ЦАРСТВО ЖИВОТНЫЕ - ЗООЛОГИЯ

Класс птицы –

пингвины, бескилевые и килегрудые

Птицы — специализированный класс высших позвоночных, приспособившихся к полету. Их передние конечности превратились в крылья, что дало им возможность освоить воздушную среду, не утратив возможности передвигаться по твердому субстрату или лазать. Ряд крупных изменений в строении наряду со множеством частных приспособлений позволили птицам широко расселиться и образовать многочисленные формы. В настоящее время насчитывается более 8 тыс. видов птиц, объединяемых в 35—40 отрядов, т. е. это самый многочисленный класс среди наземных позвоночных

Класс птиц делится на три надотряда: пингвины (около 15 видов); бескилевые птицы (африканские страусы, американские страусы, австралийские страусы, бескрылые, или киви); килегрудые (гагарообразные, поганки, аистообразные, гусеобразные, дневные хищники, куриные, кулики, голуби, кукушки, попугаи, воробьиные и др.).

Тело у птиц округлое, голова небольшая. Шея, как правило, длинная и подвижная. Птицы покрыты перьями, которые придают телу обтекаемую форму. Размеры птиц очень разнообразны. Самые мелкие (колибри) имеют массу тела 1,6—2 г, лебеди, грифы достигают 14—16 кг. У нелетающих птиц масса тела 6ОЛЬШР: у пингвинов — до 40 кг, у страусов — до 80—90 кг. Вымер шие эпиорнисы имели массу 300—400 кг.

Кожа птиц тонкая, сухая, почти лишенная желез. Единственная кожная железа — копчиковая, расположенная над корнем хвоста. Ее жироподобный секрет служит для смазывания перьев. Копчиковая железа хорошо развита у водоплавающих птиц и отсутствует у птиц, обитающих в засушливых условиях (страусы, дрофы). Эпидермис образует многочисленные производные. Челюсти птиц покрыты роговым веществом (клюв), пальцы, иногда голень задних конечностей — роговыми чешуями. На пальцах имеются роговые когти. Тело покрыто перьями — преобразованными чешуями рептилий. Приспособление к полету вызвало перестройку скелета птиц. Позвоночник состоит из пяти отделов, но подвижность сохраняет только шея. Грудные позвонки срастаются между собой и с крестцом. Грудная клетка образована подвижными ребрами и грудиной. У большинства современных птиц грудина имеет костный киль, к которому справа и слева прикреплены мышцы, приводящие в движение крылья.

Нелетающие птицы (страусы и некоторые другие) не имеют киля. У нелетающих пингвинов киль развит сильно, так как передние конечности у них выполняют большую работу при нырянии. Поясничные позвонки полностью срастаются между собой, с подвздошными костями и с крестцовыми позвонками. Часть хвостовых позвонков также срастается с крестцом. В результате образуется так называемый сложный крестец, состоящий из большого числа позвонков и имеющий важное приспособительное значение в связи с опорой тела только на задние конечности Череп птиц по схеме строения очень близок к черепу рептилий. Отличие заключается главным образом в том, что кости черепа очень тонкие, рано срастаются.

Очень велики ооъем мозговой коробки и глазные впадины, что связано с развитием головного мозга и очень крупными глазными яблоками. Передние конечности и их пояс сильно изменены в связи с приспо соблением к полету. О-метим только, что левая и правая ключицы срастаются между собой, что придает поясу особую упругость. Запястье и пясть преобразуются в сложную пястно-запястную кость, из пальцев сохраняются только три. Задние конечности состоят из бедра, голени, образованной сросшимися берцовыми костями, цевки и четырех пальцев. Цевка характерна только для птиц и возникает в результате сращивания нижних костей предплюсны и костей плюсны и у взрослых птиц представляет единую кость. В целом скелет птиц очень прочный, легкий, кости содержат полости, заполненные воздухом.

Мышечная система птиц более дифференцирована, чем у рептилий, и имеет ряд особенностей. Крупные мышцы, приводящие в движение конечности, располагаются на туловище, а к конечностям идут сухожилия. Основная масса мускулатуры сосредоточена на груди, где находятся мышцы, приводящие в движение крылья. Совершенство опорно-двигательного аппарата птиц позволяет им перемещаться в воздухе с большой скоростью и преодолевать огромные расстояния. Во время миграции серая ворона летит со скоростью 50 км/ч, утки — 70—100, гуси — 90—100 км/ч. С большой скоростью могут перемещаться нелетающие птицы. Например, у страусов она достигает 50 км/ч.

Интенсивная и разнообразная двигательная активность птиц сопряжена с большой затратой энергии. Строение и функционирование пищеварительной системы обеспечивает быстрое переваривание пищи и выведение неиспользованных остатков наружу. Функцию захвата и удержания пищевых объектов выполняют роговые чехлы, одевающие верхнюю и нижнюю челюсти. Форма клюва очень изменчива и прямо зависит от характера пищи и способов ее доставания (см.  55, 56). В ротовой полости пища смачивается слюной. Длинный пищевод образует расширение — зоб, служащий для временного нахождения в нем проглоченной пищи ( 140). У некоторых видов (голуби, фламинго и др.) стенки зоба в период выкармливания птенцов выделяют жирное творожистое вещество, которым птицы кормят своих птенцов. Желудок состоит из двух отделов — железистого и мускульного.

