Как птицы приспособлены к полету

Как птицы приспособлены к полету

1. Очень быстрый обмен веществ

1) Двойное дыхание у птиц – это хитро. Попытаемся разобраться по схеме:

Легкие у птиц губчатые, они не могут расширяться-сжиматься, как наши. Эту работу (расширяться при вдохе и сжиматься при выдохе) у птиц выполняют воздушные мешки. При вдохе (синие стрелки) воздушные мешки расширяются, и туда заходит воздух. В мешки №2 заходит воздух, прошедший через легкие (насыщенный углекислым газом, «использованный»). В мешках №1 запасается чистый воздух. При выдохе (красные стрелки) мешки сжимаются. Использованный воздух из мешков №2 выдыхается сразу, а чистый воздух из мешков №1, прежде чем выйти наружу, проходит через легкие. Таким образом, и при вдохе, и при выдохе через легкие птицы проходит свежий воздух. Именно поэтому птичье дыхание называется «двойным». Кстати, обратите внимание: воздух через легкие птиц движется все время в одном и том же направлении, что облегчает организацию противотока. За счет двойного дыхания и противотока (получается «четверное дыхание») птицы получают гораздо больше кислорода, чем мы.

2) Для запасания кислорода летательные мышцы содержат много миоглобина.

3) Кровеносная система не отстает от дыхательной: в ней очень высокое давление и частота сердечных сокращений. (Среднее давление у птиц 133 мм рт. ст., а у млекопитающих – всего лишь 97 мм рт. ст. Зато пульс у полукилограммового млекопитающего будет около 250 раз в минуту, а у аналогичной птицы – всего лишь 180. Зато масса сердца птицы составляет в среднем 0,8% от массы тела, а у млекопитающего – всего лишь 0,6%. Короче, кровеносные системы птиц и зверей примерно равны; птицы виыгрывают за счет того, что их кровь содержит гораздо больше кислорода, см. п. 1.)

4) За счет отлично развитых кровеносной и дыхательной систем у птиц очень быстрый обмен веществ и высокая температура тела (у млекопитающих от 36 до 39 °С, а у птиц – от 40 до 42 °С). При высокой температуре быстрее идут все процессы жизнедеятельности, в том числе быстрее происходит сокращение мышц. Это позволяет птицам совершать бóльшую работу за единицу времени. Для не-любителей физики: работа, поделенная на время, называется мощность. Птицы более мощные, поэтому они могут летать.

5) Для получения большого количества энергии птицы едят намного больше, чем млекопитающие с такой же массой тела (на фоне птиц даже бурозубка, которой приходится питаться 80 раз в день, после еды – спать 10 минут, затем снова есть – не выглядит такой уж страдалицей). Чтобы хоть немного сэкономить, некоторые птицы (например, колибри), во время сна умешьшают температуру тела (гетеротермия).

2. Аэродинамика

6) Обтекаемая форма тела. В частности, крупные мышцы, двигающие конечности, расположены на теле, а к конечностям идут сухожилия (поэтому птички такие тонконожки).

7) Пережевывание пищи происходит не в голове, а в желудке (с помощью камней). Облегчение тела получается вряд ли, но тяжелые жевательные приспособления хотя бы расположены в центре тела (центровка самолета).

3. Облегчение тела

8) Перья, образующие летательную поверхность крыльев, мертвые (аналоги наших волос). Им не нужны кровеносные сосуды, приносящие питание и кислород, поэтому перья очень легкие.

9) Легкий скелет наполнен воздухом (в костях находятся воздушные мешки из п.1). (В связи с этим у птиц нет красного костного мозга и эритроцитам приходится размножаться самим – для этого у них есть ядро.)

10) Уменьшено количество костей, особенно в крыльях и ногах.

12) Нет слюнных желез.

13) Нет мочевого пузыря (это связано скорее с выделяемым продуктом обмена – мочевой кислотой, которая не ядовита, поэтому её не надо разбавлять).

4. Другие особенности скелета

14) Киль для прикрепления мощных летательных мышц (опускающих крыло).

15) Передние конечности превратились в крылья (что, не ожидали?), поэтому приходится ходить на двух ногах. Чтобы доставать до земли, большие птицы имеют длинную гибкую шею.

