Внутреннее строение птиц, особенности внутренних органов

Общая характеристика птиц

Птицы – это класс животных, тело которых покрыто перьями. Они обладают постоянной и высокой температурой тела и активны в любое время года. Способность к полету свойственна большинству представителей этого класса. Внешнее и внутреннее строение птиц подчинено этой особенности.

Пернатые могут легко менять место жительства в зависимости от условий. Благодаря способности летать класс широко распространен, встречается в самых разнообразных условиях по всей планете. Существует около 9000 видов птиц.

Птицам также присуща ярко выраженная забота о собственном потомстве. Размножение происходит с помощью крупных, покрытых известковой оболочкой яиц.

Общая характеристика

Представители класса пернатых имеют покрытое перьями тело, температура которого постоянно высокая. Животные невероятно подвижны и мобильны. Благодаря умению летать (большинство представителей класса) и тому, что практически все представители класса обладают ярко выраженным стремлением заботиться о потомстве, они распространились по всему земному шару. В настоящее время насчитывается более 9 тысяч видов птиц.

Рис 1. Птица в полёте

Внешнее строение птиц

Тело птицы состоит из головы, подвижной шеи, каплевидного туловища и конечностей. Кожа — тонкая и сухая из-за отсутствия кожных желез. У большинства птиц существует железа, служащая для смазывания перьев – копчиковая. Особенно хорошо она развита у водоплавающих. Секрет, выделяемый железой, служит для сохранения эластичности перьев и предотвращает их намокание. У некоторых видов (страусов, попугаев, голубей, дроф) функцию смазывания осуществляют специальные пудровые перья, при обламывании образующие порошок.

У пернатых могут присутствовать различные разрастания на клюве, ногах, голове. У некоторых видов птиц (например, хищных и попугаев) основание клюва закрыто мягкой восковицей. На ногах могут быть пластины, бахромки, перепонки.

Внешнее и внутреннее строение птиц напрямую зависит от образа жизни. Форма тела, головы, лап и хвоста, крыльев может быть самой разнообразной. Все это зависит от среды обитания и способа добывания пищи.

Строение черепа у птиц

Для птичьего черепа характерны глазницы огромного размера. Их размер настолько велик, что прилегающая к ним сзади мозговая коробка как бы потеснена глазницами назад.

Очень сильно выступающие вперед кости образуют не имеющую зубов верхнюю и нижнюю челюсти, которые соответствуют надклювью и подклювью. Под нижним краем глазниц и почти вплотную к ним расположены ушные отверстия. В отличие от верхней части челюсти у людей, птичья верхняя челюсть подвижна, благодаря тому, что имеет особое, шарнирное прикрепление к мозговой коробке.

Позвоночник птиц состоит из множества мелких косточек, именуемых позвонками, которые располагаются один за другим, начиная от основания черепа до окончания хвоста. Шейные позвонки обособленны, очень подвижны и их как минимум вдвое больше, чем у большинства млекопитающих, включая людей. Благодаря этому птицы могут очень сильно наклонять голову и поворачивать ее практически в любом направлении.

Позвонки грудного отдела сочленяются с ребрами и в большинстве случаев прочно сращены друг с другом. В тазовой области позвонки слиты в одну длинную кость, называемую сложным крестцом. Для таких птиц характерна необычайно жесткая спина. Оставшиеся, хвостовые позвонки достаточно подвижны, кроме нескольких последних, слитых в единую кость называемую пигостилем. По своей форме они напоминают лемех плуга и являются скелетной опорой для имеющих большую длину рулевых хвостовых перьев.

Анатомическое строение птиц.

Внешнее строение птиц. Оперение

Только классу птиц присущ перьевой покров, поэтому их называют также пернатыми. Оперение плотно прилегает к телу и придает ему обтекаемую форму. Покров легкий и хорошо сохраняет тепло, что помогает насиживать яйца. Некоторые перья, благодаря своему строению, обеспечивают возможность полета (рулевые и маховые).

Сами перья представляют собой производные кожи, сродни чешуе пресмыкающихся. Строение пера таково: ствол его состоит из плотного стержня, заканчивающегося очином (пустотелым концом). К стержню присоединены опахала. Они состоят из роговых пластинок — бородок. От стержня отходят бородки, имеющие ответвления, называющиеся бородочками. Часть их усыпана крючками, которыми они соединяются с соседними бородочками без крючков. Крупное перо может состоять их миллиона бородочек.

Такое строение обеспечивает плотность опахала. Во время полета через перо может пройти совсем немного воздуха. Если бородочки рассоединятся, то птица поправит их клювом при чистке перьев.

