Класс Птицы (Aves) Общая характеристика класса. Тематическая контрольная работа «Класс Птицы Крупные контурные перья хвоста - это

Класс Птицы - теплокровные животные, тело которых покрыто перьями (единственная группа животных), а передние ко-нечности превращены в крылья; pадние конечности - ноги. Птицы прекрасно летают, превосходя в этом отношении всех других позвоночных животных. Также птицы хорошо передвигаются по земле, лазают по деревьям, многие ныряют и плавают в воде. Птицы чрезвычайно разнообразны по величине, формам, окраске, повадкам и приспособились к обитанию в различных климатических условиях. Насчитывается около 9 тыс. видов.

Внешнее строение птицы

У птиц имеется голова, шея, туловище, конечности и хвост. Голова у птиц маленькая, на ней расположены клюв, глаза, ноздри. Клюв образован вытянутыми вперед костными челюстями, которые сверху покрыты роговыми чехлами. Зубов у птиц нет, что облегчает череп. У основания верхней части клюва расположены ноздри. Округлые глаза прикрываются двумя веками и мигательной перепонкой. Ближе к затылку под перьями скрыты ушные отверстия. Подвижная шея соединяет голову с компактным туловищем.

Особенности строение тела птицы

Важнейшие отряды птиц

_______________

Источник информации: Биология в таблицах и схемах./ Издание 2е, - СПб.: 2004.

Яйца различных видов птиц различаются по весу, окраске, форме и степени симметрии. Однако большинство их имеют овальную, слегка вытянутую форму с одним более тупым и другим — более острым концом.

Колибри высиживают эллиптические яйца, совы — круглые, а ржанки — каплевидные, заостренные с одного конца. Причина, по которой яйца птиц имеют разную форму, интересовала ученых с давних времен.

Этим вопросом задавался даже греческий философ Аристотель, который ошибочно считал, что яйца, внутри которых развиваются птенцы мужского пола, имеют более заостренный конец.

Ответ на этот вопрос удалось наконец получить ученым из , которые провели титаническую работу по изучению яиц и пришли к выводу, что форма яиц зависит от способности птиц отдельного вида к полету.

Согласно одному из традиционных объяснений, вытянутая форма яиц может мешать им скатываться из гнезд и позволяет проще проходить через клоаку.

«В отличие от классической гипотезы мы обнаружили, что полет может влиять на форму яиц. Птицы, которые хорошо летают, откладывают асимметричные или эллиптичные яйца. Вдобавок мы предположили, что мягкая мембрана яиц, а не их твердая скорлупа отвечает за все разнообразие их форм, которое мы наблюдаем в природе», — пояснила Мэри Касвелл, автор исследования, опубликованного в журнале Science .

Чтобы понять причину формирования яиц разной формы у разных птиц, международная команда ученых провела многошаговое междисциплинарное исследование с применением методов компьютерного моделирования и сравнительной биологии.

Для начала они изучили фотографии порядка 50 тыс. разнообразных яиц, принадлежащих 1400 различных видам птиц, живущим ныне и уже вымершим. Образцы были отобраны со всего земного шара и хранятся в базе данных Музея зоологии позвоночных в Беркли, Калифорния. Все они собирались натуралистами в течение XIX и XX века.

Чтобы формализовать описание различных форм яиц, ученые ввели всего два параметра — эллиптичность и степень асимметрии (отличие тупого конца от острого). Используя высокопроизводительные средства обработки изображений, а также описательные данные из той же коллекции, ученые смогли составить «карту» различных форм птичьих яиц. Так, самые асимметричные яйца оказались у песочника-крошки, наиболее эллиптические — у птичек малео с острова Сулавеси, которые откладывают их в нагретый солнцем песок или вулканический грунт.

sciencealert.com

Карта помогла заметить, что птицы, имеющие крылья, позволяющие им совершать эффективный с точки зрения аэродинамики полет и улетать далеко от гнезда, имеют более вытянутые и острые яйца.

«Вариации между размером и формой яиц у различных видов птиц не являются просто случайными, а связаны с различиями в экологии, в частности — способности каждого вида к уверенному и изящному полету», — пояснил соавтор Йозеф Тобиас из имперского колледжа Лондона.

Ученые считают, что яйца более вытянутой формы появляются у птиц, имеющих более гладкое, «аэродинамическое» тело, предназначенное к эффективному полету. Пингвины, которые не летают, но тоже имеют вытянутые яйца, — скорее исключение, подтверждающее правило, поскольку их тело имеет также обтекаемые формы для наименьшего сопротивления при плавании.

Те же птицы, что проводят много времени на земле, часто имеют более круглые яйца, для которых требуется более широкий яйцевод.

Класс птицы, общая характеристика класса

Птицы - высокоорганизованные позвоночные животные, тело которых покрыто перьями, а передние конечности превращены в крылья. Способность передвигаться в воздухе, теплокровность и другие особенности строения и жизнедеятельности дали им возможность широко расселиться на Земле. Особенно разнообразны виды птиц в тропических лесах. Всего насчитывается около 9000 видов.

Это высокоспециализированный и широко распространенный класс высших позвоночных, представляющий собой прогрессивную ветвь пресмыкающихся, приспособившихся к полету.

О сходстве птиц с пресмыкающимися свидетельствуют общие признаки:

1) тонкая, бедная железами кожа;

2) сильное развитие на теле роговых образований;

3) наличие клоаки и другие.

К числу прогрессивных черт, отличающих их от пресмыкающихся, относятся:

а) более высокий уровень развития центральной нервной системы, обуславливающий приспособительное поведение птиц;

б) высокая (41-42 градуса) и постоянная температура тела, поддерживаемая сложной системой терморегуляции;

в) совершенные органы размножения (гнездостроение, насиживание яиц и выкармливание птенцов).

Особенности строения

Эволюция птиц шла по единому пути, связанному с освоением воздушной среды. Полет как основной способ их передвижения наложил отпечаток на их внешнее и внутреннее строение (хотя сохранили также способность передвигаться по деревьям, по земле).

1) Тело их расчленено на голову, шею, туловище и хвост. На небольшой голове расположены различные органы чувств. Челюсти лишены зубов и одеты роговыми чехликами, образующими клюв. Форма клюва разная, что связано с характером потребляемой пищи. Шея у разных птиц разной длины и отличается большой подвижностью. Туловище имеет округлую форму. Передние конечности превращены в крылья. Задние - ноги - разного строения. Это связано с разнообразием мест обитания. На ногах четыре пальца, заканчивающиеся когтями. Нижняя часть ног покрыта роговыми щитками. Укороченный хвост снабжен веером рулевых перьев. У разных птиц он имеет разное строение.

2) Кожа сухая, лишена желез (за исключением копчиковой), которая служит для смазки перьевого покрова и придания ему водонепроницаемости. Тело покрыто перьями. Основу составляют контурные (состоят из стержня, очина, опахала) - они придают телу птицы обтекаемую форму. На крыльях они называются маховыми, а образующие плоскость хвоста - рулевыми. Под контурными располагаются с тонким стержнем - пуховые перья. Они лишены бородок 2-го порядка и соответственно не образуют сомкнутого опахала. Есть также собственно пух, который имеет укороченный стержень с пучком отходящих от них бородок 1-го порядка. Перьевой покров способствует сохранению постоянной температуры тела птиц.

3) Скелет птиц в связи с приспособлением к полету легкий и прочный. Легкость обусловлена пневматичностью, а прочность - срастанием отдельных костей еще в раннем возрасте (череп, туловищный отдел позвоночника, цевка, кости кисти и других) Трубчатые кости полые, содержат воздух, поэтому они легкие. В скелете выделяют шесть отделов: череп, позвоночник, пояс передних конечностей, скелет передней конечности, пояс задних конечностей, скелет задней конечности. Череп характеризуется большими размерами мозговой коробки и глазниц, беззубыми челюстями. Тонкие кости черепа срастаются, не образуя швов. Для сочленения черепа с позвоночником служит один мыщелок. Позвоночник состоит из шейного, грудного, поясничного, крестцового и хвостового отдела. Только шейный отдел подвижен, все остальные малоподвижны или срослись между собой (конечные хвостовые отделы срастаются в копчиковую кость). Имеется грудная клетка, образованная грудными позвонками, отходящими ребрами и грудиной. У летающих птиц и пингвинов грудина несет высокий гребень - киль, к которому прикрепляется сильные мышцы, обеспечивающие движение крыльев (или ластов). Плечевой пояс состоит из лопатки, поракоида и ключицы - он создает опору для крыльев. Тазовый пояс состоит из трех парных костей: подвздошной, седалищной и лобковой. Внизу кости таза не соединены, что связано с откладыванием крупных яиц.

Скелет птицы

4) Мускулатура имеет важное значение в передвижение, как в воздухе, так и на суше и воде. Большого развития достигают мышцы груди, поднимающие и опускающие крыло. У птиц, потерявших способность к полету, хорошо развиты мышцы задних конечностей (страусы, куры, гуси).

