Птицы. Размножение, развитие, анатомия и физиология, классификация птиц

Кто такие птицы?

Птицы (Aves) являются двуногими, теплокровными, яйцекладущими позвоночными, в основном с перьями и костлявым клювом без зубов. Общие характеристики птиц включают укладку яиц с твердой оболочкой, высокую скорость метаболизма и легкий, но сильный скелет, обычно с полыми костями.

Птицы – единственные животные, покрытые перьями, большинство из них характеризуются полетом. Многие птицы мигрируют на большие расстояния, чтобы использовать оптимальные места обитания, в то время как другие проводят почти все свое время в море (например, блуждающий альбатрос). Некоторые из них, такие, как фрегаты, остаются в воздухе в течение нескольких дней, даже спят во время полета. Самым быстрым животным также считается птица, например сапсан, способен достигать скорости полета не менее 200 км / ч и, возможно, даже 350 км / ч. С другой стороны, некоторые птицы являются вовсе не летающими: пингвины, страусы, киви.

Киви

Птицы имеют самые разнообразные размеры. В зависимости от таксономической точки зрения в мире насчитывается от 8 800 до 10 200 видов живых птиц, что делает их самыми разнообразными классами наземных позвоночных животных. Птицы являются очень дифференцированным классом, некоторые питаются нектаром, растениями, семенами, насекомыми, грызунами, рыбой, падалью или другими птицами. Другие едят паразитов на черных носорогах или крокодилах. Большинство птиц являются дневными или активными в течение дня. Но некоторые птицы, такие как совы, ведут ночной или сумеречный образ жизни. Многие птицы сезонно мигрируют на большие расстояния, улучшая возможности для питания, улучшения климата и размножения.

Классификация птиц

Птицы образуют класс, научным именем которого является Aves. По традиционной классификации Клементсу (Klements, 2007) все птицы разделяются на два подкласса: бескилевые (Paleognathae), в основном нелетающие птицы, и дико разнообразные новонебные (Neognathae) содержащие всех остальных птиц.

Бескилевые включают 6 отрядов птиц, один из которых является вымершим: эпиорнисообразные. В числе новонебных 29 отрядов, где 3 также являются вымершими. Поэтому, можно сказать, что всех ныне существующих птиц планеты разделяют на 31 отряд.

Классификация птиц продолжает являться спорным вопросом, она часто обсуждается и постоянно пересматривается. Многие придерживаются молекулярной классификации Sibley и Monroe (1990 г.), где все птицы распределяются в 22 отряда.

Места обитания птиц

Оценочное количество живых видов птиц часто составляет около десяти тысяч, но колеблется от 8800 до 10200 человек. Это сравнимо с примерно 4800 видами млекопитающих и 7 150 видами рептилий.

Птицы адаптировались практически к любой части земного шара и к широкому разнообразию мест обитания: леса, луга, города, горы, пустыни, водноболотные угодья и океаны. Например, белая сова (Bubo scandiacus) обитает к северу от Полярного круга, где зимой температура бывает -46°C, а пингвины процветают в Антарктиде. Альбатросы проводят большую часть своего времени, паря над открытым океаном, а императорский пингвин (Aptenodytes forsterican) погружается на глубину более 250 метров в поисках пищи. Однако птицы, как правило, большую часть времени проводят на суше, только 2% всех птиц считаются водными.

Анатомия и физиология

Перья

Отличительной особенностью птиц являются перья. Некоторые другие животные имеют крылья и могут летать, например, летучие мыши, но только птицы покрыты перьями.

Перья являются одними из самых сложных структурных органов, обнаруженных у позвоночных. Эти покровные придатки образованы контролируемой пролиферацией клеток в эпидермисе (наружный слой кожи) из белка, называемого кератином. Эти волокнистые структурные белки образуют твердые, но не минерализованные структуры, обнаруженные в птичьих перьях, клювах и когтях.

Перья защищают птиц от промокания и холодных температур. Отдельные перья в крыльях и хвосте играют важную роль в управлении полетом. Цветовые узоры, в основном служат камуфляжем. Удивительные различия в моделях и цветах пера являются частью полового диморфизма многих видов птиц и особенно важны при выборе пар для спаривания.

