Птицы — высокоорганизованные животные, наиболее характерный признак которых — способность к полету. Это важный фактор, позволивший распространиться им по всей земле и приспособиться к самым разнообразным условиям среды, что отразилось на их внешности. При изучении темы «Внешнее строение птиц» на биологии в 7 классе таблицы общих признаков пернатых помогают более наглядно понять особенности этого вида животных.
Общая информация
Птицы — класс теплокровных яйцекладущих животных. В настоящее время включает около 11 тысяч видов, из них около 800 обитает на территории России. Птицы освоили в основном наземно-воздушную среду, хотя есть такие, которые не летают, а для существования им необходимы водные пространства или исключительно суша.
Пернатые удивительно разнообразны по величине, окраске, формам, повадкам, приспособленности к обитанию в разных климатических условиях.
Они распространены во всех областях планеты, включая Антарктиду, встречаются в жарких пустынях и горах. Некоторые виды адаптировались к жизни на море и выходят на побережье только с целью размножения. Хотя разнообразие пернатых очень велико, они наделены многими общими признаками, связанными с приспособленностью к полету, а также отличиями от других классов животных:
- Перьевой покров, обеспечивающий постоянную температуру (около 42 градусов).
- Крылья — видоизмененные передние конечности.
- Способность летать. Кроме того, прекрасно адаптировались к наземному и водному образу жизни.
- Активность круглый год, в отличие от животных впадающих в зимнюю спячку.
В поисках пищи и более комфортных условий среды пернатые могут преодолевать огромные расстояния. Другие же звери с понижением температуры прекращают свою активность: цепенеют, впадают в спячку. На протяжении года живут на сравнительно ограниченной территории и находятся в полной зависимости от местных климатических условий.
Прогрессивные изменения в физиологии
Выводы палеонтологов говорят о том, что предками птиц являются рептилии. Пресмыкающиеся научились планировать благодаря видоизменённым чешуйкам, которые со временем преобразовались в перья. Подтверждением версии происхождения пернатых может служить неоперенная часть птичьей лапы — цевка, которая покрыта чешуйками. Их структура подобна строению тканей современных пресмыкающихся — ящериц и змей. В ходе эволюции способ перемещения птиц (полет) наложил свой отпечаток, в результате чего появились следующие прогрессивные особенности в физиологии птиц:
- Четырехкамерное сердце с перегородкой, благодаря которой венозная и артериальная кровь не смешиваются. Это преобразование сделало птицу теплокровным животным с неизменной температурой тела (42 градуса), не зависящей от внешней среды. Теперь птицы способны длительно пребывать на довольно большой высоте при низких температурах.
- Скелет, состоящий из трех отделов: скелет головы, туловища, конечностей и их пояса. Кости легкие, тонкие, но прочные. В трубчатообразных присутствуют воздушные полости, которые уменьшают их вес. Череп цельный без швов. Все отделы позвоночника (кроме шейного) неподвижны. Верхние конечности являются крыльями.
- Мышечная система отличается дифференцированностью, способна обеспечивать различные движения: ходьбу, бег, плавание. Грудные мышцы опускают крыло, подключичные поднимают его. Существуют и другие хорошо развитые мышцы: межреберные, шейные, подкожные и мышцы ног. Полет у пернатых может быть машущим или парящим, дальним и очень продолжительным.
- Двойное дыхание и губчатые легкие. За счет развития дополнительных легочных полостей (мешков), объём которых в 10 раз больше объёма лёгких, газообмен происходит как на вдохе, так и на выдохе (в этот момент из мешков воздух поступает в легкие). За счет такого вида дыхания пернатые не задыхаются и легко переносят полет. В губчатых легких птиц газообмен происходит значительно быстрее, чем в ячеистых легочных тканях пресмыкающихся.
- В отличие от рептилий, птицы высиживают яйца, а затем заботятся о птенцах: добывают для них корм, оберегают от хищников, учат летать.
У пернатых более развиты мозжечок и большие полушария, благодаря чему они имеют отличную координацию движений и сложные формы поведения. У них острое зрение и хороший слух, необходимые для ориентации в пространстве.