5) Строение органов пищеварения характеризуется дальнейшим усложнением и тесно связано с полетом птиц. У них нет зубов, их частично заменяют острые края клюва. Ротовая полость невелика и ведет в глотку, которая переходит в пищевод. У некоторых он образует расширение - зоб (у зерноядных). Здесь пища хранится и размягчается. Желудок состоит из двух отделов: переднего - железистого и заднего - мускулистого. В первом происходит химическая обработка пищи, а в мускулистом - механическая. Кишечник короткий, на границе тонкого и толстого отделов имеются слепые выросты. Короткая толстая кишка не накапливает каловые массы, и испражнения выводятся из кишечника очень часто, что облегчает массу птицы. Прямая кишка отсутствует – приспособление к облегчению тела. Процесс переваривания пищи у птиц очень активен: у насекомоядных он не превышает 1 часа, а у зерноядных - 4 часа. С интенсивным обменом веществ связано потребление значительного количества корма, особенно возрастающее у мелких птиц, которым свойственны большие потери тепла.

Внутренние органы птиц:

1-пищевод; 2-железистый желудок; 3-селезенка; 4-мускульный желудок;

5- поджелудочная железа; 6-двенадцатиперстная кишка; 7-тонкая кишка;

14-нижняя гортань; 15-легкие и воздушные мешки; 16- семенники;

17-семяпроводы; 18-почки; 19-мочеточники

6) Дыхательная система имеет ряд особенностей, связанных с приспособлением к полету. Начинается ноздрями, расположенными у основания надклювья. Изо рта гортанная щель ведет в гортань, а из нее в трахею. В нижней части трахеи и начальных участков бронхов находится голосовой аппарат - нижняя гортань. Источником звуков служат вибрирующие при прохождении воздуха перепонки между последними хрящевыми кольцами трахеи и полукольцами бронхов. Бронхи проникают в легкие, разветвляются в них на мелкие трубочки - бронхиолы - и очень тонкие воздушные капилляры, которые образуют в легких воздухоносную сеть. С ней тесно переплетаются кровеносные сосуды, газообмен происходит через стенки капилляров. Часть бронхиальных ответвлений не разделяется на бронхиолы, выходит за пределы легких, образуя тонкостенные воздушные мешки, расположенные между внутренними органами, мышцами и даже внутри полых костей. Объем воздушных мешков почти в 10 раз превышает объем легких. Парные легкие небольшие и мало растяжимы, они прирастают к ребрам по бокам позвоночника. В спокойном состоянии и во время движения по земле акт дыхания осуществляется за счет движения грудной клетки. Грудная кость при вдохе опускается, отдаляясь от позвоночника, а при выдохе поднимается, приближаясь к нему. Во время полета грудная кость неподвижна. При поднятии крыльев происходит выдох, богатый кислородом воздух попадает из воздушных мешков в легкие, где осуществляется газообмен. Таким образом, насыщенный кислородом воздух проходит через легкие два раза: и при выдохе, и при вдохе (так называемое двойное дыхание). Воздушные мешки предотвращают перегрев организма, так как избыток тепла удаляется с воздухом.

7) Кровеносная система птиц представлена четырех камерным сердцем (два предсердия, два желудочка) и отходящими кровеносными сосудами. В правой части сердца концентрируется венозная кровь, а в левой - артериальная. Органы и ткани получают чистую артериальную кровь, что способствует усиленному обмену веществ и обеспечивает постоянную высокую температуру тела (38-42 градуса). Из левого желудочка артериальная кровь поступает в правую дугу аорты (только у птиц). От нее отходят артерии, питающие кислородом все части тела. Венозная кровь по передним и задним полым венам возвращается в правое предсердие. Это движение крови составляет большой круг кровообращения. По малому кругу кровообращения венозная кровь по легочной артерии поступает из правого желудочка к легким. Окисленная кровь из легких направляется по легочным венам в левое предсердие, в котором малый круг оканчивается. Циркулирует кровь с большой скоростью, что связано с энергичной работой сердца, высоким кровяным давлением. Пульс у воробьиных в покое составляет 400-600 ударов, при полете - 1000.

Кровеносная система и сердце

Круги кровообращения

1-сердце; 2-сосуды большого круга кровообращения; 3-сосуды малого круга кровообращения; венозная кровь показана синим цветом, артериальная – красным, смешанная – фиолетовым

8) Органы выделения представлены двумя крупными почками, лежащими в глубине таза. Их масса составляет 1-2% от массы тела. По двум мочеточникам мочевая кислота стекает в клоаку и выделяется вместе с экскрементами наружу. Мочевого пузыря нет, что облегчает вес птицы.

9) Птицы - теплокровные животные, у них постоянная температура тела (в среднем 42оС). Теплокровность обусловлена повышением уровня обмена веществ путем интенсификации пищеварения, дыхания, кровообращения, выделения и наличием теплоизолирующих покровов. Постоянство температуры окружающей среды - важный прогрессивный признак птиц по сравнению с предыдущими классами животных.

10) Нервная система птиц по сравнению с нервной системой пресмыкающихся значительно усложнилась. Высокое развитие центральной нервной системы обусловлено более сложное поведение птиц. Оно проявляется в различных формах заботы о потомстве (гнездостроение, откладка и насиживание яиц, обогревание птенцов, их кормление), в сезонных перемещениях, в развитии звуковой сигнализации. Представлена головным, спинным мозгом и отходящими нервами. Головной мозг заключен в объемную мозговую коробку. Большие полушария переднего мозга крупных размеров и образованы полосатыми телами. Средний мозг имеет развитые зрительные доли. Мозжечок обеспечивает сохранение равновесия и точную координацию птицы во время полета. Обонятельные доли развиты слабо. Черепно-мозговых нервов 12 пар.

Сложные формы заботы о потомстве у птиц - это прогрессивные особенности, сложившиеся в процессе их исторического развития.

Нервная система и головной мозг

11) Важнейшие органы чувств - органы зрения и слуха. Глаза у них крупные, снабжены верхним и нижним веками и третьим веком, или мигательной перепонкой. Все птицы обладают цветовым зрением. Острота зрения в несколько раз выше, чем у человека. Орган слуха, как и у пресмыкающихся, представлен внутренним и средним ухом. Во внутреннем ухе лучше развита улитка, в ней увеличено число чувствительных клеток. Полость среднего уха большая - единственная слуховая косточка - стремечко - более сложной формы. Барабанная перепонка находится глубже, чем поверхность кожи, к ней ведет канал - наружный слуховой проход. Слух очень острый. По сравнению с пресмыкающимися у птиц увеличена поверхность носовой полости и обонятельного эпителия. У некоторых птиц (утки, кулики, питающиеся падалью хищники) обоняние хорошо развито и используется при поиске корма. У других птиц развито слабо. Органы вкуса представлены вкусовыми почками в слизистой оболочке ротовой полости, на языке и у его основания. Многие птицы различают соленое, сладкое и горькое.

12) Птицы раздельнополы, оплодотворение у них внутренние. У самки функционирует только левый яичник и левый яйцевод, правый яичник и правый яйцевод редуцированы. Это связано с крупными размерами яиц: при наличии двух яичников их большая масса и жесткая скорлупа затруднили бы полет и продвижение яиц по яйцеводу. У самцов семенники парные, их протоки открываются в клоаку. Яйцеклетки птиц имеют крупные размеры из-за содержания в них большого количества питательных веществ. Собственно яйцо (или яйцеклетку) птиц называют желтком. На его поверхности находится зародышевый диск, из которого развивается зародыш. Основная масса желтка служит запасом питательных веществ и воды. Проходя по яйцеводу, яйцо окружается сначала слоем белка, предохраняющего его от механических повреждений и служащего источником воды для развития зародыша, затем одевается подскорлуповой оболочкой и, наконец, прочной известковой скорлупой. Скорлупа пронизана мельчайшими порами, обеспечивающими газообмен зародыша с внешней средой. Надскорлуповая оболочка предохраняет яйцо от проникновения бактерий. Когда яйцеклетка поступает в яйцевод, развитие зародыша в нем только начинается. Для продолжения развития вне организма необходимо, чтобы яйцо обогревалось. У птиц выработался инстинкт насиживания, во время которого в яйце осуществляется эмбриональное развитие. На самых ранних стадиях развития зародыша птиц имеет большое сходство с зародышами своих предков - закладывается хорда, жаберные щели и жаберные артерии, появляется длинный хвост - свидетельство того, что далекие предки птиц были водными животными. Палеонтологические находки свидетельствуют, что непосредственными предками птиц были пресмыкающиеся.

13) По степени физиологической зрелости птенцов в момент вылупления всех птиц делят на две группы - выводковых и птенцовых. У выводковых, птенцы сразу после вылупления покрыты пухом, зрячие, могут передвигаться и находить корм. Взрослые птицы защищают свой выводок, периодически греют птенцов (особенно в впервые дни жизни), помогают в поисках корма. Сюда относятся все курообразные (тетерева, рябчики, куропатки, фазаны и другие), гусеобразные (гуси, утки, лебеди, гаги), журавли, дрофы, страусы. У птенцовых птиц птенцы вначале слепые, глухие, голые или слабо опушенные, не могут передвигаться, в гнезде остаются долго (у воробьиных - 10-12 дней, у некоторых- до двух месяцев). В это время родители их обогревают и выкармливают. Сюда относится голуби, попугаи, воробьиные, дятлообразные и многие другие. Птенцы покидают гнездо оперенными, почти достигнув размеров взрослых птиц, но с неуверенным полетом – одна-две недели после вылета родители продолжают кормить и обучать поиску корма. Благодаря разнообразным формам заботы о потомстве плодовитость птиц гораздо ниже, чем у пресмыкающихся, рыб, земноводных.

