Лекция 6. 1.Общая характеристика и строение птиц

Тема: КЛАСС ПТИЦЫ

Вопросы:

1.Общая характеристика и строение птиц

2.Происхождение птиц

3.Экология птиц

4.Годовой цикл и перелеты птиц

1. Общая характеристика и строение птиц.

Птицы – специализированная ветвь высших позвоночных приспособившихся к полету. Они отличаются от других классов совокупностью следующих признаков:

1. Тело покрыто крыльями, на ноках имеются роговые щитки

2. Парные конечности, передние превращены в крылья, задние 4 – 2 палые

3. Яйца содержат желток и покрыты известковой скорлупой, яйцекладущие, оплодотворение внутреннее

4. Беззубые челюсти покрыты роговым клювом

Кожа птиц тонкая, почти лишена желез. Есть только копчиковая железа хвоста, секрет которой служит для смазывания перьев. У видов, обитающих в засушливом климате, она отсутствует (страусы, дрофы). Роговые образования эпидермиса формируют роговой чехол клюва, когти на пальцах, роговые щитки ног, перья. Перья расположены не по всему телу, а на некоторых участках – птеридиях, что облегчает передвижение птиц. Перья различны по строению и функциям. Контурные перья – основа оперения. Они создают теплозащиту, образуют гребную лопасть крыла и рулевую плоскость хвоста. Эти перья имеют сложное строение, состоят из очина и прикрепленного к нему опахала. Опахало сложено бородками первого и второго порядка.

Под контурными перьями расположены мелкие пуховые перья, они не имеют бородок 2-го порядка. У многих птиц (например, у вороновых) в углах рта имеются щетинки – вибрисы. Они обладают особой чувствительностью, при раскрытии клюва образуют воронку помогают при ловле насекомых. Перья тесно связаны в своем происхождении с чешуями рептилий. Птицы линяют 1 – 3 раза в год, меняя перья. Линька происходит с разной скоростью. Хищные и насекомоядные линяют постепенно и не теряют способность к полету. Утки, гуси, лебеди и пр. теряют почти все перья одновременно и пережидают это опасное время в труднодоступных местах. При линьке происходит смена цвета пера (брачный наряд, покровительственная окраска у полярной куропатки), структура пера.

Мускулатура птицы также приспособлена к полету. Она более дифференцирована; крупные мышцы расположены на туловище, а к конечностям идут сухожилия, основная масса мускулатуры лежит на груди, где располагаются мышцы, приводящие в движение крылья. Грудные мышцы достигают 20% массы птицы. Благодаря обходящей мышце птица сидит на ветке без напряжения: чем сильнее птица сгибает колени, тем сильнее пальцы охватывают ветку.

Скелет птиц очень легок и прочен. Большинство костей полые, не заняты костным мозгом, а содержат воздушные мешки, связанные с легкими. Многие кости срастаются, соединяясь не суставами, а швами. На грудине имеется вырост – киль, к которому прикрепляются мышцы летающих птиц.

Органы пищеварения имеют сложное строение. Все современные птицы не имеют зубов. Форма клюва варьирует очень сильно и зависит от питания птицы. Язык дятлов достигает 14 см в вытянутом состоянии, имеет шипы на конце, а у козодоя язык почти отсутствует. Слюнные железы стрижей-салангов выделяют обильный секрет, из которого они строят гнезда. Длинный пищевод у некоторых птиц (хищных, куриных, голубиных) образует расширение – зоб. У голубей, трубконосых, фламинго стенки зоба в период выкармливания птенцов выделяют жирное вещество, которым птицы кормят своих птенцов. В тонкостенном железистом желудке птица подвергается воздействию секрета пищеварительных желез. В мускульном желудке, выстланном рогоподобной кутикулой, пища перетирается с помощью проглоченных камешков. У домового воробья зерно переваривается за 3 ч, жук – за 1 ч, гусеница – за 15 мин. Тонкий кишечник длинен, в петле 12-перстной кишки лежит поджелудочная железа. Задний отдел кишечника очень короток, переваренные остатки выбрасываются часто, что является приспособлением к облегчению тела.