Толстостенный мускульный желудок выстлан плотной кутикулой. Благодаря движениям стенок желудка и проглатываемых птицами камешек пища перетирается. Перетирание пищи и высокая активность ферментов обеспечивают высокую скорость пищеварения. Например, у домового воробья зерно переваривается за 3—4 ч, жуки—за 1 ч, гусеницы — за 15 мин. Тонкая кишка относительно длинная, она в 8—12 раз превышает длину тела. Задний отдел кишечника короткий, прямая кишка отсутствует, что рассматривается как приспособление к облегчению тела. Питание птиц чрезвычайно разнообразно. Они поедают громадное количество насекомых: например, горихвостка за лето съедает до 1 млн. насекомых, королек в течение года — до 4 млн. Много вредителей леса уничтожают дятлы. Птицы потребляют также большое количество саранчи, гусениц, вредителей сельского хозяйства. Многие виды поедают семена сорных растений. Дневные хищники, а также вороны, сороки, чайки, цапли и другие активно ловят сусликов, полевок, мышей. Многие виды питаются рыбой. Прожорливость птиц объясняется большими тратами энергии во время полета. Мелкие птицы вынуждены потреблять за сутки количество пищи, составляющее 50—80% от массы их тела, крупные — 15—40 %.

Органы дыхания птиц очень своеобразны и состоят из легких и воздушных мешков. Воздушные мешки располагаются между внутренними органами, мышцами и заходят внутрь полых костей. Бронхи, войдя в легкие, ветвятся. Некоторые из них пронизывают легкие насквозь и впадают в воздушные мешки. При вдохе часть воздуха поступает в легкие, а часть направляется в воздушные мешки. Во время выдоха воздух из воздушных мешков поступает в легкие, где происходит газообмен. Таким образом, насыщение крови кислородом осуществляется как при вдохе, так и при выдохе. Это явление получило название двойного дыхания. Воздушные мешки имеют и другие функции. Во время полета при усиленной работе они предохраняют организм от перегревания.

В строении кровеносной системы птиц произошло крупное изменение, позволившее резко повысить уровень жизнедеятельности и послужившее анатомической основой их теплокровности. Это изменение заключается в полном разделении артериального и венозного кровотоков благодаря появлению полной перегородки между левой и правой половинами желудочка и утрате одной из дуг аорты. Из левого желудочка отходит единственная дуга аорты — правая, которая снабжает тело птиц максимально насыщенной кислородом кровью. Высокому уровню жизнедеятельности птиц соответствует интенсивная работа сердца. Так, у голубя в покое частота сердцебиений равна в среднем 165 ударов в минуту, а в полете — 550.

Органы выделения — почки. Как и у пресмыкающихся, конечный продукт белкового обмена — мочевая кислота. Потери воды при мочевыделении невелики. Поэтому потребности птиц в воде ограничены. Многие виды совсем не пьют воды (большинство хищных птиц, некоторые воробьиные).

Птицы — раздельнополые яйцекладущие животные. У самцов имеются парные семенники, у самок — один (левый) яичник. Оплодотворение внутреннее. Яйцеклетка содержит большое количество желтка. При прохождении яйцеклетки по яйцеводу она окружается оболочками, из которых белковая содержит запасы воды и предохраняет желток от толчков, а скорлуповая защищает яйцо от механических повреждений. Кроме того, во время развития эмбриона соли кальция из скорлупы расходуются на построение скелета. Одно из проявлений заботы о потомстве у птиц — насиживание яиц. Птицы откладывают яйца не просто во внешнюю среду, а в специально построенные гнезда, где яйца развиваются в относительно постоянных условиях, создаваемых телом родителей. Почти все птицы проявляют заботу о потомстве еще некоторое время после вы- лупления птенцов. Все это обусловливает высокую степень выживания потомства, и яйцекладность птиц по конечному эффекту не уступает живорождению млекопитающих.

По степени зрелости птенцов в момент вылупления различают птиц выводковых и гнездовых. У выводковых птенцы выклевываются зрячими, покрытыми пухом, способными ходить и самостоятельно склевывать корм. Сюда относятся виды, обитающие преимущественно на земле или на воде: страусовые, куриные, гусиные, дрофы. У гнездовых птенцы голые, часто слепые, беспомощные. Они долго остаются в гнезде и выкармливаются родителями (воробьиные, дятлы, стрижи, голуби, зимородки).