Птенцы

1-птенцовой птицы (полевого конька);

2-выводковой птицы (серой куропатки)

Сезонные явления в жизни птиц, гнездование,

кочевки и перелеты

Приспособленность птиц к сезонным явлениям

Жизнь птиц осуществляются ритмически и связаны с изменением их обмена веществ, поведения, популяционной организации. Продолжительность жизни птиц различна. В неволе они живут дольше, чем в природе. Биологический ритм обусловлен сезонным изменением условий существования и характером наследственных приспособлений птиц к среде. Изменение светового режима служит сигналом, влияющим на гормональную систему, которая и определяет годовой режим состояния организм птиц. В тропиках - таким сигналом является влажность - чередование сухого и влажного периодов. Дополнительными сигналами могут быть количество и виды кормов. Таким образом, годовой жизненный ритм складывается из ряда биологических периодов, в каждом из которых преобладает то или иное биологическое явление: спаривание, откладка яиц, линька, миграция и так далее.

Основные периоды годового цикла:

1) Подготовка к размножению (увеличение половых желез, миграция птиц к местам гнездовий, образование пар). После молчаливых зимних месяцев ранней весной в птичьем мире наступает оживление. В ясные дни все чаще слышатся трели больших синиц и поползней, зимовавших в наших лесах, раздается барабанная дробь дятлов. Снег постепенно тает, пробиваются побеги трав. Вылетают и выползают первые насекомые. Возвращаются на родину птицы, зимовавшие в более теплых краях. Они гнездятся обычно на том же участке леса или луга, где выводили птенцов в предыдущие годы. На этом участке весной самец начинает петь. Пением он зазывает самку и оповещает самцов своего вида о том, что место занято. Иногда он дерется с соперниками, не позволяя им устраиваться на занятой территории. Здесь же самец и самка кормятся, позднее строят гнездо. Многие птицы соединяются в пары лишь на один сезон. Так ведут себя гуси, большинство мелких видов воробьиных. У уток и фазанов самец и самка держатся вместе только до периода насиживания яиц. Хищники, а также аисты, цапли и некоторые другие птицы живут парами многие годы, а глухари и тетерева не образуют постоянных пар.

2) Размножение и вывод молоди (освоение гнездовых участков, созревание яйцеклетки, постройка гнезд, откладка яиц, их насиживание, выкармливание молоди). Большинство птиц откладывают яйца в гнездо, которое чаще строит самка, иногда самец, а нередко они работают вместе: самец подносит материал, а самка его укладывает и скрепляет. Простые чашеобразные гнезда строят крупные хищные птицы, грачи, голуби. Главный их материал - прутья и сучья. У зябликов и щеглов гнезда полушаровидные. Одетые снаружи мхом и лишайником. Они незаметны с земли, так как сливаются с рисунком коры и лишайников на ветвях дерева. Шаровидную постройку из мха, стеблей и веточек, скрепленных волосом, изготовляет крошечный крапивник. Многие лесные птицы - дятлы, поползни, синицы, мухоловки - откладывают яйца на дно дупла или в выстроенное здесь гнездо. Береговые ласточки гнездятся в норках береговых обрывов, расположенных обычно над самым водоемом или вблизи него. Самец и самка роют норку когтями пальцев. В глубине норы. На расстоянии около метра от входа, они делают расширение - гнездовую камеру. Гнездо свивают из стеблей трав с выстилкой из перьев. Городские ласточки прилепляют свои постройки, сделанные из комочков влажной глинистой почвы, к стене дома под карнизом, скрепляя материал слюной. Таким образом, гнездо имеет готовую крышу и маленький вход под нею. Многие птицы (например, утки, журавли, куриные) устраивают гнезда прямо на земле. Некоторые птицы, например гагарки и кайры, откладывают одно яйцо без всякой подстилки прямо на голую скалу над морем. Хорошо известная всем кукушка своего гнезда не строит. Самка откладывает 10-12 яиц по одному в разные гнезда других птиц, которые их насиживают. Вылупившийся кукушонок выбрасывает остальных птенцов из гнезда, а осиротевшие родители выкармливают чужака. Оперившийся птенец кукушки большей частью бывает гораздо крупнее, чем его взрослые воспитатели. Число яиц в кладке различно. У крупных хищных птиц (у орлов), у императорских пингвинов и некоторых других птиц насиживается всего одно яйцо. У синиц в кладке может быть до 15, у куропаток - до 20 яиц. Насиживанием бывают, заняты часто оба родителя, сменяющие друг друга на гнезде; у куриных и уток насиживает одна самка. У мелких птиц насиживание продолжается около 14 суток, у крупных птиц больше. Так, курица насиживает 21 сутки, а лебеди и крупные хищные птицы - около 1,5 месяцев. Обычно насиживающие птицы время от времени переворачивают яйца в гнезде. Этим достигается их более равномерное прогревание, что способствует быстрому развитию зародыша. Некоторые птицы совсем не насиживают яйца. Например, сорные куры Австралии и островов Малайского архипелага закапывают свою кладку в землю, где зародыш в яйце развивается под влиянием тепла окружающей почвы. В период гнездования - один из ответственных периодов в жизни птиц - их нельзя тревожить. Испуганные птицы могут покинуть гнездо, и тогда птенцы погибнут. Первый и второй периоды обусловлены врожденными инстинктами. Они проявляются под влиянием закономерностей сложного комплекса условий жизни птиц. «Сигнальный» характер имеет поведение самца, гнездовой ландшафт, само гнездо, тепло и другие явления. В период размножения птицы ведут наиболее оседлый образ жизни и тесно связаны с местами гнездовий. Уход за птенцами, в особенности за теми, которые долгое время не покидают гнезда, довольно сложен. Родители не только обогревает и кормят их, прилетая с пищей до 400 раз в течение дня, но еще спасают от перегрева солнечными лучами: если кругом нет естественной тени, птица в жаркое время дня часто стоит над птенцами с приоткрытыми крыльями. Родители регулярно уносят в клюве подальше от гнезда помет птенцов. Поддерживают чистоту. При появлении врага взрослые птицы ревностно защищают свое потомство. Если вблизи выводка проходит или пролетает хищник, то родители поднимают тревожные крики, к ним присоединяются соседние гнездящиеся пары разных видов и все вместе бросаются на пришельца так, что он вынужден отступать. Иногда птица-мать старается отвлечь внимание человека или собаки от своего гнезда, представляясь раненой. Когда враг пытается схватить ее, она отлетает все дальше, дальше и исчезает. Все действия птиц, связанные с заботой о потомстве, инстинктивны, точно так же как и действия пчел, жуков-могильщиков, рыб колюшек и других животных. Убирая помет из гнезда, взрослые птицы, конечно, не знают, что это необходимо для правильного развития оперения птенцов и сохранения их здоровья. Никакая птица не учит своих птенцов притворяться ранеными.

3) После гнездовая линька наступает после размножения. У тетеревов, рябчиков, уток, гусей, лебедей, а также у домашних птиц птенцы появляются на свет одетые пухом. С открытыми глазами и могут через несколько часов или на следующий день после вылупления выйти из гнезда и даже бегать за матерью. Таких птиц называют выводковыми. Несмотря на самостоятельность, эти птенцы первые дни жизни все же нуждаются в обогреве и часто прячутся под крылья матери, так как у них не сразу температура тела становится постоянной. У хищных птиц, ворон, грачей, голубей, дятлов, попугаев, воробьев, синиц и многих других птенцы вылупляются беспомощными, со сросшимися веками глаз и закрытыми ушными отверстиями. Тело их голое или одето отдельными пучками тонкого редкого пуха. Они не могут держаться на ногах и долго не покидают гнезда. Такие птицы гнездовые. Родители выкармливают их продолжительное время, даже после того, как они, выскочив из гнезда, начнут перепархивать с дерева на дерево. Когда молодежь станет летной, кормление прекращается. Большинство птиц образуют стаи в укромных местах, многие теряют способность к полету (гусеобразные).

Гнезда птиц

4) Подготовка к зиме. Птицы мигрируют в поисках корма, интенсивно питаются, в связи, с чем усиливается процессы обмена, идет накопление жира. Некоторые заготавливают семена, плоды, насекомых и их личинок (воробьиные), трупы мышевидных грызунов (совы).

5) Зимовка. В этот период сильно укорачиваются световой день, снижается температура, образуется снежный покров, лед на водоемах. Птицы перемещаются в поисках корма, совершают сложные перелеты. Оседлые (галки, воробьи, голуби, белые куропатки, тетерева, рябчики, глухари) мигрируют в пределах того же района, где они обитали в теплое время. Некоторые (снегири, свиристели, грачи, щуры) собираются в стаи и кочуют, но не имеют постоянных мест зимовок. Другие мигрируют на большие расстояния от мест гнездований. Их называют перелетными птицами. Одни покидают свои гнездованья в конце лета (соловьи, стрижи), другие - поздней осенью (утки, лебеди, гуси). Важную роль в ориентировке птиц при перелете играют органы зрения и зрительные восприятия, ландшафт, солнце, звездное небо и другое. Миграционный инстинкт - одна из форм приспособления птиц к меняющимся условиям среды. Он проявляется при комплексном воздействии среды уменьшения количества кормов, наступлении листопада, образовании снежного покрова, уменьшении продолжительности дня. Перелеты начались еще в доледниковое время, но решающую роль сыграло последнее оледенение: после таяния ледника птицы продвинулись на север и освоили экологически новые условия. Пути послеледникового расселения вида часто совпадают с путями пролета.