16) Поясничные позвонки для создания хорошей опоры срослись между собой, с крестцовыми и хвостовыми позвонками, а также с подвздошными костями.

5. Нервная система и органы чувств

17) Увеличен мозжечок для лучшей координации движений.

18) На высоте бесполезны обоняние и слух, поэтому они у птиц развиты так себе. Зато у них лучшее на земле зрение.

Приспособления птиц к полету

Птицы — высокоорганизованные теплокровные животные, приспособленные к полету. Общими чертами организации птиц в связи с их приспособленностью к полету являются следующие:

Туловище обтекаемой формы. Передние конечности преобразованы в орган полета — крылья, задние конечности служат опорой туловищу и для передвижения.

Кожа тонкая, сухая, лишенная желез. Единственная копчиковая железа расположена в хвостовом отделе. Кожа имеет роговые образования в виде перьев, создающих летательные поверхности и защищающих тело от потерь тепла.

Кости скелета тонкие, прочные, в трубчатых костях имеются воздушные полости, облегчающие их массу. Череп образован полностью срощенными, без швов, костями. Все отделы позвоночника (кроме шейного) неподвижны. Грудина у летающих птиц с выступом впереди — килем, к которому прикрепляются мощные летательные мышцы. В скелете задних конечностей развита длинная цевка, увеличивающая длину шага птицы.

Мышечная система сильно дифференцирована. Самые крупные мышцы — грудные, опускающие крыло. Хорошо развиты подключичные, межреберные, шейные, подкожные и мышцы ног. Движения птиц быстрые и разнообразные: ходьба, бег, прыжки, лазание, плавание. Виды полета —машущий и парящий. Птицы многих видов способны совершать дальние перелеты.

Особенности строения пищеварительной системы связаны с необходимостью быстрого расщепления больших объемов пищи и облегчения массы пищеварительного тракта. Это достигается благодаря отсутствию зубов, участию клюва и языка в добывании пищи, размягчению ее в расширенной части пищевода —зобе, смешиванию пищи с пищеварительными соками железистого отдела желудка и перетиранию ее, как на жерновах, в мышечном отделе желудка, и укорочению задней кишки, заканчивающейся клоакой. Строение клюва и языка у птиц разнообразное и отражает их пищевую специализацию.

Органы дыхания — легкие. У летящей птицы дыхание двойное: газообмен в легких осуществляется как при вдохе, так и при выдохе, когда атмосферный воздух из воздушных мешков поступает в легкие. Благодаря двойному дыханию птица во время полета не задыхается.

Сердце четырехкамерное, все органы и ткани снабжаются чистой артериальной кровью. В результате интенсивного процесса жизнедеятельности вырабатывается много тепла, которое удерживается перьевым покровом. Поэтому все птицы — теплокровные животные с постоянной температурой тела.

Отсутствует мочевой пузырь в связи с необходимостью облегчения массы тела птицы.

Как и у всех позвоночных, головной мозг птиц имеет пять отделов. Наиболее развиты большие полушария переднего мозга, покрытые гладкой корой, и мозжечок, благодаря которым птицы обладают хорошей координацией движений и сложными формами поведения. Ориентировка птиц в пространстве осуществляется с помощью острого зрения и слуха.

61. Надотряд Страусообразные птицы. Особенности строения и жизнедеятельности. Представители.

Страусообра́зные (лат. Struthioniformes) — отряд бескилевых птиц. Современные страусообразные населяют Африку. Страусообразные характеризуются рядом черт, обусловленных отсутствием способностей летать. У страусообразных недоразвиты крылья, но развиты ноги, на которых имеется лишь два пальца (единственный случай среди современных птиц), направленных вперёд. Самцы бывают высотой 2,7 м и массой от 50 до 90 кг[2]. Все страусообразные хорошо бегают, развивая скорость до 70 км/ч. Всеядны, с уклоном в растительную пищу[1].

Скелет не пневматизирован, киль отсутствует, перья имеют простое строение: их бородки не сцепляются друг о другом и не образуют перьевых пластинок[1].

У страусообразных насиживанием яиц и воспитанием выводковых птенцов занимаются самцы. Эти птицы — кочующие, один самец водит с собой несколько самок. Гнездо устраивает самец; в него откладывают яйца все самки группы — каждая по 7—9 яиц. В результате в гнезде оказывается 15—20 яиц (Северная Африка) или даже 50—60 яиц (Восточная Африка) массой 1,5—2 кг каждое. Насиживают кладку по очереди: днем — самки, ночью — самец; инкубация длится 42 дня. Тип размножения — выводковый: страусята вылупляются зрячие, покрытые пухом и способные к самостоятельному передвижению[3].

