Біологія. Міні-довідник. ЗНО

Клас Птахи. Пристосованість до польоту

Тіло птахів вкрите пір’ям, яке надає йому обтічності, має захисне значення і в комплексі з іншими пристосуваннями забезпечує політ. Пір’яний покрив властивий лише птахам. Ембріональний розвиток пера свідчить про його генетичну спорідненість з лускою рептилій (рогові лусочки зберігаються у птахів на задніх кінцівках). Перо є похідним епідермісу шкіри і складається з рогової речовини — кератину. Розрізняють кілька типів пер: контурні, пухові, нитко- та щетинкоподібні. Контурне перо складається зі стрижня, нижня частина якого — очин, і опахала (зовнішнього та внутрішнього). Кожне опахало утворене борідками першого порядку, від яких відходять борідки другого порядку (борідочки) з гачками. Така будова забезпечує щільність та еластичність пера. Контурні пера вкривають усе тіло птаха. Довгі і міцні пера розташовані на крилах (махові), утворюючи їх несучу площину, і на хвості (рульові), що спрямовують політ птаха. Під контурними лежать пухові пера, у яких стрижень тонкий, а на борідках немає гачків. Пух — це пухове перо з дуже вкороченим стрижнем і довгими опушеними борідками, що відходять пучком від кінця очину. Пухові пера найкраще розвинені у водоплавних птахів. Вони забезпечують теплоізоляцію. У деяких птахів по тілу розкидані ниткоподібні пера з тонким стовбуром і рідкими короткими борідками. Вони сигналізують про потік повітря. У багатьох птахів у кутках рота розташовані щетинкоподібні пера, що виконують функцію дотику. Яскраве забарвлення пір’я зумовлюється як наявністю пігментів (меланінів та ліпохромів), так і особливостями мікроскопічної структури пера.

Шкіра в птахів тонка, суха; як і в рептилій, вона позбавлена залоз. Із шкірних залоз у птахів розвинена лише куприкова на верхній основі хвоста. Вона виробляє жироподібний секрет, що виділяється крізь протоки, коли птах натискає на залозу дзьобом. Ним птахи змащують пір’я: це сприяє збереженню еластичності пера та захищає його від намокання. Найкраще розвинена куприкова залоза у водоплавних птахів; у деяких наземних (страуси, дрохви) її немає. Скелет птахів легкий і міцний. Його легкість зумовлена тонкістю та пневматичністю кісток; міцність — зростанням окремих кісток між собою, їх структурою і вмістом значної кількості неорганічних солей. Кістки черепа тонкі, повністю зростаються.

Характерний для птахів дзьоб складається із наддзьобка і піддзьобка; зверху він має роговий покрив.

Кістки тазового пояса зростаються в одну кістку. Задні кінці лобкових і сідничних кісток не сходяться між собою, тому таз у птахів відкритий. Скелет задніх кінцівок зазнав змін у зв’язку з тим, що під час руху по землі па них переноситься вся маса тіла. Стегнова та велика гомілкова кістки — трубчасті, міцні. У процесі онтогенезу до нижнього кінця гомілки приростає верхній ряд кісточок передплесна. Решта кісточок передплесна та плесна зростається, утворюючи одну видовжену кістку — цівку. До неї прикріплюються фаланги пальців; три з них здебільшого спрямовані вперед, один — назад.

М’язи в птахів більш диференційовані і краще розвинені, ніж у плазунів. Найбільшого розвитку досягли великі грудні та підключичні м’язи, що приводять у рух крила. Дуже диференційовані м’язи задньої кінцівки: їх у птахів понад 30.

Центральна нервова система птахів досконаліша, ніж у плазунів. Помітно збільшується загальна маса головного мозку. У птахів більші розміри півкуль головного мозку, краще розвинені зорові горби середнього мозку та великий мозочок (центр координації рухів). Нюхові долі переднього мозку розвинені слабко. Головних нервів — 12 пар.

З органів чуттів у птахів найкраще розвинені очі. Очні яблука великі, у деяких птахів вони більші за головний мозок. Очі в більшості птахів розташовані по боках голови. Поле зору кожного ока становить 150-170°; поле бінокулярного зору — усього 20-30°. У сов та деяких денних хижаків очі розташовані фронтально, тому поле бінокулярного зору збільшується. У деяких птахів з вузькою головою та випуклими очима загальне поле зору становить 360° (деякі кулики, качки). Птахам властивий кольоровий зір, тому оперення їх яскраве. Про гостроту зору птахів свідчить такий приклад: сокіл-сапсан бачить голуба на відстані до 1 км.