Приспособленность птиц к различным средам обитания

Экология птиц

В классе птиц выделяют 28 отрядов. Основные из них: пингвины, страусы, киви, гагры, поганки, трубконосые, веслоногие, голенастые, гусеобразные, хищные птицы, куринные, журавлеобразные, кулики, голубеобразные, попугаи, совы, длиннокрылые (стрижи), дятлообразные, воробьиные. Больше половины – около 5 тыс. видов – приходится на долю воробьиных птиц.

Птицы приспособлены к различным средам обитания, чем обусловлено возникновение среди них экологических групп. Каждая группа привязана к своим местам обитания, использует свойственные им корма и имеет определенные приспособления к их добыванию.

Различают следующие экологические группы:

1) Птицы парков и садов обитают возле жилья человека, уничтожая вредных насекомых. Это многочисленные представители отряда воробьиных: синицы, воробьи, ласточки, мухоловки, скворцы и другие. Большинство воробьиных - насекомоядные птицы, но даже те, кто употребляет в пищу семена, выкармливают потомство насекомыми. Обычно это птицы мелких и средних размеров. Большая синица - красивая, подвижная птица величиной с воробья. Ее легко отличить по зеленоватой окраске спины, желтой грудке с черной полосой и по черной шапочке на голове. Это она, одна из первых, в конце февраля - начале марта поет короткую звонкую песню, как бы извещая всех о скором приходе весны и тепла. Большая синица весьма плодовита. Она рано гнездится и откладывает до 12 яиц. Через две недели выводятся птенцы, а еще через три недели выводок покидает гнездо. Вскоре взрослые птицы приступают ко второй кладке, иногда в том же гнезде. Большие синицы встречаются в смешанных лесах, много их в парках, садах, около жилищ человека. Осенью и зимой они собираются в небольшие стайки. Перепархивая с ветки на ветку, синицы внимательно осматривают щели в коре в поисках затаившихся насекомых. Городская, деревенская и береговая ласточки проводят большую часть дня в полете, ловя насекомых (мелких мух, комаров, мошек) в воздухе. Они преследуют свою добычу как над самой землей, так и высоко в воздухе. Полет ласточек быстрый, легкий и ловкий благодаря длинным острым крыльям. Целый день ласточки неутомимо охотятся в воздухе. Они даже могут пить на лету, пролетая низко над водой и черпая ее своим раскрытым клювом. Ловле добычи способствует очень широкий разрез рта и маленький уплощенный клювик. Ноги у ласточек короткие, ходят они неуклюже и редко садятся на землю.

2) Птицы лугов и полей гнездятся и кормятся на земле. Они объединяют представителей многих отрядов: жаворонков, трясогузок (отряды воробьиные), чибисов (отряд кулики), журавлей (отряд журавлеобразные), куропаток и перепелов (отряд куриные), коростелей (отряд пастушковые). Ранней весной над полем или степью высоко в небе слышны серебристые звонкие трели полевого жаворонка. Жаворонки прилетают, как только появятся проталины на полях. Эти птицы обычны на лугах, в степях, охотно селятся на возделанных землях. Здесь они находят обильную пищу и укрытие для гнезда, которое строят прямо на земле. Жаворонок хорошо заметен, когда он трепещет в воздухе под свою переливчатую песню. Не так просто обнаружить его на земле. Скромное, серовато-бурое, с темными пестринками оперение делает жаворонка малозаметным среди трав и полевых растений. Кормится жаворонок только на земле, в воздухе он добычу не ловит. Жаворонок проворно бегает среди растений, высматривая добычу, схватывает ее с земли и с травинок. Насекомые - основная пища птенцов и взрослых птиц.

3) Птицы болот и побережий добывают корм с поверхности земли, со дна или влажного грунта, в связи, с чем у некоторых из них голенастые ноги и тонкие без перепонок пальцы (цапли и аисты - отряд аистообразные), у других имеются перепонки на ногах (лебеди, гуси, казарки, утки, чирки, нырки - отряд гусеобразные). На болотах и побережьях из отряда кулики встречаются кроншнеп, турухтан, ржанки, бекасы, из отряда веслоногие - пеликаны, бакланы. Большинство представителей этой группы имеют промысловое значение. Жизнь многих птиц тесно связана с водоемами, в которых они добывают корм. Водоплавающие птицы, как показывает само название, способны плавать, а многие из них еще и ныряют. В связи с приспособлением к плаванию и нырянию у водоплавающих птиц есть перепонки между пальцами ног, а сами ноги отставлены далеко назад. По земле большинство водоплавающих птиц передвигаются медленно и неуклюже. Оперение водоплавающих птиц предохраняется от намокания главным образом строением перьевого покрова. Плотное переплетение перьевых и пуховых бородок образует густой слой с водоотталкивающей наружной поверхностью. Кроме того, водонепроницаемости способствуют бесчисленные пузырьки воздуха, заключенные в тончайших полостях слоев оперения. Смазывание перьев выделениями копчиковой железы тоже имеет значение для защиты от воды: оно сохраняет естественную структуру, форму и эластичность перьев, образующих водонепроницаемый слой. К водоплавающим относятся многие птицы разных отрядов. Отряд пингвины. Обитают на побережьях материков и островов южного полушария. Императорский пингвин встречается только в Антарктиде. Пингвины выходят на берег в период размножения, а в остальное время держатся в открытом море. Эти птицы прекрасно плавают и ныряют в поисках рыбы, моллюсков и мелких ракообразных, но совсем не летают. Крылья пингвинов маленькие и имеют форму узких плоских ластов. Мышцы крыльев, а вместе с ними и вся грудная кость, к которой они прикрепляются, развиты не хуже, чем у хороших летунов. Короткие ноги с перепонкой между пальцами при плавании вытягиваются назад и служат рулем. По льду и снегу пингвины ходят, держа корпус вертикально и опираясь на ноги и хвост. Для размножения императорские пингвины выходят на лед. Гнезда они не строят, а держат свое единственное яйцо на перепонках лап, пряча его под большую складку кожи на животе, и насиживают стоя. В колониях пингвинов царит шум и крик. Появившиеся на свет птенцы одеты густым пухом и очень жирны, но беспомощны и развиваются медленно. Родители кормят их, отрыгивая пищу в рот птенцам, либо птенцы сами засовывают клюв в глотку родителям и вытаскивают добычу. В бурю или метель подросшие пуховики собираются вместе плотной толпой и, чтобы было теплее, стоят, прижавшись, друг к другу. Отряд аистообразные. Белый аист - крупная птица с большими черными крыльями и длинными, красного цвета ногами. Обитают аисты среди открытых пространств с редко расположенными группами деревьев, в местах, где имеются низменные обширные луга, болота, водоемы. Благодаря длинным ногам аист может заходить далеко в воду. С помощью длинных пальцев с небольшой перепонкой между их основаниями аист уверенно шагает по топким местам. Аисты - перелетные птицы и зимуют далеко от мест гнездования - в Центральной и Южной Африке, в некоторых районах Южной Азии.

4) Птицы пустынь и степей - обитатели обширных открытых пространств с разреженной растительностью. Здесь трудно найти укрытие, и потому многие птицы, живущие в степях и пустынях, имеют длинные ноги и шею. Это позволяет им далеко осматривать местность и заблаговременно видеть приближение хищников. Свой корм птицы степей и пустынь находят на земле, среди растительности. Им приходится много ходить в поисках пищи, и потому ноги этих птиц обычно хорошо развиты. Некоторые виды спасаются не улетая, а убегая от опасности.

В этих экологических условиях выделяют 2 группы:

а) бегущие птицы: страусовые, дрофа, стрепет. Живут они стаями: перемещаются с помощью ног (страусы не летают вообще). Гнездятся и кормятся на земле и имеют промысловые значение;

б) быстролетающие птицы - саджа, отряд рябки. К ним же относятся обитающий в степях орел (отряд дневные хищники), уничтожающий мышевидных грызунов. Вследствие перепромысла и распашки земель численность их сильно сократилась. Дрофа, стрепет, белый журавль, журавль-красавка занесены в Красную книгу России. Отряд журавли. В апреле высоко в небе под громкое курлыканье летят. Выстроившись в треугольники, журавли. Они возвращаются из Африки и Южной Азии к местам гнездований. Большинство журавлей обитает на заболоченных участках, но журавль-красавка гнездится в степной зоне. Сразу после прилета начинаются брачные игры журавлей. Они собираются в большой круг, в центре которого под громкие трубные звуки «пляшет» несколько пар. Через некоторое время «танцоры» встают в круг «зрителей», уступая место другим птицам. Красавки гнездятся прямо на земле: в степи или на пашне. Гнездо - неглубокая ямка с набросанными стеблями травы. В кладке два яйца. Питаются красавки преимущественно растительной пищей, в меньшей степени насекомыми. Красавки стали теперь редкими и нуждаются в охране. Отряд страусы. Из обитателей степей и пустынь самыми замечательными надо считать страусов. Это очень крупные нелетающие птицы с тяжелым туловищем на длинных сильных ногах. У африканского страуса на ногах всего по два пальца с большими когтями. Африканские страусы держатся группами, иногда в стадах крупных млекопитающих. Высокий рост, острое зрение и осторожность позволяют страусу первым замечать опасность и вспугивать все стадо. От врагов (хищника или охотника) он спасается бегством. Шаг страуса во время бега достигает 4 м, а скорость до 70 км в час. При близком столкновении с врагом страус защищается ногами, причиняя серьезные ранения. Отряд дрофы. Дрофа - одна из самых крупных и редких птиц. Масса ее достигает 16 кг. Дрофы селятся в степях. Благодаря хорошему зрению они уже издали замечают опасность и улетают либо убегают на своих мощных ногах. Иногда дрофа затаивается среди выгоревшей на солнце травы и тогда становится совершенно незаметной благодаря покровительственной окраске оперения. Дрофы - всеядные птицы: они поедают листья, семена и побеги растений, а также жуков, саранчу, ящериц, мелких мышевидных грызунов. Птенцы питаются преимущественно насекомыми. В случае опасности самка притворяется раненой и отвлекает внимание врага от птенцов, отбегая в сторону и волоча крылья. Птенцы при этом затаиваются на земле.