Органы дыхания крайне своеобразны. Гортань имеет внутренние и наружные голосовые перепонки, которые из-за сокращения специальных певчих мышц изменяют свою форму, чем обусловлено разнообразие издаваемых звуков. Верхние дыхательные пути используются для терморегуляции. Легкие не полые, как у амфибий и рептилий, а губчатые. Часть разветвлений бронхов образует воздушные мешки, выходящие за пределы легких, располагаются они между внутренними органами, под кожей, в костях. При подъеме крыльев мешки растягиваются, воздух с силой засасываются в них через легкие. При опускании крыльев воздух выталкивается опять через легкие, так происходит двойное дыхание, и даже при быстром полете у птиц нет одышки. У голубя в покое частота дыхания 26 в мин, при ходьбе – 77, в полете – 400, артериальное давление голубя 135/105.

Основная особенность кровообращения у птиц – несмешиваемость артериальной и венозной крови. Сердце четырехмерное, состоит из двух предсердий и двух желудочков. Число сокращений велико: у снегиря 730 в мин, у синицы-московки 1037, у голубя в покое – 165, в полете – 550. При нырянии частота сердечных сокращений уменьшается: у оляпки через 15 с погружаения сердечный ритм уменьшается на 58%. Общий объем крови и ее кислородная емкость превосходят таковые у рептилий.

У птиц имеется химическая и физическая терморегуляция. Первая состоит в изменении интенсивности обмена, например, падение температуры от +33⁰С до +10⁰С вызывает у воробья повышение потребления кислорода 63 раза. Физическая терморегуляция состоит в увеличении частоты дыхания.

Центральная нервная система птиц сложнее, чем у рептилий, масса головного мозга увеличивается, особенно за счет больших полушарий и мозжечка, отвечающего за передвижение.

Из органов чувств особенно развито зрение, например, сокол-сапсан, реагирует на движение птицы на расстоянии 1100 м. У многих хищников очень тонкий слух, у стирижа-салангана есть способность к эхолокации. У киви, грифов хорошо развито обоняние.

Все птицы откладывают и высиживают яйца. Собственно яйцом является то, что в обиходе называют желтком, он продуцируется яичником. Белок формируется в яйцеводе за 3 – 6 часов (у курицы). В следующем отделе яйцевода яйцо покрывается двумя пергаментообразными белковыми оболочками. В следующем отделе яйцо за 12 – 20 ч покрывается известковой скорлупой. Всего яйцо идет по яйцеводу 1 - 2 суток. От скорлуповой оболочки к желтку идут уплотненные слои белка – халазы. Они удерживают желток, предохраняя от толчков, скручиваясь, устанавливает зародышевый диск вверху, что важно при насиживании. Яйца вымерших мадагаскарских страусов достигали 32 см длины и вмещали 9 л. Толщина скорлупы примерно равна толщине рублевой монеты.

2. Происхождение птиц

Предками птиц были древние рептилии. Обособление ветви рептилий, приведшей к птицам, относят к началу мезозоя (триасу). Ближе всего к птицам стоят псевдозухии, давшие начало динозаврам, крокодилам и др. рептилиям. Орнитозухи передвигались на задних ногах, имели длинный хвост. Наружные покровы состояли из вытянутых чешуй с продольной остью. Но они не являются прямыми предками птиц. Вероятно, предки птиц специализировались к лазанию по деревьям, потом появилась способность перепрыгивать с ветки на ветку. Аналогичные приспособления к лазанию есть у птенца современного гоацина – пальцы на крыльях.

Дальнейшим этапом было расширение краев чешуи и превращение их в перья. Непосредственные предки птиц, пока еще не обнаружены, археоптерикс таковым не является.

Останки настоящих летающих птиц известны из мелового периода. Гесперорнисы были водными птицами, не имели киля, внешне напоминали гагар, не летали. Ихтиорнисы были хорошими летунами, имели развитое крыло и высокий киль. Обе группы имели зубы. В третичном периоде появляются птицы, близкие к современным: воробьиные, стрижи, дятлы, кулики и т.д.

3. Экология птиц

Птицы заселяют всю поверхность Земли, проникают до полюсов. На 83⁰северной широты на Земле Гранта гнездится белая сова, тундряная куропатка, пуночка и т.д. На Северном полюсе наблюдали пуночку и чайку. Птицы проникают и вглубь Антарктиды.