Внешние черты птиц
Способность к полету отразилась и на внешнем облике птиц. Тело обтекаемой формы содержит несколько отделов:
- Голова. У птиц голова обычно небольшая. На ней округлые глаза, прикрывающиеся двумя веками и мигательной перепонкой, ротовая полость, челюсти, ушные отверстия, расположенные по бокам и прикрытые перьями. Зубы у птиц отсутствуют, челюсти вытянуты, формируют клюв, покрытый роговым слоем. У основания надклювья находятся ноздри. Клюв выполняет несколько функций: ротового аппарата, носа и передних конечностей.
- Шея. Орган очень гибкий и подвижный. Совы, например, осматриваясь по сторонам и выискивая добычу, могут поворачивать ее на 270 градусов. В полете птицы вытягивают ее, снижая таким образом сопротивление воздушных масс.
- Туловище. Оно компактное, имеет яйцеобразную обтекаемую форму. Спереди заметен выступ — киль, на котором закреплены сильные мышцы для полета.
- Хвост. Расположен позади туловища, образован крупными перьями, выполняет сразу несколько функций: рулевую, тормозящую при посадке, служит для равновесия и балансировки.
- Передние конечности. Трансформированы в крылья. У крупных птиц крылья широкие, что позволяет планировать и взлетать на восходящих воздушных потоках. У сокола, наоборот, заострённые для стремительного пикирования на добычу, которую приметил с большой высоты. У лесных обитателей крылья меньше, чем у тех, которые освоили открытые местности.
- Задние конечности предназначены для перемещений по земле, деревьям и другим поверхностям. Бедро и голень покрыты перьями. Нижняя оголенная часть (цевка) заканчивается пальцами с когтями. Пальцев всего четыре — три направлены вперед, один назад.
Форма, размер пальцев и цевки отличаются у разных видов птиц и зависят от места обитания и образа жизни их обладателей. Так, у хищников пальцы крупные и длинные, оснащенные мощными когтями, а у птиц водоемов и морей пальцы соединены между собой кожистыми перепонками.
Характеристика приспособлений птиц к полёту представлена в таблице.
| Особенности строения | Характеристика | Эффект |
| Перьевой покров | Плотно прилегающие друг к другу эластичные перья. | Создают контуры тела и защищают птицу. |
| Форма тела | Компактная, обтекаемая. | Минимальное сопротивление воздуха. |
| Крылья | Могут быть разной формы, приспособлены для многократных машущих движений. | Создание подъёмной силы. |
Птица способна изменять степень раскрытия перьев и изгиб крыла. Это позволяет ей маневрировать и тормозить при полёте.
Кожный и перьевой покровы
Кожа птиц сухая и тонкая, лишенная желез, кроме копчиковой, которая расположена у основания хвоста. Она вырабатывает секрет для создания водонепроницаемости перьевого покрова, особенно развита у водоплавающих птиц. У страусов и дроф копчиковой железы нет.
Кожный покров состоит из нескольких слоев:
- поверхностного, покрытого ороговевшими клетками;
- собственно кожи — тонкой плотной ткани, в которой сосредоточены основания перьев и кровеносные сосуды, питающие их;
- подкожной клетчатки, содержащей жировые запасы.
Тонкая кожа покрыта пухом и перьями, которые являются производными кожи. Все перья бывают двух типов и каждый из них выполняет свою функцию:
- Контурные. Образуют контур тела и препятствуют теплоотдаче. Кроме того, служат защитой от механических повреждений.
- Пуховые. Находятся под контурными и тоже сохраняют тепло.
В зависимости от зоны тела контурные перья подразделяют на маховые, расположенные по краю крыла, а также формирующие его лопасть, и рулевые, образующие плоскость хвоста — управляют полетом и тормозят его при снижении. Само перо состоит из очина, стержня и опахала (у пуховых стержня нет), и каждое закреплено в перьевой сумке нижним концом пера (очин). Перья покрывают не все части тела, есть и обнаженные участки.
Окраска перьевого покрова зависит от пигментов и от микроструктуры пера. Для птиц характерна линька — полная или частичная смена перьев от 1 до 3 раз в году. Некоторые виды пернатых в эти периоды теряют способность к полету, поэтому приходится скрываться в труднодоступных местах.
Благодаря приспособлениям птиц к полету (обтекаемой форме туловища, крыльям, перьевому покрову) появились большие преимущества в борьбе за существование. Пернатым стали доступны те пищевые ресурсы, которыми не могут пользоваться другие представители фауны. Например, добывать корм в кронах деревьев, над просторами океанов, в воде и даже воздухе.