5) Птицы леса - самая многочисленная группа. У ее представителей существуют различные формы связи с лесной средой.

Различают 3 группы:

а) древесные птицы, лазающие по деревьям. Кормятся и устраивают гнезда на деревьях, имеют короткие, но сильные ноги, долотообразный тонкий и длинный или загнутый вовнутрь клюв (попугаи). По характеру питания могут быть и зерноядные и насекомоядные: дятлы (отряд дятлы), чечетка, чиж, щегол, поползни, клесты, дубоносы (отряд воробьиные);

б) Группа лесных птиц. Гнездятся на деревьях или в зарослях кустарников, а добычу ловят в воздухе: пустельга, ястреб, кобчики (отряд дневные хищники), обыкновенная кукушка (отряд кукушки), поедающая вредных мохнатых гусениц, обыкновенный козодой (отряд козодои), сыч, неясыть, сипуха (отряд совы);

в) Группа лесных птиц, гнездящихся только на земле. Корм добывают и на земле и на деревьях. Эти многочисленные представители отряда куриных (фазан, тетерев, глухарь, рябчики и другие) составляют предмет промысла.

Роль птиц в природе и их значение в жизни человека

Ни одна птица не может быть абсолютно вредной или полезной. Они также, как и другие животные, могут быть вредными или полезными в определенных обстоятельствах и в определенное время. Например, грачи летом питаются насекомыми и их личинками (майский жук, клоп-черепашка, гусеницы лугового мотылька и долгоносиков и другие). Однако весной они могут выклевывать высеянные семена злаков и огородных культур, а осенью портят кукурузу и подсолнечник, дыни и арбузы и так далее. Розовый скворец считается очень полезной птицей, так как основной корм его - саранча и другие прямокрылые, но летом и осенью стаи розовых скворцов могут поедать в садах сочные плоды (вишни, шелковицы, винограда) и этим причиняют существенный вред. Полевой воробей и другие зерноядные птицы питаются семенами культурных растений, однако своих птенцов они выкармливают насекомыми, среди которых много вредителей. Кукушки, питаясь вредителями леса, могут подавить вспышку их размножения, в то же время, подкладывая яйца в гнезда насекомоядных птиц (славки, конька, горихвостки, трясогузки и другие), они вызывают гибель части их выводков. Ястреб-тетеревятник, полезный в дикой природе, как большинство хищников, поселившись вблизи населенного пункта, может уничтожать домашнюю птицу.

Все эти примеры говорят о том, что одна и та же птица в разных условиях может быть и полезной и вредной. Тем не менее, подавляющее большинство можно считать полезными. Особенно ценны такие птицы, как дневные хищники, совы, многие воробьиные. Многие птицы имеют важное значение для человека с экономической точки зрения, к ним относятся промысловые и охотничьи виды, многочисленные породы домашней птицы.

Привлечение и охрана птиц - самый дешевый и эффективный метод борьбы с вредителями сада. Надежные помощники садовода в борьбе с вредителями плодовых и ягодных культур - ласточки, скворцы, синицы, мухоловки, горихвостки, трясогузки, поползни, пищухи и другие мелкие насекомоядные птицы. Особенно много насекомых уничтожают птицы во время выкармливания птенцов. Не только насекомоядные, но и большинство зерноядных птиц (воробьи, овсянки, чижи, щеглы) выкармливают своих птенцов насекомыми, собирая их на ветвях и стволах деревьев, ловят на лету и на почве.

Значение птиц в природе и для человека многообразно: опыление растений и распространение их семян и плодов (и таким образом регуляция численности) насекомых, паукообразных, грызунов и других, некоторые птицы вредят садам, посевам зерновых. Птицы издавна служат предметом охоты, ряд видов одомашнен. Некоторые птицы переносят возбудителей инфекций. Велико эстетическое значение птиц, оживляющих своим присутствием и пением лесам и парки. Птицы являются обязательным компонентом любого биогеоценоза. Птицы являются источником продуктов питания.

С появлением реактивных скоростных самолетов участились случаи столкновения их с птицами, иногда приводящие к серьезным авариям. Это ущерб предотвращается отпугиванием птиц из района аэродромов и выбором трасс полетов в обход мест сезонных концентраций птиц.

Сейчас численность очень многих видов сильно сократилась, и они могут исчезнуть совсем, если человек не будет их активно охранять.

Используемая литература

1) Жизнь животных. Энциклопедия в 6-ти томах. Т-5. Птицы. Под ред. проф. Н.А. Гладкова, А.В. Михеева. М.: «Просвещение», 1970. – 612 с.

2) Биология: Справ. материалы. Учеб. пособие для учащихся / Д.И. Трайтак, Н.И. Клинковская, В.А. Карьенов, С.И. Балуев; Под ред. Д.И. Трайтака. – М.: «Просвещение», 1983. 208 с.

3) Энциклопедический словарь юного биолога / Сост. М.Е. Аспиз. – М.: «Педагогика», 1986. – 352 с.

4) Ковшарь А.Ф. Певчие птицы. – Алма-Ата: «Кайнар», 1983. – 280 с.

5) Ковшарь А.Ф. Мир птиц Казахстана. – Алма-Ата: «Мектеп», 1988. – 272 с.

6) Детская энциклопедия в 12-ти томах. Гл. ред. А.И. Маркушевич. Т-4. Растения и животные. Науч. ред. тома: Банников А.Г., Генкель П.А. –М.: «Педагогика», 1973. – 448 с.

7) Энциклопедический словарь юного натуралиста / Сост. А.Г. Рогожин. – М.: «Педагогика», 1981. – 406 с.

8) Биологический энциклопедический словарь / Гл. ред. М.С. Гиляров; Редкол.: А.А. Баев, Г.Г. Винберг, Г.А. Заварин идр. – М.: «Сов. энциклопедия», 1986. – 831 с.

9) Белякова Г.А. и др. Биология: Справочник для старшеклассников и абитуриентов. – М.: «ЭКСМО-Пресс», 2000. – 352 с.

10) Наумов Н.П., Карташев Н.Н. Зоология позвоночных. – Ч. 2. – Пресмыкающиеся, птицы, млекопитающие: Учебник для биолог. Спец. ун-тов. – М.: «Высшая школа», 1979. 272 с.

Форма тела. Приспособление к полету обусловило относительное однообразие формы тела. Туловище компактное, более или менее округлое. Голова небольшая, шея длинная и подвижная. Передние конечности - крылья - в спокойном состоянии сложены и прижаты к бокам тела. Оперение обеспечивает обтекаемость тела. Видовые вариации в размерах и форме клюва и головы, длине шеи, длине и форме крыльев и хвоста, длине задних конечностей и форме их пальцев обеспечивают при сохранении общего однообразия приспособления к разным типам движения и питания.

Размеры птиц варьируют в небольших пределах; возможность полета ограничивает возрастание размеров. Масса крупных летающих птиц не превышает 14-16 кг (лебеди , грифы, дрофы) при размахе крыльев до 3-4 м (пеликаны, альбатросы). Самые мелкие из птиц - некоторые колибри с максимальной массой 1,6-2 г. Потеря способности к полету часто приводит к увеличению размеров: масса крупных пингвинов достигает 40 кг, казуаров и африканских страусов - 80-100 кг. Некоторые из вымерших бегающих птиц достигали массы 300-400 кг (эпиорнисы, моа).

Кожа и ее производные. Кожа птиц тонкая, сухая, практически лишена кожных желез. Поверхностные слои клеток эпидермального слоя ороговевают. Соединительнотканный слой кожи подразделяется на тонкую, но довольно плотную собственно кожу, в которой проходят кровеносные сосуды, укреплены окончания (очины) контурных перьев и расположены пучки гладких мускульных волокон, меняющих положение перьев, и подкожную клетчатку - рыхлый слой, непосредственно прилегающий к туловищной мускулатуре; в нем откладываются запасы жира. Единственная кожная железа - копчиковая - лежит на хвостовых позвонках. Она вырабатывает жироподобный секрет, выделяющийся через протоки, когда птицы надавливают на железу клювом. Птицы смазывают этим секретом перья, что способствует сохранению их эластичности и отчасти повышает водоотталкивающие свойства оперения. Жировые выделения копчиковой железы под воздействием солнечного света превращаются в витамин D, который птицы заглатывают при очистке пера. Копчиковая железа хорошо развита у большинства птиц, ведущих как водный, так и наземный образ жизни (гусеобразные, куриные и др.); лишь у немногих наземных и водных птиц она развита слабо (бакланы, цапли) или отсутствует (страусоподобные, дрофы, некоторые попугаи).