Скелет птиц

Уникальными характеристиками обладают и скелеты птиц. Он прекрасно адаптирован к способности этих животных к полетам. Скелет птицы чрезвычайно легкий, но достаточно прочный, чтобы противостоять стрессам, которые испытывает птица при взлете, полете и посадке. Одним из приспособлений, которые делают это возможным, является слияние костей. Из-за этого у птиц обычно меньшее количество костей, чем у млекопитающих или рептилий, а сам скелет имеет больше силы.

Читайте также:  10 фотографий уток, которые думают, что они фламинго

Птицы имеют много полых костей (полости наполненные воздухом), с перекрестными поперечными стенками для прочности. (Однако у некоторых нелетающих птиц, таких как пингвины, есть только твердые кости). Количество полых костей варьируется у разных видов, хотя большие скользящие и парящие птицы имеют тенденцию иметь их больше всего.

У птиц также больше шейных позвонков, чем у многих других животных; большинство из них имеют очень гибкую шейку, состоящую из 13-25 позвонков. Хотя шея является гибкой, большая часть скелета довольно жесткая. Птицы являются единственными позвоночными животными, имеющими слитую ключ или килевую грудную кость (или грудную клетку). Самая тяжелая и сильная кость − это коракоид.

Хотя перья птиц легкие, оперение весит в два-три раза больше, чем их скелет, так как многие кости полые и содержат воздушные мешки. Отсутствие зубов также облегчает массу скелета.

Мускулатура птиц отличается большой плотностью, имеет тёмную окраску, а мышцы конечностей − длинные сухожилия. Грудные мышцы − самые большие и могут составлять 20% от веса птицы.

Пищеварительная система птиц

Пищеварительная система птицы простирается ото рта, через глотку, в пищевод, в желудок, через тонкую кишку и толстую кишку и выходит из клоакального отверстия. У некоторых птиц есть зоб, который является мешком для хранения пищи и частью пищевода. Он позволяет птицам кормиться и хранить продукты питания до более позднего переваривания. У большинства птиц есть желудок, состоящий из двух частей: железистой (где выделяются пищеварительные ферменты) и мускульной.

Не имея зубов, птицы используют свою пищеварительную систему для измельчения пищи. Желудок состоит из четырех мышечных полос, которые действуют, чтобы вращать и раздавливать пищу. В зависимости от вида, желудок может содержать мелкие кусочки песка или камня, которые птица намеренно проглотила, чтобы помочь в процессе измельчения.

Дыхательная система птиц

Высокий метаболизм требует эффективной дыхательной системы для получения большого количества кислорода.

Птицы вентилируют свои легкие с помощью сквозного потока: воздух течет под углом 90° к потоку крови в капиллярах легких. В дополнение к самим легким, у птиц есть задние и передние воздушные мешочки (обычно девять), которые контролируют воздушный поток через легкие, но не играют прямой роли в газообмене. В дыхании есть три различных набора органов:

  • передние воздушные мешочки (межчелюстные, шейные и передние грудные);
  • легкие;
  • задние воздушные мешочки (задние грудные и брюшные).

Для полного цикла требуется два полных вдоха. Воздух течет через воздушные мешки и легкие следующим образом:

  • 1-ый вдох: воздух течет через трахею и бронхи в задние воздушные мешки;
  • 1-ый выдох: воздух течет из задних воздушных мешков в легкие;
  • 2-ой вдох: воздух вытекает из легких в передние воздушные мешки;
  • 2-ой выдох: воздух течет из передних мешков обратно через трахею и из тела.

Когда птица вдыхает и выдыхает свежий воздух проходит через легкие только в одном направлении, нет никакого смешения богатого кислородом воздуха и углекислого газа, как у млекопитающих. Таким образом, парциальное давление кислорода в легких птицы такое же, как и окружающая среда, поэтому птицы имеют более эффективный газообмен, как кислорода, так и углекислого газа, нежели млекопитающие. Птичьи легкие не имеют альвеол, но вместо этого содержат миллионы крошечных проходов, известных как парабронки.

Система кровообращения, нервная и метаболическая системы

Птицы имеют четырехкамерное сердце и кровеносную систему с кровеносными сосудами. Высокий метаболизм требует быстрого кровообращения из-за быстрого накопления отходов и необходимости в кислороде.

Птицы являются как эндотермическими (создают собственное тепло), так и гомеотермическими (поддерживают постоянную внутреннюю температуру). Около 80% видов птиц поддерживают более высокую температуру, чем млекопитающие, причем температура примерно составляет от 40 до 44°C.