Вертикальное распространение птиц также значительно. Казуары на Новой Гвинее встречены на высоте 2 тыс. м над уровнем моря. Чайки и крачки в горах Азии – до 4700 м, грифы – до 7 тыс. м, колибри до 5 тыс. м. Гаги, бакланы, пингвины ныряют в воду за добычей на глубину до 20 м.

Высокая способность к терморегуляции позволяет птицам переносить низкие температуры, но при этом значительно увеличивается потребность в пище. Поэтому для птиц очень важна длина светового дня. Осенью, в конце лета, с понижением температуры потребность в пище увеличивается и укоротившийся день не позволяет ее удовлетворить. Многие птицы поэтому откочевывают к югу, где день длиннее. Отлет ряда видов весной на север для гнездования связан с относительно коротким днем в тропических широтах. Избыток света не вредит птицам. В Арктике кайры вскармливают птенцов круглосуточно.

Ко времени достижения половой зрелости у многих птиц появляется половой диморфизм, который выражается в размерах, пластике, окраске. Самцы чаще крупнее самок; у казуаров, киви, древних хищников – наоборот. Окраска самцов более яркая. Есть и исключения – у кулика-плавунчика самка ярче и яйца высиживает самец. У самцов обычно гортань имеет сложное строение и мощную голосовую мускулатуру. Половой диморфизм не выражен у пингвинов, стрижей, гагар и т.д.

Взаимоотношение полов имеет форму моногамии, т.е. образование пар на различное время. Лебеди, крупные хищные, аисты образуют пары на всю жизнь. Гуси, утки, воробьи живут парами один сезон размножения. Полигамия (многоженство) наблюдается у кур, павлинов, колибри, глухарей, тетеревов. Полиандрия (многомужество) наблюдается у куличиков-плавунчиков, кустарниковых перепелок.

Разбивка на пары сопровождается брачными играми. Иногда это поведение сложное, как танцы с пением на специально расчищенной площадке у райских птиц, постройка и украшение беседки у шалашника. Пары одиночно гнездящихся птиц часто имеют индивидуальный участок, с которого они собирают корм. Например, у серой мухоловки размер участка – 20 тыс. м². Птицы защищают свою территорию. Виды, не приносящие корм в гнездо, не имеют охраняемых участков (утки, голуби, кулики).

Гнезда птиц крайне разнообразны. Кайра просто откладывает яйцо на уступ скалы, козодой – в ямку почвы. Едва заметную подстилку сооружают кулики, куриные. Голуби делают примитивное гнездо из веток в виде помоста без бортов. Большинство воробьиных строят совершенные гнезда из веток с глубоким лотком, устланным мхом, травой, волосами, перьями. Дрозды обмазывают гнезда изнутри глиной. Закрытые гнезда-домики строят пеночки, синица-ремез. Африканские ткачи строят коллективные гнезда в виде зонта с отдельными гнездовыми камерами. Многие птицы гнездятся в дуплах. Дятлы выдалбливают их сами. Синицы, вертишейки, совы, голуби, попугаи используют готовые пустоты в деревьях.

Береговые ласточки, щурки, зимородки, топорики роют норы в земле, в конце которых устраивают гнезда. Новогвинейские сорные куры вырывают в южном песчаном склоне яму, заполняют ее остатками растений, которые начинают гнить, выделяя тепло. Птицы несколько месяцев перекапывают гнездо до достижения в нем температуры +29⁰. Тогда они вырывают яму и откладывают яйца, затем засыпают. Родители постоянно поддерживают температуру, нагребая и отгребая сор.

Величина кладки варьирует от 1 до 25 яиц у разных видов. Как правило, выводковые птицы имеют больше яиц, чем гнездовые, что связано с более легким воспитанием у первых птенцов. У выводковых (уток, кур) птенцы выклевываются зрячими, покрытыми пухом, способными ходить и самостоятельно склевывать корм. У гнездовых (воробьиные, колибри) птенцы голые, слепые, беспомощные. Совы и дневные хищники – гнездовые птицы, но их птенцы рождаются покрытые пухом, а у дневных хищников уже с открытыми глазами.

Точных данных о продолжительности жизни птиц в природе мало. Кайры живут до 14 лет, серая цапля до 15 лет, мухоловка-пеструшка до 2 лет, зарянка до 13 мес. В неволе наблюдались птицы – долгожители: ворон – до 15 лет, соколы – до 100 лет, попугаи – более 200, гуси – до 40, куры – до 20, домашний голубь – до 30.