Разрастания ороговевающего эпидермального слоя кожи образуют роговой покров клюва - рамфотеку. Роговые чешуйки рептильного типа покрывают пальцы, цевку, а иногда и часть голени. Последние фаланги пальцев ног покрыты роговыми когтями. У самцов некоторых птиц (например, у фазановых) на цевке образуется костный вырост, покрытый острым роговым чехлом, - шпора. Специфический для птиц перьевой покров - тоже роговые образования эпидермального слоя кожи.

Основной тип пера - контурное перо. Оно состоит из прочного и упругого рогового ствола, по бокам которого расположены мягкие наружное и внутреннее опахала. Часть ствола, к которой прикрепляются опахала, называют стержнем; он в поперечнике имеет четырехгранную форму. Нижняя, лишенная опахал часть ствола называется очином и имеет округлое сечение; основание очина погружено в кожу и укрепляется в перьевой сумке. Каждое опахало образовано отходящими от боковых сторон стержня удлиненными роговыми пластинками - бородками первого порядка, от которых в свою очередь отходят многочисленные более тонкие бородки второго порядка (бородочки) с расположенными на них мелкими крючочками. Крючочки, сцепляясь с соседними бородками, образуют упругую пластинку опахала. Если, например при ударе, крючочки разойдутся и опахало "разорвется", птица, клювом поправляя перо, заставит крючочки вновь сцепиться, и структура пера восстановится. Обычно в самой нижней части пера бородки более тонкие и пушистые, без крючков; это пуховая часть опахала, функция которой - удерживать у кожи слой воздуха. У оседлых птиц зимнее перо имеет более развитую пуховую часть, чем летнее. У части птиц (куриные и др.) от брюшной поверхности стержня на уровне нижнего края опахала отходит добавочный стержень, мягкие, ветвящиеся бородки которого тоже не имеют крючочков. Развитие пуховых добавочных стержней увеличивает теплоизолирующие качества пера.

Многообразная окраска птиц обеспечивается как накоплением в клетках пера в период его формирования пигментов, так и микроскопическими особенностями структуры пера. Основные типы пигментов - меланины и липохромы. Накапливающиеся в роговых клетках глыбки и зернышки меланинов обусловливают черную, бурую и серую окраску Липохромы в виде жировых капель или хлопьев залегают в роговом веществе, обеспечивая красную, желтую и зеленую окраски. Сочетание в одном и том же участке пера разных пигментов усложняет окраску. Белый цвет обусловлен наполненной воздухом бесцветной роговой массой пера. Свойственный перу многих птиц меняющийся по оттенку металлический блеск создается благодаря интерференции света в наружных оболочках роговых клеток. Пигменты, окрашивающие перо, повышают его механическую прочность. Окраска оперения имеет разнообразное значение: облегчает встречу особей одного вида, предотвращает межвидовые столкновения, часто делает птицу малозаметной в ее обычном местообитании и т. п.

Контурные перья , покрывающие все тело птицы, укреплены в коже на особых полях - птерилиях, разделенных аптериями - участками кожи, на которых перья не растут. Такое расположение черепицеобразно налегающих друг на друга перьев позволяет закрыть все тело минимальным числом перьев. Лишь у немногих птиц, преимущественно не летающих (страусоподобные, пингвины), перья равномерно распределены по всей поверхности кожи. Длинные и особо прочные перья образуют плоскость крыла; их называют маховыми. Первостепенные маховые прикрепляются к заднему краю скелета кисти, второстепенные - к задневерхней стороне локтевой кости. Маховые перья расположены так, что наружное опахало покрывает лишь часть более широкого внутреннего опахала соседнего пера. При опускании крыла перья образуют сплошную плоскость, давящую на воздух. При поднимании крыла маховые несколько поворачиваются и между ними образуются щели, через которые проходит воздух. Длинные и прочные перья, образующие плоскость хвоста, называют рулевыми.

Под контурными перьями лежат пуховые перья; у них тонкий стержень, а бородки не несут крючочков, поэтому не образуется сцепленное опахало. Пух - это пуховое перо, у которого резко укорочен стержень и длинные, сильно опушенные бородки отходят пучком от конца очина. Пух и пуховые перья либо равномерно покрывают все тело (гусеобразные, веслоногие и др.), либо расположены только по аптериям (цапли, совы, многие воробьиные). Пух и пуховые перья обеспечивают теплоизоляцию. У многих птиц по всему телу расположены нитевидные перья с тонким стволом и редкими короткими бородками. Они служат датчиками, сигнализирующими о токах воздуха под перьевым покровом. В углах рта у многих птиц расположены щетинки; это перья с упругим стержнем, утратившие бородки. Они выполняют осязательную функцию, а у части видов, ловящих на лету мелкую добычу (козодои, ласточки, стрижи), увеличивают размеры ротового отверстия.

Развитие пера. В результате разрастания клеток эпидермиса и кутиса на коже образуется бугорок (он подобен зачатку чешуи пресмыкающихся), постепенно разрастающийся в виде направленного назад выроста, основание которого углубляется в кожу, образуя влагалище пера. Соединительнотканная часть выроста превращается в пронизанный кровеносными сосудами сосочек растущего пера. Одновременно разрастающийся эпидермальный слой дифференцируется на тонкий роговой чехлик, закрывающий растущее перо, а из усиленно делящихся и постепенно ороговевающих подлежащих клеток формируется стержень с отходящими от него бородками. По мере роста пера окружающий его роговой чехлик постепенно слущивается, а бородки распрямляются, образуя опахало. Полностью выросшее перо - мертвое образование, удерживаемое плотно прилегающими к очину стенками влагалища и мускульными пучками кориума. Их сокращение позволяет менять положение пера (распушать или, наоборот, прижимать оперение). Сосочек засыхает; от него в очине пера остается лишь пленчатая душка.

Со временем перья изнашиваются и выцветают, ухудшаются их механические и теплоизоляционные свойства. Поэтому происходит периодическая смена пера - линька. Полная линька со сменой всех перьев обычно проходит в конце лета, после завершения размножения. Обычно при этом лётные способности птиц заметно не ухудшаются.

Однако у некоторых групп (гусеобразные, пастушки, журавли и др.) смена контурных перьев по телу идет постепенно, а маховые и рулевые о их кроющими выпадают одновременно, и птица лишается способности к полету (мелкие утки - примерно на 20 дней, лебеди - почти на 1,5 месяца); линяющие птицы держатся в труднодоступных местах.

У части видов в году бывает не одна, а две линьки. Вторая обычно идет ранней весной и захватывает не все оперение: рулевые и маховые не сменяются. Наличие двух линек обеспечивает возможность сезонного изменения окраски и качества оперения. Так, у тетеревиных во время осенней линьки развиваются более длинные покровные перья с сильнее развитой пуховой частью опахала и с длинным, пушистым добавочным стержнем, что существенно повышает теплоизолирующие качества зимнего наряда по сравнению с летним. У оседлых мелких птиц в зимнем наряде бывает больше перьев, чем в летнем, что тоже обеспечивает лучшую теплоизоляцию зимой: например, у чижей в зимнем наряде 2100-2400 перьев, а в летнем - около 1500.

Двигательная система и основные типы движения. Движения птиц многообразны: ходьба, прыжки, бег, лазанье, плавание, ныряние, полет. Они обеспечиваются как изменениями опорно-мышечной Системы, так и преобразованиями других систем органов, осуществляющих координацию движений и ориентировку в пространстве, создающих необходимые энергетические резервы. Своеобразная особенность скелета птиц - хорошо выраженная пневматичность костей. Плоские кости имеют губчатое строение, сохраняя большую прочность при небольшой толщине. Трубчатые кости тоже тонкостенны, а полости внутри них заполнены частично воздухом, частично - костным мозгом. Эти особенности обеспечивают повышенную прочность отдельных костей и заметно их облегчают. Нужно, однако, обратить внимание на то, что общая масса скелета составляет 8-18% массы тела птиц - примерно столько же, сколько у млекопитающих, у которых кости толще, а воздушные полости в них отсутствуют. Это объясняется тем, что у птиц облегчение костей позволило резко увеличить их длину (длина скелета ноги, а особенно крыла в несколько раз превышает длину туловища), заметно не повышая общей, массы скелета. Как и у других высших позвоночных, скелет птиц подразделяется на осевой скелет и связанную с ним грудную клетку, череп, скелет конечностей и их поясов.