Птицы также обычно имеют более высокую частоту сердечных сокращений и большую потребность в кислороде, чем млекопитающие, и имеют более высокий уровень метаболизма. Меньшие птицы обычно имеют более высокий метаболизм, чем крупные птицы, и относительно более высокие потребности в энергии. Колибри должны кормиться почти постоянно в течение дня, тогда как императорский пингвин способен вовсе оставаться без пищи более двух месяцев во время инкубации яйца.

Читайте также:  Андский скальный петушок

Обоняние птиц

В общем, птицы обычно имеют исключительное зрение, хорошо развитый слух и плохое обоняние. Большие глаза, часто тяжелее мозга, обеспечивают сильную остроту зрения и хорошее восприятие цвета. Однако киви, нелетающие, ночные птицы, эндемичные (родные) для Новой Зеландии, почти слепые. Они полагаются на высокоразвитое обоняние, с ноздрями в конце их длинного клюва. У большинства птиц нет хорошего обоняния. Слух обычно хорошо развит.

 

Размножение и развитие птиц

Процесс размножения у всех видов птиц требует развития различных по своему биологическому смыслу приспособлений, что обеспечивают воспитание и выживание потомства. Период размножения у птиц рассчитан так, чтобы их потомство появилось в самое благоприятное для них время года с соответствующим количеством доступной пищи.

Важной и характерной составляющей размножения птиц является яйцекладка. Яйцеклетка самки стает больше и превращается в яйцо, внутри которого развивается зародыш. Количество яиц в кладке у разных птиц варьируется от 1 до 26 штук. Примерно у 90 % видов птиц отмечается моногамия.

После вылупления птенца из яйца родители оказывают различную степень осторожности с точки зрения питания и защиты. В зависимости от продолжительности и сложности эмбрионального развития птенцы подразделяются на выводковых и птенцовых. Выводковые птенцы, которые относительно зрелы при рождении, могут самостоятельно заботиться о себе почти сразу после вылупления. Птенцовые − те, кто родился беспомощным − слепые и голые, они требуют расширенной родительской опеки. Между этими двумя типами развития есть и переходной − полувыводковые птенцы − смешанный тип развития, при котором птенцы появляются отчасти сформированными, но долгое время остаются в гнезде и получают пищу от родителей. Процесс, при котором цыпленок приобретает перья, называется «оперением».

Птицы и люди

На протяжении веков птицы были неотъемлемой частью человеческой культуры, будь то еда, домашние животные или вдохновение для картин, литературы и религии. К сожалению, охота, уничтожение среды обитания и загрязнение также привели к тому, что многие птицы были помещены в списки как находящиеся под угрозой исчезновения. Есть также данные, что около 120-130 видов птиц вымерли в период человеческой истории.

Птицы являются важным источником пищи для людей: курицы, гуси, фазаны, индюки, утки и многие другие. В свое время лебеди и фламинго были деликатесами богатых и могущественных, хотя в настоящее время они имеют охранный статус. Люди также смогли одомашнить многие виды птиц. Перья и шкуры птиц тоже используются человеком. Перья − для подушек и одежды, для мягкой, водонепроницаемой одежды и одеял.

Люди уже давно используют птиц для выполнения различных задач. Например, голуби обычно использовались для передачи сообщений до появления современных методов мгновенной связи (многие из них по-прежнему сохраняются для спорта). Соколы все еще используются для охоты, а бакланы во время рыбалки.

Цыплята и голуби часто используются в исследованиях в области биологии и сравнительной психологии. Поскольку птицы очень чувствительны к токсинам. Красочные, особенно тропические птицы, содержатся в качестве домашних животных, хотя эта практика привела к незаконному обороту некоторых видов, находящихся под угрозой исчезновения.

Птицы в искусстве, литературе и религии

Птицы были видны в человеческой культуре с самых ранних дней, о чем свидетельствует их появление на религиозных пещерных картинах (как в пещере Ласко во Франции) и их изображение в древнеегипетском искусстве, украшающие скульптуры и гробницы королевской семьи. Птицы также встречаются в Библии, где упоминается более сорока их видов.

Птицы также были изображены как мощные символы в человеческой культуре. Голубь используется как символ мира (с оливковой ветвью) и Святого Духа в христианстве. Вороны, которые считаются высокоразвитыми по отношению ко многим другим птицам, часто выступают в легендах и мифах как предвестники гибели или смерти. Разные виды птиц являются официальными символами различных стран.

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.

Еще интересные материалы

Оставить комментарий

Войти с помощью: 

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *