный тракт тонкой кишкой, которая следует сразу же за желудком. Именно там происходит окончательное переваривание пищи. Толстая кишка у птиц, представляет собой ведущую в клоаку толстую прямую трубку. Кроме нее в клоаку открываются еще и протоки мочеполовой системы. В результате в клоаку попадают как фекальные массы, так и сперма, яйца и моча. И все эти продукты покидают тело птицы через это одно отверстие.
Мочеполовая система у птиц
Мочеполовой комплекс состоит из выделительной и репродуктивной систем, которые очень тесно между собой связаны. Выделительная система функционирует беспрерывно, тогда как вторая активизируется только в определенное время года.
Мочеполовая система птиц.
Выделительная система состоит из ряда органов, среди которых, в первую очередь, следует назвать две почки, которые извлекают из крови отходы жизнедеятельности и образуют мочу. Мочевого пузыря у птиц нет, поэтому моча через мочеточники поступает прямо в клоаку, где основная масса воды снова всасывается в организм. Оставшийся после этого похожий на кашу белый остаток, вместе с поступившими из толстой кишки фекалиями темного цвета выбрасывается наружу.
Репродуктивная система у птиц
Эта система состоит из половых желез (гонад) и трубок, которые отходят от них. Мужские гонады представлены парой семенников, в которых формируются гаметы (мужские половые клетки) – сперматозоиды. Форма у семенников либо эллиптическая, либо овальная, при этом левый семенник, как правило, крупнее правого. Семенники находится в полости тела рядом с передним концом каждой почки. С приближением брачного сезона гормоны гипофиза, за счет своего стимулирующего действия, увеличивают семенники в несколько сотен раз. По тонкому и извилистому, семявыносящему протоку сперматозоиды из каждого семенника попадают в семенной пузырек. Именно там они и накапливаются, сохраняясь до копуляции и происходящего в этот момент семяизвержения. При этом они попадают в клоаку и выходят наружу через ее отверстие.
Репродуктивная система птиц.
Яичники (женские гонады) образуют яйцеклетки (женские гаметы). Основная масса имеет только один (левый) яичник. Яйцеклетка, если сравнивать ее с микроскопическим сперматозоидом имеет огромный размер. В плане массы, ее основную часть составляет желток, который является питательным материалом для, начавшего развиваться после оплодотворения, зародыша. Яйцеклетка из яичника попадает в яйцевод, мышцы которого проталкивают яйцеклетку мимо всевозможных железистых областей находящихся в стенах яйцевода. С их помощью желток окружается белком, находящимися под скорлупой оболочками и состоящей по большей части из кальция скорлупой. В конце добавляются пигменты, окрашивающие скорлупу в тот или иной цвет. На то, чтобы яйцеклетка развилась готовое к откладке яйцо, требуется около суток.
Для птиц характерно внутреннее оплодотворение. Во время копуляции сперматозоиды попадают в клоаку самки и затем перемещаются вверх по яйцеводу. Женская и мужская гаметы (то есть, собственно оплодотворение) происходит в верхнем конце яйцевода еще до того, как яйцеклетка будет покрыта белком, подскорлуповыми оболочками и скорлупой.
Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.
Питье воды
Существуют четыре способа, которыми птицы могут пить воду.
Большинство птиц способны заглатывать воду «всасыванием» с помощью перистальтического движения стенок пищевода (как это делают млекопитающие), и пьют периодически наполняя клювы и поднимая головы вверх, предоставляя возможность воде стечь с помощью силы тяжести. Известным исключением из этого правила есть большинство представителей рядов голубеобразных и рябкоподибних и некоторые представители других групп.
В дополнение, птицы, специализирующихся на питании нектаром, такие как нектарниц и колибри, пьют, используя длинный шершавый язык, который они многократно змочуютьу воде, а Попугайные лакают воду, увлекая ее языком.
Особенности
Скелет птиц значительно адаптирован к полету. Он очень легкий, однако достаточно прочен для выдерживания напряжений, возникающих при взлете, полете и приземлинни. Одной из адаптаций является слияние некоторых групп костей в единые структуры, такие как пигостиль. Из-за этого, птицы обычно имеют меньшее количество костей, чем сухопутные позвоночные. Птицы также не зубов или даже настоящих челюстей, которые заменены клювом, имеет гораздо меньшую массу. Клювы многих молодых птиц имеют отросток, так называемый яичный зуб помогает птенцам выбраться из яйца.
Многие кости птиц пустые или имеют крестообразные распорки для усиления структуры. Число пустых костей сильно варьирует от вида к виду, хотя большие парящие птицы обычно имеют наибольшую их количество. Часто полости костей связаны с воздушными мешками, увеличивая их объем. Некоторые нелетающие птицы, такие как пингвины и страусы, имеют исключительно сплошные кости, указывая на связь полых костей с полетом.
Птицы также имеют больше шейных позвонков, чем любые другие животные, в результате большинство птиц имеют очень гибкую шею, содержащий 13-25 позвонков. Также среди всех позвоночных только птицы могут иметь слитую сложную ключицу (так называемую вилочкой) и грудь с килем. Киль выполняет функцию места прикриплення мышц, используемых для полета, или, в случае пингвинов, плавание. Нелетающие птицы, такие как страусы, не имеющие высокоразвитых грудных мышц, не имеют и четко выраженного киля на грудине. Также следует отметить, что плавающие птицы имеют широкую грудь, бегающие птицы имеют длинную (или высокую) грудь, и грудь летающих птиц имеет примерно одинаковые длину и ширину.
Птицы также имеют крючковидные вырасти на своих ребрах. Эти структуры предназначены для усиления грудной клетки, перекрываясь с ребрами позади них. Такие же анатомические структуры найдены и у ящерицы-туатары. Также патах имеют очень вытянутый таз, как у некоторых пресмыкающихся. Их задние конечности имеют мижпередплюсневи суставы, также найдены в некоторых пресмыкающихся. Позвонки тела в значительной степени слиты с между собой и с костями грудного пояса. Череп характерен для диапсиды, имеет единственное затылочное соединения.
Состав скелета
Череп птиц состоит из пяти главных костей: лобной кости (верхняя часть головы), теменной кости (задняя часть головы), предщелепнои и носовой костей (непосредственно над клювом) и нижнечелюстной кости (непосредственно под клювом). Череп большинства птиц весит около 1% от полной массы тела.
Позвоночник состоит из позвонков и делится на три части: шейной (13-16 позвонков) сложного крестцу (образующегося в результате роста позвонков спины и тазовых костей), и пигостиль (хвост).
Пояс передних конечностей состоит из вилочки, коракоида и лопатки. Стороны груди сформированы ребрами, сходятся вместе в груди (средней линии груди).
Плечевая кость соединяется с лучевой костью и локтевой костью, что формирует локоть. Запястья и кисти формируют «кисть» птиц, кости пальцев которой слиты вместе. Кости крылья очень легкие, что облегчает полет.
Пояс задних конечностей состоят из тазовых костей и включают три главные кости: illium (подвздошная кость), ягодичную кость (боковые части бедра) и лобковой кости (передняя часть бедра). Все эти кости слиты в одну (безымянную кость). Безымянные кости эволюционно важные потому, что они позволяют птицам откладывать яйца. Эти кости сходятся вместе в вертлужной впадине, где соединяются с бедренной костью, первой костью задней конечности.
Главной костью верхней части ноги есть бедренная кость. В коленном суставе бедренная кость соединяется с тибиотарсусом (голенью) и малой берцовой костью (на боковой стороне ноги). Слиты плюсна и предплюсны (плеснопередслесно) формируют верхнюю часть ступни, к которой прикреплены кости пальцев. Кости ног птиц тяжелые, что приводит к низкому центра массы тела и помогает полета. Однако в целом скелет составляет лишь 5% от полной массы тела.
По расположению пальцев ноги птиц классифицируются как анисодактильни, зигодактильни, гетеродактильни, синдактильни и памподактильни.
Председатель
Птицы обычно обладают очень острым зрением, особенно хищные птицы, имеющих разрешение в восемь раз лучшую чем у человека — что объясняется более высокой плотностью фоторецепторов в сетчатке (до 1 млн на мм² в настоящих канюков, по сравнению с 200 тыс. В человека), большим числом волокон оптического нерва, дополнительным набором мышц глаза, отсутствующих у других животных, и, в некоторых случаях, четко выраженная центральная ямка, увеличивает центральную часть поля зрения. Многие виды птиц, в частности колибри и альбатросовых, имеют по две центральные ямки всякому глазу. Также много птиц способны распознавать поляризацию света. Обычно глаз занимает большую часть черепа и окружено склеротических кольцом, состоящим из маленьких костей. Подобное строение глаза такох характерна для многих пресмыкающихся.