Осевой скелет - позвоночный столб подразделяется на пять отделов: шейный, грудной, поясничный, крестцовый и хвостовой. Число шейных позвонков изменчиво - от 11 до 23-25 (лебеди). Как и у пресмыкающихся, первый позвонок - атлас, или атлант, - имеет форму костного кольца, а второй - эпистрофей - сочленяется с ним зубовидным отростком; это обеспечивает подвижность головы относительно шеи. Остальные шейные позвонки птиц гетероцельного типа, длинное тело каждого позвонка спереди и сзади имеет седлообразную поверхность (в сагиттальном разрезе позвонки опистоцельны, а во фронтальном - процельны). Сочленение таких позвонков обеспечивает их значительную подвижность относительно друг друга в горизонтальной и вертикальной плоскостях. Прочность соединений позвонков усиливается наличием суставных отростков на основаниях верхних дуг, образующих между собой скользящие суставы. Шейные ребра птиц рудиментарный срастаются с шейными позвонками, образуя канал, по которому проходят позвоночная артерия и шейный симпатический нерв. Только последние одно-два шейных ребра сочленяются с шейными позвонками подвижно, однако до грудины они не доходят. Особенности шейных позвонков вместе со сложно дифференцированными шейными мышцами позволяют птицам свободно поворачивать голову на 180°, а некоторым (совы, попугаи) и на 270°. Это делает возможным сложные и быстрые движения головой при схватывании подвижной добычи, чистке оперения, постройке гнезда; в полете позволяет, сгибая или разгибая шею, в определенных пределах менять положение центра тяжести, облегчает ориентировку и т. п.

Грудных позвонков у птиц 3-10. Они срастаются друг с другом, образуя спинную кость, и очень тугим суставом соединяются со сложным крестцом. Благодаря этому туловищный отдел осевого скелета становится неподвижным, что важно при полете (колебания туловища не мешают координации летательных движений). К грудным позвонкам подвижно причленяются ребра. Каждое ребро состоит из двух отделов - спинного и брюшного, подвижно сочленяющихся друг с другом и образующих угол, вершиной направленный назад. Верхний конец спинного отдела ребра подвижно причленяется к поперечному отростку и телу грудного позвонка, а нижний конец брюшного отдела - к краю грудины. Подвижное сочленение спинного и брюшного отделов ребер между собой и подвижное их соединение с позвоночным столбом и грудиной наряду с развитой реберной мускулатурой обеспечивают изменение объема полости тела. Это один из механизмов интенсификации дыхания. Прочность грудной клетки усиливается крючковидными отростками, укрепленными на спинных отделах и налегающих на последующее ребро. Большая грудина имеет вид тонкой широкой и длинной пластинки, на которой у всех птиц (кроме страусоподобных) расположен высокий киль грудины (crista sterni). Большие размеры грудины и ее киля обеспечивают место для прикрепления мощных мышц, двигающих крыло.

Все поясничные, крестцовые (их два) и часть хвостовых позвонков неподвижно срастаются друг с другом в монолитную кость - сложный крестец (synsacrum). Всего в него входят 10-22 позвонка, границы между которыми не видны. Со сложным крестцом неподвижно срастаются кости тазового пояса. Это обеспечивает неподвижность туловищного отдела и создает прочную опору для задних конечностей. Число свободных хвостовых позвонков не превышает 5-9. Последние 4-8 хвостовых позвонков сливаются в уплощенную с боков копчиковую кость pygostyle, к которой веером прикрепляются основания рулевых перьев. Укорочение хвостового отдела и образование пигостиля обеспечивает прочную опору хвосту при сохранении его подвижности. Это важно, так как хвост не только выполняет функцию добавочной несущей плоскости, но участвует и в управлении полетом (как тормоз и руль).

Череп птиц похож на череп рептилий и может быть отнесен к диапсидному типу с редуцированной верхней дугой. Череп тропибазальный (глазницы расположены впереди головного мозга), образован тонкими губчатыми костями, границы между которыми отчетливо видны лишь у молодых птиц. Это, видимо, связано с тем, что соединение при помощи швов невозможно из-за небольшой толщины костей. Поэтому череп относительно легок. Своеобразна по сравнению с пресмыкающимися и его форма: резко увеличен объем. мозговой коробки, глазницы большие, челюсти лишены зубов (у современных птиц) и формируют клюв. Смещение большого затылочного отверстия и затылочного мьщелка на дно черепа увеличивает подвижность головы относительно шеи и туловища.

Большое затылочное отверстие окружено четырьмя затылочными костями: основной (basioccipitale), двумя боковыми (occipitale laterale) и верхней (supraoccipitale). Основная и боковые затылочные кости образуют единственный (как и у пресмыкающихся) затылочный мыщелок, сочленяющийся с первым шейным позвонком. Три ушные кости, окружающие слуховую капсулу, сливаются с прилегающими костями и между собой. В полости среднего уха находится лишь одна слуховая косточка - стремечко. Бока и крышу мозговой коробки образуют парные покровные кости: чешуйчатые, теменные, лобные и боковые клиновидные (laterosphenoideum). Дно черепа образует покровная основная клиновидная кость, которую закрывает покровная основная височная кость (basitemporale), и клювовидный отросток парасфеноида (rostrum parasphenoidei). У его переднего конца лежит сошник, по краям которого расположены хоаны.

Верхняя часть клюва - надклювье - образована сильно разросшимися и слившимися предчелюстными костями. Гребень клюва, укрепленный носовыми костями, соединяется с лобными костями и передней стенкой глазницы, образованной разросшейся средней обонятельной костью (mesethmoideum). Составляющие лишь заднюю часть надклювья верхнечелюстные кости отростками сливаются с небными костями. К задненаружному краю верхнечелюстной кости прирастает тонкая костная перекладина, состоящая из двух слившихся костей - скуловой и квадратно-скуловой. Это типичная нижняя дуга диапсидного черепа, ограничивающая снизу глазницу и височную яму. Квадратно-скуловая кость сочленяется с квадратной костью, нижний конец которой образует суставную поверхность для сочленения с нижней челюстью, а удлиненный верхний конец суставом прикрепляется к чешуйчатой и переднеушной костям. Небные кости концами налегают на клювовидный отросток парасфеноида и суставом соединяются с парными крыловидными костями, которые в свою очередь суставом связаны с квадратными костями соответствующей стороны.

Такое строение костного неба имеет важное значение для свойственного большинству птиц кинетизма (подвижности) надклювья. При сокращении мышц, соединяющих направленный вперед глазничный отросток квадратной кости со стенкой глазницы, нижний конец квадратной кости смещается вперед и сдвигает как небные и крыловидные кости (их соединение друг с другом может скользить по клювовидному отростку), так и квадратно-скуловые и скуловые. Давление по этим костным мостикам передается на основание надклювья и благодаря перегибу костей в области "переносицы" вершина надклювья сдвигается кверху. В зоне перегиба надклювья кости очень тонки, а у некоторых видов (гуси и др.) здесь образуется сустав. При сокращении мышц, соединяющих череп с нижней челюстью, вершина клюва сдвигается книзу. Подвижность костного неба в сочетании со сложно дифференцированными жевательными - мышцами обеспечивают разнообразные, тонко дифференцированные движения клюва при схватывании добычи, чистке оперения, постройке гнезд. Вероятно, подвижность шеи и приспособление клюва к многообразным движениям способствовали превращению передних конечностей в крылья, так как замещали некоторые из выполняемых ими второстепенных функций (помощь в захвате пищи, чистка тела и др.).

Нижняя часть клюва - подклювье или нижняя челюсть - образуется слиянием ряда костей, из которых более крупные зубная, сочленовная и угловая. Челюстной сустав формируют сочленовная и квадратная кости. Движения надклювья и подклювья очень четко координированы благодаря дифференцированной системе жевательных мышц. Подъязычный аппарат состоит из удлиненного тела, поддерживающего основание языка, и длинных рожек. У некоторых птиц, например дятлов , очень длинные рожки огибают весь череп. При сокращении подъязычной мускулатуры рожки скользят по соединительнотканному ложу и язык выдвигается из ротовой полости почти на длину клюва.

Скелет передней конечности, превратившейся у птиц в крыло, подвергся значительным изменениям. Мощная трубчатая кость - плечо - имеет уплощенную головку, что существенно ограничивает вращательные движения в плечевом суставе, обеспечивая устойчивость крыла в полете. Дистальный конец плеча сочленяется с двумя костями предплечья: более прямой и тонкой лучевой и более мощной локтевой, на задневерхней стороне которой видны бугорки - места прикрепления очинов второстепенных маховых. Из проксимальных элементов запястья сохраняются лишь две маленькие самостоятельные косточки, которые связками соединяются с костями предплечья. Кости дистального ряда запястья (carpus) и все кости пясти (metacarpus) сливаются в общую пястно-запястную кость (carpometacarpus), или пряжку. Резко редуцируется скелет пальцев: хорошо развиты только две фаланги второго пальца, продолжающие ось пряжки. От первого и третьего пальца сохраняется лишь по одной короткой фаланге. Первостепенные маховые прикрепляются к пряжке и к фалангам второго пальца. К фаланге первого пальца прикрепляется несколько перьев "крылышка".

Преобразование кисти (образование пряжки, редукция пальцев, малая подвижность сустава) обеспечивают прочную опору первостепенным маховым, испытывающим в полете наибольшие нагрузки. Характер поверхностей всех суставов таков, что обеспечивает легкую подвижность лишь в плоскости крыла; возможность вращательных движений резко ограничена. Это предохраняет выворачивание крыла, позволяет птице без усилий менять площадь крыла в полете и складывать его в покое. Соединяющая кистевой сгиб с плечевым суставом складка кожи - летательная перепонка (patagium) - образует эластичный передний край крыла, сглаживающий локтевой сгиб и предотвращающий образование здесь завихрений воздуха. Характерная для каждого вида форма крыла определяется длиной скелетных элементов и второстепенных и первостепенных маховых.