4. Годовой цикл и перелеты птиц

Основные фазы годового биологического цикла птиц следующие:

1. Подготовка к размножению обусловливается врожденными инстинктами, которые выявляются под воздействием совокупности условий жизни птицы. Важным стимулятором является длина дня, поведение самца, гнездовой ландшафт и др. Воробьиные создают пары весной, гуси формируют пары во время зимовки. Гнездовой участок может выбирать пара, самец или самка (у уток). Разбивка на пары сопровождается брачными играми (пением, танцами, подарками, постройкой дворца свиданий (у беседковых птиц)).

2. Период вывода молодых характеризуется цепью явлений: постройка гнезда, откладывание яиц, их высиживание, выкармливание птенцов. В этот период птицы ведут наиболее оседлый образ жизни.

3. Период линьки протекает у разных птиц различно. У многих самцы линяют раньше самок. Птицы снижают активность поведения, сильно худеют.

4. Период подготовки к зиме характеризуется интенсивным питанием, птицы широко кочуют в поисках корма. Многие собираются в стаи и летают по местам, богатым кормом. Многие утки и гуси летают кормиться на хлебные поля. Птицы сильно жиреют. Многие птицы осенью собирают запасы корма. На площади 1 га кедровка закапывает до 20 тыс. орешков, используя зимой эти запасы на 30%. Поползни закладывают семена деревьев под кору. Синицы прячут семена и насекомых, эти корма составляют зимой 60% пищи популяции. Сычи запасают в дуплах трупы мелких грызунов, максимальная величина запаса – 86 полевок.

5. Зимовка. Спячка у птиц практически не развита. При понижении температуры могут впасть в оцепенение американские козодои, колибри, стрижи, ласточки.

Главное приспособление птиц – передвижение в поисках корма. Зерноядные свиристели, снегири ведут беспорядочное кочевье. Белые куропатки, глухари, тетерева зимой перемещаются по угорьям. Один и тот же вид по-разному ведет себя зимой в зависимости от климата местности: на Среднерусской равнине 80% грачей – перелетные, в Англии – только 12%. В годы с теплой малоснежной зимой некоторые птицы остаются зимовать на севере (утки).

Настоящими перелетными птицами называют тех, которые зимой оставляют весь или большую часть гнездового ареала и места зимовок которых расположены на значительном отдалении от области гнездовья. Арктические кулики зимуют в Австралии и Новой Зеландии, полярная курочка из полярной Канады летит к Огненной Земле. Очень многие наши виды зимуют в области Средиземного моря и в Северной Америке.

Направление пролетных путей зависят от расположения гнездового и зимовочного ареалов и экологии данного вида птиц. Водоплавающие держатся по долинам рек. Морские птицы летят вдоль побережий. Время отлета и прилета определяется укорочением светового дня, понижением температуры, замерзанием водоемов и пр. Стрижи ловят только летающих насекомых днем, поэтому они улетают раньше ласточек, которые могут выпугивать насекомых из крон деревьев, куда они прячутся с понижением температуры.

Скорость перелетов выше весной, чем осенью. Аист при весеннем перелете за сутки пролетает 400 км, осенью – 150 – 200 км. Скорость перелета грача 60 км/ч, серой вороны – 50 км/ч, мелких воробьиных – 60 км/ч, гусей – 100 км/ч, стрижей – 170 км/ч.

Наиболее обычная высота полета 450 – 750 м над океаном, 1500 – 3000 м – над сушей. Над Гималаями гуси летают на высоте 8850 м.

Механизм ориентации и навигации во время полетов точно не установлен. Это не «запоминание», т.к. у многих видов птицы первого года жизни летят раньше взрослых. Предполагают, что это комплекс приспособлений – ориентирование по Солнцу, Луне, звездам, оптимальности условий, магнитному полю Земли. Миграционный инстинкт сложился после ледникового периода и установления сезонной периодичности на большей части Земли. Инстинкт перелетности и оседлости не абсолютен. Яйца, взятые от английских оседлых птиц перевезли в Финляндию, вывелись утята; осенью они, как и местные утки улетели на зимовку.

Дата добавления: 2014-10-17; просмотров: 452; Нарушение авторских прав

Мы поможем в написании ваших работ!