Клювы многих прибрежных птиц имеют тельца Хербста, помогающие им распознавать добычу, скрытую под влажным песком, за счет розпизнавння различий давления воды. Вся современные птицы могут двигать части велхньои челюсти относительно основания черепа. Однако, это движение заметный лишь в некоторых птиц, в частности попугаев.
Птицы также характеризуются большим отношением массы мозга к массе тела, отвечает за относительную разумность птиц и их сложное поведение.
Участок между глазом и клювом называется уздечкой. Этот участок часто свободная от перьев, а кожа на ее поверхности может быть окрашена, как это происходит во многих видов семейства Балановым.
Размножение
Хотя большинство птиц не имеют наружных половых органов, мужчина имеет два семенника, увеличивающиеся в сотни раз во время брачного сезона, когда они начинают вырабатывать сперму. Яичники самок также увеличиваются в размере, хотя обычно только левый яичник имеет полную функциональность. Но если левый яичник повреждается с результате болезни или других проблем, правый яичник может взять на себя его функцию. Если же он не способен восстановить функцию, самки некоторых видов птиц могут развить вторичные половые признаки самцов, а иногда даже изменение в голосе.
Большинство видов птиц на имеют полового члена, у них сперма к спариванию сохраняется в семенных клубочках в пределах выпуклости клоаки. Во время спаривания самка отвергает свой хвост в сторону, а мужчина садится на самку сверху, располагается спереди (в Notiomystis cincta) или иным образом придвигается очень близко к ней. Клоаки птиц касаются таким образом, что сперма может попасть в полового тракта самки. Обычно это трапляетсья быстро, часто за менее чем полсекунды.
В теле самки сперма сохраняется в предназначенных для этого трубках, где она может находиться от недели до года, в зависимости от вида. Каждое яйцо оплодотворяется отдельно, когда оно оставляет яичник, но перед откладыванием. После отложения яйцо продолжает развитие уже за пределами тела самки.
Многие водоплавающих птиц и некоторые другие виды, такие как страус и индейка, имеют половой член. Вне времени спаривания он скрыт в проктодеуми, отделе клоаки.
После насиживания яиц и вылупления птенцов, родители обеспечивают их разной степенью ухода и защиты. Выводковые птицы способны догядаты за собой почти самостоятельно уже через несколько минут после вылупления. Птенцы многих птиц, гнездящихся на земле, как фазановые и прибрежные птицы, часто способны бегать практически сразу после вылупления. В отличие от них, птенцы гнездящихся птиц беспомощны после вылупления, слепые и голые, они требуют значимо усилий родителей по уходу за ними. В частности, к этой группе относятся птицы, гнездящиеся в дуплах.
Некоторые птицы, такие как голуби, гуси и японский журавль, создают пары на всю жизнь и способны выводить птенцов в течение всего года, без четко выделенного брачного сезона.
Чешуи
Чешуи птиц состоят из того же внеклеточного кератина, как и клювы, когти и шпоры. Они найдены главным образом на пальцах и в основанных ног, но иногда могут находиться и выше, до щиколотки у некоторых птиц. Чешуи большинства птиц практически не перекрываются, исключая чешуек зимородков и дятлов. Считается, что чешуи птиц гомологичные чешуи пресмыкающихся и млекопитающих.
Эмбрионы птиц начинают развитие по созданию гладкой кожи. Однако позже, внешний слой кожи ног, роговой слой, может кератинизуватися, потовщитися и образовать чешуи. Эти чешуи мужться быть организованы в несколько типов структур:
- Cancella — маленькие чешуйки, которые представляют собой лишь незначительное утолщение кожи и образования желобков на ее поверхности.
- Reticula — маленькие, но четкие и отдельные чешуи. Найденные на внутреннем за внешней сторонам плюсны.
- Scutella — чешуи среднего размера, найденные на задней части плюсны.
- Scute — наибольшие по размеру чешуи, обычно на передней стороне плюсны и задней стороне пальцев.
На ногах некоторых птиц чешуи перемежаются перьями. Луковицы перья могут находиться между чешуйками или непосредственно под ними, в глубоких слоях кожи. В этом случае перьев может выходить наружу через чешуи.