Приспособления к полету отчетливо выражены и в поясе передних конечностей. Мощные коракоиды расширенными нижними концами прочно соединяются малоподвижными суставами с передним концом грудины. Узкие и длинные лопатки срастаются со свободными концами коракоидов, образуя глубокую суставную впадину для головки плеча. Крепость костей плечевого пояса и их прочное соединение с грудиной обеспечивает крыльям опору в полете. Удлинение коракоидов увеличивает площадь прикрепления мышц крыла и выносит вперед, на уровень шейных позвонков, плечевой сустав; это позволяет укладывать крыло сбоку туловища в покое и выгодно аэродинамически, ибо в полете центр тяжести птицы оказывается на линии, соединяющей центры площадей крыльев (обеспечивается устойчивость). Ключицы срастаются в вилочку (furcula), расположенную между свободными концами коракоидов и выполняющую роль амортизатора, смягчающего толчки при взмахах крыла.

Задние конечности и тазовой пояс испытывают преобразования, связанные с тем, что при движении по суше на них переносится вся тяжесть тела. Скелет задней конечности образован мощными трубчатыми костями. Общая длина ноги даже у "коротконогих" видов превышает длину туловища. Проксимальный конец бедра заканчивается сочленяющейся с тазом округлой головкой, а на дистальном конце рельефные поверхности образуют с костями голени коленный сустав. Его укрепляет лежащая в мускульном сухожилии коленная чашечка. Основной элемент голени - костный комплекс, который можно назвать голено-предплюсна, или тибиотарзус (tibiotarsus), так как к хорошо развитой большой берцовой кости (tibia) прирастает, образуя ее дистальный конец, верхний ряд косточек предплюсны. Малая берцовая кость (fibula) сильно редуцирована и прирастает к верхней части наружной поверхности большой берцовой кости. Ее редукция связана с тем, что у большинства птиц все элементы конечности двигаются в одной плоскости, вращательные движения в дистальной части конечности ограничены.

Дистальный (нижний) ряд косточек предплюсны (tarsus) и все кости плюсны (metatarsus) сливаются в единую кость - цевку, или плюсно-предплюсну (tarsometatarsus); появляется добавочный рычаг, увеличивающий длину шага. Так как подвижный сустав располагается между двумя рядами элементов предплюсны (между костями, слившимися с большой берцовой костью, и элементами, вошедшими в состав цевки), то его, как и у пресмыкающихся, называют интертарзальным. К дистальному концу цевки прикрепляются фаланги пальцев.

Как и у всех наземных позвоночных, тазовый пояс птиц образован срастающимися тремя парами костей. Широкая и длинная подвздошная кость срастается со сложным крестцом. К ее наружному краю прирастает седалищная кость, с которой срастается палочковидная лобковая кость. Все три кости участвуют в образовании вертлужной впадины, в которую входит, образуя тазобедренный сустав, головка бедра. Лобковые и седалищные кости у птиц не срастаются друг с другом по средней линии тела; такой таз называют открытым. Он дает возможность откладывать крупные яйца и, может быть, способствует интенсификации дыхания, не ограничивая подвижности брюшной стенки в тазовой области.

Большая поверхность таза и его прочное соединение с осевым скелетом обеспечивают опору задним конечностям и создают возможности для прикрепления мощных ножных мышц. Длинные крепкие кости конечностей, резкий рельеф их суставных поверхностей наряду с хорошо развитой и дифференцированной ножной мускулатурой обеспечивают интенсивное движение в разнообразных условиях.
Мускулатура птиц дифференцирована сильнее, а ее относительная масса больше, чем у пресмыкающихся. Это связано с большей подвижностью птиц и разнообразием их движений. Компактность тела, обусловленная требованиями аэродинамики, в значительной степени достигается тем, что наиболее мощные мышцы, осуществляющие движения конечностей, расположены на туловище, а их сухожилия идут с конечностям. Сильное развитие связок укрепляет соединение отдельных элементов скелета. Очень сложна мускулатура шеи, обеспечивающая высокую подвижность головы, что важно и при схватывании Добычи, и при ориентировке, и в полете.

Из мышц передней конечности в первую очередь заслуживают упоминания две. Подключичная мышца (musculus subclavius) прикрепляется на коракоиде, теле и гребне грудины, а ее сухожилие оканчивается на головке плеча; сокращение этой мышцы поднимает крыло. Над ней лежит, прикрепляясь к грудине и ее килю, к коракоиду и коракоидно-ключичной связке, большая грудная мышца (m. pectoralis major), опускающая в полете крыло; ее сухожилие прикрепляется тоже к головке плеча. Обе большие грудные мышцы составляют от 10 до 25% от общей массы птицы и превышают массу подключичных мышц в 3-20 раз. Особенно велики эти мышцы у птиц, летающих стремительным, маневренным полетом. Кроме этого, работой крыла в полете управляют еще несколько десятков более мелких мышц, располагающихся на туловище, плече и предплечье.

Движения задних конечностей осуществляют более 30 мышц. Более крупные из них широкими основаниями прикрепляются к костям таза, мелкие мышцы расположены на бедре и голени. Расположенный на задней поверхности голени глубокий сгибатель пальцев (m.flexor digitorum perforans) образует сухожилие, проходящее по задней стороне интертарзального сустава и цевки, а затем разделяющееся на четыре ветви и заканчивающееся на нижней поверхности концевых фаланг пальцев. Поверхность концевых сухожилий и дно широких соединительнотканных влагалищ, по которым они двигаются, имеют поперечную ребристость. Когда птица садится на ветку и сжимает пальцы, под давлением ее массы сухожилия прижимаются к стенке влагалищ, и их ребрышки сцепляются: пальцы остаются в сжатом состоянии и при расслаблении мускула. Чтобы разошелся этот "автоматический замок", нужно сокращение мышц - разгибателей пальцев. Это дает возможность птицам спать, сидя на ветви, с расслабленной мускулатурой.

Дыхательные движения грудной клетки осуществляются при помощи межреберных и других мышц стенок тела. Несколькими мышцами осуществляется движение хвоста. По сравнению с пресмыкающимися, у птиц лучше развита подкожная мускулатура, позволяющая менять положение перьев на больших участках тела. Мелкие мускульные пучки кориума меняют положение отдельных перьев.

Для птиц характерно накопление в мышцах миоглобина, позволяющего создавать резервный запас кислорода, утилизируемый в период интенсивной работы. Наивысшая концентрация миоглобина отмечена в большой грудной мышце, мускулатуре мускульного желудка и сердца. Концентрация мышечного гемоглобина выше у птиц, летающих активным полетом, у ныряющих птиц и птиц высокогорий. Во всех случаях, однако, концентрация гемоглобина в крови выше, чем в мышцах.

Лазанье и прыжки в ветвях при помощи задних и отчасти передних конечностей и использование крыльев для планирования - таковы, видимо, основные способы движения примитивных древних птиц. И сейчас большинство видов в той или иной степени связаны с кронами деревьев и кустов. В ветвях птицы обычно передвигаются прыжками, иногда помогая одиночными взмахами крыльев. Обычный для них тип строения лапы - три пальца вперед, один назад - позволяет прочно охватывать ветки. Дальнейшая специализация к древесному образу жизни часто сопровождается изменением строения лапы - два пальца направлены вперед, два назад, что, вероятно, еще более облегчает удерживание на ветвях. Прекрасно лазающие в кронах попугаи используют для хватания и мощный клюв. За счет резкого усиления мускулатуры ног, развития сильных пальцев с острыми когтями многие, особенно мелкие, виды птиц освоили лазанье по вертикальным стволам (поползни , пищухи и др.) и по скалам. Сильные лапы с мощными пальцами и острыми когтями и прочный хвост, служащий добавочной опорой, позволяют дятлам не только лазить по вертикальным стволам, но, удерживаясь на одном месте, долбить кору и древесину.

Многие виды древесных птиц собирают корм и на земле. Мелкие виды при этом, как и в ветвях, прыгают (воробьи и др.), а другие ходят и бегают, попеременно переставляя ноги (белая трясогузка, грач, ворона и др.). Приспособление к наземному образу жизни часто сопровождается укорочением пальцев, особенно направленного назад (иногда он редуцируется), удлинением цевки. Лучшие бегуны среди птиц - потерявшие способность к полету страусоподобные птицы. Трехпалый южноамериканский нанду и двухпалый африканский страус могут бежать со скоростью более 50 км/ч. У обитателей болот и берегов водоемов (цапли, пастушки, кулики и др.) удлинение цевки и голени позволяет бродить по мелководью, не смачивая оперение, а длинные тонкие пальцы не дают проваливаться на вязком грунте. У глухаря , рябчика и других тетеревиных во время осенней линьки по бокам пальцев вырастают роговые шипики, увеличивающие площадь опоры и уменьшающие проваливание в снег, а у белых куропаток на пальцах вырастают длинные перья, превращающие лапу в лыжу - снегоступ. Многие плавающие птицы хорошо ходят по суше (чайки и др.); у некоторых хороших ныряльщиков ноги далеко отнесены назад и по суше они передвигаться почти не могут (гагары, поганки). Мало и плохо ходят некоторые хорошо летающие виды (ласточки, щурки, стрижи).