У птахів добре розвинений слух. У них є зачаток зовнішнього слухового проходу. Зовнішніх вушних раковин немає, але їх роль виконує пір’я або складка шкіри. Птахи здатні відтворювати різноманітні звуки, що несуть важливу інформацію. У них існують десятки звукових сигналів: небезпеки, попередження, харчові, гніздові, агресивні та ін.

Нюх у птахів розвинений гірше, ніж слух: сприймання запахів обмежене. Проте деякі птахи (кулики, качки, дятли, грифи, трубконоси) мають доволі тонкий нюх і користуються ним під час відшукування їжі. Так, качки знаходять корм по запаху на відстані до 1,5 м. Органи смаку містяться на язиці та в стінках ротової порожнини.

Органи травлення мають ряд пристосувань, що зменшують масу тіла птаха і водночас сприяють інтенсивному травленню. Зубів у птахів немає. Їх частково замінюють рогові краї дзьоба, яким птах схоплює, утримує, а іноді й подрібнює їжу. Довгий стравохід має розширення — воло, де їжа під дією слини бубнявіє і розм’якшується. Шлунок диференційований на два відділи: залозистий, у якому на їжу діють травні соки, та м'язовий, що забезпечує її механічну переробку (тут може розвиватися тиск до 20-30 кг на 1 см2). Рештки їжі, що не засвоюються (хітин, шерсть, кістки), викидаються назовні зі шлунка крізь рот у вигляді погадок. У тонких кишках їжа остаточно перетравлюється та всмоктується.

Важливу роль у травленні відіграють секрет печінки та травної залози, а також травні соки, що виділяються стінками кишок. Перетравлена їжа всмоктується дуже швидко завдяки численним ворсинкам на внутрішній поверхні тонкої кишки. Задній відділ кишок короткий; калові маси у ньому не затримуються. Процеси травлення в птахів відбудуються значно швидше, ніж у плазунів та ссавців.

Органами виділення, як і в плазунів, є тазові нирки. Їх відносні розміри у зв’язку з інтенсифікацією процесів дисиміляції збільшуються, досягаючи в окремих видів 2,6 % маси тіла. Сеча виводиться по сечоводах у клоаку (сечового міхура немає). Вона містить багато сечової кислоти і має вигляд білої кашкоподібної маси.

Органи дихання забезпечують інтенсивний газообмін під час польоту. Дихальні шляхи розвинені добре.

Кровоносна система птахів значно досконаліша, ніж у рептилій. Серце великих розмірів: його маса становить 0,8-2,5 % загальної маси тіла. У птахів значна частота серцевих скорочень: від 140-200 за хвилину у великих птахів до 500-600 у дрібних (під час польоту — до 1000). Серце чотирикамерне: у ньому артеріальна кров повністю відокремлюється від венозної. Не змішується кров і в судинах, бо від серця (лівого шлуночка) відходить лише одна права дуга аорти, яка продовжується у спинну аорту. Від неї артерії розгалужуються до всіх органів, несучи збагачену киснем і поживними речовинами кров. Птахи — теплокровні тварини. Температура тіла у них висока (у середньому 42 °С) і мало залежить від температури навколишнього середовища.

Усі птахи розмножуються шляхом відкладання яєць, вкритих вапняковою шкаралупою. У самок є лише один, лівий, яєчник. Дозріле яйце потрапляє в непарний яйцепровід, у верхній частині якого відбувається запліднення. У яйцепроводі воно вкривається білковою та іншими оболонками, а в матці — шкаралупою. Більшість птахів насиджує яйця. Розвиток зародка типовий для амніот.

Поведінка птахів. Основу поведінки птахів становлять інстинкт, які забезпечують розмноження, турботу про потомство, живлення, міграції та ін. Ключовими подразниками при цьому виступають окремі елементи середовища.

Поведінка кожної особини збагачується шляхом набуття індивідуального досвіду, тобто вироблення умовних рефлексів. Так, у птахів виробляються харчові й оборонні рефлекси за участі більшості аналізаторів. Пернаті здатні до наслідування і навчання, особливо пташенята. Важливим компонентом поведінки птахів є розумова діяльність, яка особливо виражена у воронових, денних хижаків. У птахів добре розвинена образна пам’ять, їм властиві деякі емоції: страх, радість, злоба спокій, що мають і зовнішній вияв.