Для птиц характерно сложное поведение. Они образуют устойчивые семейные пары, в которых функции самца и самки существенно различны, собирают запасы на зиму, совершают длительные миграции. Птицы активно охраняют свои гнездовые участки, у них сложный брачный ритуал, они способны изменять свое поведение в соответствии с изменениями окружающей среды, при обретая индивидуальный опыт. Все эти черты обусловлены развитием нервной системы птиц. Размеры голов ного мозга увеличиваются. Если у рептилий масса головного мозга равна массе спинного мозга, то у птиц она всегда больше в 1,5—2,5 раза. Это зависит в первую очередь от развития полушарий переднего мозга, которые вместе со средним мозгом обеспечивают сложные формы поведения. Принципиально важно, что приобретение индивидуального опыта путем выработки условных рефлексов облегчает приспособление к меняющейся среде путем целесообразного поведения (при появлении новых кормов, новых врагов) Способность к обучению позволяет распространить приобретенный опыт среди потомства или среди стаи, в результате чего выживаемость увеличивается. Особенностью мозга птиц являются также большие размеры мозжечка, что связано со сложными движениями во время полета. Обонятельные доли у птиц невелики. Это указывает на незначительную роль обоняния в их жизнедеятельности.

Основные органы чувств — зрение и слух. Орган зрения — основной для ориентировки во внешней среде. Глазные яблоки очень крупные, особенно у хищных птиц, активных в сумерки и ночью. Острота зрения очень большая, птицы способны различать цвета и оттенки. Отчетливость изображения (аккомодация) достигается изменением формы хрусталика под действием ресничной мышцы и изменением расстояния между хрусталиком и сетчаткой. Орган слуха анатомически сходен с органом слуха рептилий (состоит из внутреннего и среднего уха), но отличается более высокой чувствительностью и улавливает звуковые колебания частотой от 30 до 20 ООО Гц.

Из наземных позвоночных птицы распространены наиболее широко, даже более широко, чем млекопитающие Широкое распространение птиц обусловлено, во- первых, постоянной температурой тела, во-вторых, насиживанием яиц, при котором яйца развиваются в относительно постоянных температурных условиях, и, в- третьих, способностью к перелетам, позволяющим им заселять местности, пригодные для существования в немногие месяцы года, и перемешаться на большие расстояния в поисках корма. Можно сказать, что пределом распоостранения птиц служит наличие корма.

Птицы — обязательный компонент практически любого биоценоза. Вследствие своей многочисленности и разнообразия птицы выступают в роли эффективных регуляторов численности насекомых, паукообразных, мелких позвоночных. Некоторые птицы служат опылителями растений (колибри). Птицы способствуют распространению семян многих растений. Устраивая запасы семян сибирского кедра, сосны и желудей, они способствуют тем самым расселению этих растений. Такие птицы, как дрозды, свиристели, сороки, славки, рябчики и многие другие, имеют решающее значение для расселения рябины, бересклета, терна, малины, ежевики, черники, брусники и др. Семена этих растений, проходя через кишечный тракт, не теряют всхожести. Птицы распространяют семена растений на вырубках, гарях и других оголенных участках, что тоже способствует быстрому восстановлению биоценоза после разного рода стихийных бедствий.

Значение птиц для сельского хозяйства определяется тем, что они истребляют мелких грызунов. Дневные (орлы, пустельги, кобчик и др ) и ночные (совы, неясыть и др.) хищники при обилии грызунов питаются только ими Существенно, что в силу приспособительного поведения птицы могут переключаться с обычных источников пищи на другие, если они в изобилии. Так, в годы массового размножения мышей ими питаются не только хищные птицы, но и вороны, сороки, грачи, сойки, чайки. Птицы имеют важное значение для человека как объект промысла. В нашей стране обитает примерно 150 видов охотничьих птиц. Ежегодный промысел водоплавающей и боровой дичи составляет более 30 млн. шт. Интенсивный отстрел и изменение природной обстановки в связи с хозяйственной деятельностью человека (рубка леса, осушение болот, распахивание степей и т. д.) привели к сокращению ресурсов дичи. Некоторые промысловые виды находятся на грани исчезновения, охота на них запрещена и они занесены в Красную книгу СССР. К ним относятся краснозобая казарка, горный гусь, фламинго, кречет, пеликаны, белый журавль и ряд других.

Птицы произошли в конце триасового — начале юрского периода мезозойской эры от вполне сформированных рептилий. Именно поэтому в основных чертах своего строения они очень близки к рептилиям и могут рассматриваться как прогрессивная ветвь пресмыкающихся. Предки птиц передвигались на задних ногах, имели длинный хвост, передние конечности служили им для схватывания пищи. Эволюция этой группы шла по пути приспособления первоначально к лазанью по деревьям, в связи с чем задние конечности стали единственным орудием опоры о твердый субстат, а передние специализировались для лазания путем обхвата пальцами ветвей. Такая функция крыла сохранилась у птенцов современных тропических птиц гоацинов, которые лазают по деревьям, цепляясь за ветви хорошо развитыми подвижными и снабженными когтями первым и вторым пальцами крыла. По мере развития эта способность у них пропадает.

Дальнейшим этапом было удлинение и расширение краев чешуй и превращение их в перья, что дало им возможность перепрыгивать с ветки на ветку и совершать планирующие перелеты. Предки птиц эволюционировали на протяжении мезозойской эры и только в палеогене появляются формы, близкие к современным. Хотя в это время еще встречаются зубатые формы, но уже существовали воробьиные, стрижи, дятлы и другие современные группы. В середине кайнозойской эры видовой состав орнитофауны становится близким к современному.