Обитают страусообразные в пустынях, степях, саваннах. Во внегнездовое время иногда объединяются в стада, насчитывающие несколько десятков птиц. Иногда страусообразных разводят в полуодомашненном состоянии[4].

Основные приспособления птиц к полету — признаки и среда обитания

Многие пернатые освоили наземно-воздушную среду обитания. Приспособление птиц к полету стало возможным из-за многих изменений во внешнем виде и внутреннем строении.

Основные признаки приспособления птиц к полету

1. Двойное дыхание.
2. Летательные мышцы содержат большое количество миоглобина.
3. Перьевой покров.
4. Легкий скелет.
5. Развита кровеносная система.
6. Быстрый обмен веществ.
7. Видоизменение передних конечностей в крыльях.
8. Обтекаемая форма тела.
9. Есть специальная кость — киля.
10. Теплокровность.
11. Один яичник.
12. Уменьшено количество костей.
13. Увеличен мозжечок.
14. Хорошо развитая нервная система.

Как птицы приспособлены к полету?

У птиц легкие не имеют возможности расширяться или сжиматься, как у людей. Воздушные мешки выполняют всю эту работу. При вдохе и при выдохе через легкие птицы движется свежий воздух, который запасается в мешках. По этой причине дыхание у птиц называется «двойным». Чтобы запастись достаточным количеством кислорода, у птиц летательные мышцы содержат много миоглобина.

Внутреннее строение птицы схема

Птицы вынуждены много питаться, чтобы получать большое количество энергии. У них очень хорошо развита кровеносная и дыхательная система. Среднее давление пернатых составляет около 130 мм рт. ст., в то время, как у млекопитающих она всего — 95 мм рт. ст.

У птиц очень быстрый обмен веществ, температура тела достигает от 40 до 42 градусов. Высокая температура тела значительно влияет на все процессы жизнедеятельность, также сокращение мышц происходит в разы быстрее.

В большой мере, крупные мышцы, двигающие конечности, расположены на теле, а к ним уже идут сухожилия.

Птицы пережевывают свою еду в желудке, поэтому все жевательные процессы расположены внутри тела, что улучшает их аэродинамику.

Пернатые имеют перья, которым не нужны кровеносные сосуды, они слишком легкие и мягкие. Также помимо всего этого у птиц легкий скелет, который наполнен воздухом. А для лучшей координации движений был увеличен мозжечок.

Приспособление птиц к среде обитания

В зависимости от места обитания внешнее строение пернатых сильно видоизменено. К примеру, дятел имеет клюв, который похож на долото. Он использует его, чтобы доставать насекомых и личинок из коры деревьев. Вдобавок у него слишком длинный липкий язык и острые когти, которые позволяют ему выполнять все необходимые задачи для продолжения жизнедеятельности.

Птицы, которые живут в водоемах, тоже имеют некоторые изменения. У них есть короткие нижние конечности с плавательными перепонками и сплошной перьевой покров. Пернатые, обитающие в пустынях и степях обладают защитной окраской перьев, у них прекрасное зрение и сильные ноги.

Страусообразные птицы населяют Африку. Они не могут летать, так как у птиц недоразвиты крылья, однако хорошо развиты ноги. Птицы могут развивать скорость до 70 км/ч, их вес составляет 50-90 кг, а рост около 2,5-2,7 метров. Обитают страусообразные в саваннах, пустынях, степях.

Хищные птицы имеют большой изогнутый клюв, который используют для разрыва добычи на мелкие кусочки. Имея мощные острые когти, они цепляются в добычу, после чего наносят им смертоносные ранения или переносят пищу к себе в гнездо. Хищники могут долго парить в воздухе, у них отличное острое зрение и прекрасный слух.

Источники:

http://www.bio-faq.ru/zzz/zzz005.html
http://studopedia.ru/10_128509_prisposobleniya-ptits-k-poletu.html
http://pristor.ru/osnovnye-prisposobleniya-ptic-k-poletu-priznaki-i-sreda-obitaniya/