По функциональности перья можно разделить на две группы: пуховые и контурные. У пуховых перьев опахало неплотное. Также есть и просто пух — перья, состоящие практически из одних бородочек, с неразвитым стержнем. Есть и щетинковые перья, которые, наоборот, состоят из стержней, практически без бородочек. Существуют и волосовидные перья, на которых возлагается функция осязания. Контурные перья можно разделить на маховые, рулевые, кроющие и покровные. Каждый вид пера выполняет свою функцию. Разнообразный цвет перьев обусловлен наличием пигментов.

Костно-мышечная система

Особенности внутреннего строения птиц связаны с признаком, присущим только пернатым – способностью к полету. Скелет птицы легок, но при этом обладает большой прочностью, состоит из тонких полых костей. В него входит череп, позвоночник, пояса конечностей и кости конечностей. Скелет защищает внутренние органы.

Внутреннее строение птиц предполагает большой объем черепа. Глазницы увеличены, челюсти образуют клюв, зубы отсутствуют. Позвоночник разделяется на 5 отделов: шейный, грудной, поясничный, крестцовый, хвостовой. Позвонки шейного отдела имеют особое строение, благодаря которому птица может поворачивать голову на 180 градусов.

Грудные позвонки срастаются и образуют единую кость, к которой прикреплены ребра. У летающих видов птиц на грудине имеется киль. Это крупный вырост, на который крепятся мощные мышцы крыла. Позвонки поясничного и крестцового отдела также срастаются, чтобы служить надежной опорой для таза, а хвостовые срастаются в единую копчиковую кость, чтобы стать опорой для рулевых перьев.

Плечевой пояс составляют три пары костей: ключицы, лопатки и вороньи кости. Крыло состоит из плечевой кости, предплечья и костей кисти. Кости таза срастаются с позвонками и служат опорой для нижних конечностей. Нога состоит из бедра, голени, цевки (несколько сросшихся костей стопы) и пальцев.

Мышцы птицы, расположенные от киля к плечу, обеспечивают работу крыльев. У летающих пернатых мускулатура в этой части особенно хорошо развита. Мышцы шеи обеспечивают движение головы. Интересно внутреннее строение птиц в области строения мышц и сухожилий нижних конечностей. Через суставы ног тянутся сухожилия, которые оканчиваются в пальцах. Когда птица садится на дерево и сгибает ноги, сухожилия натягиваются и пальцы обхватывают ветку. Благодаря этой особенности птицы могут спать на ветках, их пальцы не разжимаются.

Пищеварительная система

Продолжаем изучать внутреннее строение птиц. Общая характеристика начинается с первого отдела пищеварительной системы – клюва. Он представляет собой кости челюстей, покрытые роговыми чехлами. Форма клюва зависит от способа добывания пищи. Зубов у пернатых нет. Пища проглатывается целиком, от крупного куска с помощью клюва птица может отрывать подходящие кусочки.

Пищевод пернатых способен значительно растягиваться. Некоторые виды птиц могут заполнять его едой и не испытывать дискомфорта. В конце пищевода может иметься зоб – специальное расширение, приспособленное для запаса пищи.

Желудок птицы состоит из железистого и мускульного отдела. В первом происходит выделение желудочного сока, который размягчает пищу, а во втором идет ее перетирание. Этому процессу способствуют камешки, которые глотают пернатые. За желудком следует кишечник, оканчивающийся клоакой. В клоаку также открываются мочеточники и выводные пути органов размножения.

Репродуктивная система у птиц

Эта система состоит из половых желез (гонад) и трубок, которые отходят от них. Мужские гонады представлены парой семенников, в которых формируются гаметы (мужские половые клетки) – сперматозоиды. Форма у семенников либо эллиптическая, либо овальная, при этом левый семенник, как правило, крупнее правого. Семенники находится в полости тела рядом с передним концом каждой почки. С приближением брачного сезона гормоны гипофиза, за счет своего стимулирующего действия, увеличивают семенники в несколько сотен раз. По тонкому и извилистому, семявыносящему протоку сперматозоиды из каждого семенника попадают в семенной пузырек. Именно там они и накапливаются, сохраняясь до копуляции и происходящего в этот момент семяизвержения. При этом они попадают в клоаку и выходят наружу через ее отверстие.

Репродуктивная система птиц.

Яичники (женские гонады) образуют яйцеклетки (женские гаметы). Основная масса имеет только один (левый) яичник. Яйцеклетка, если сравнивать ее с микроскопическим сперматозоидом имеет огромный размер. В плане массы, ее основную часть составляет желток, который является питательным материалом для, начавшего развиваться после оплодотворения, зародыша. Яйцеклетка из яичника попадает в яйцевод, мышцы которого проталкивают яйцеклетку мимо всевозможных железистых областей находящихся в стенах яйцевода. С их помощью желток окружается белком, находящимися под скорлупой оболочками и состоящей по большей части из кальция скорлупой. В конце добавляются пигменты, окрашивающие скорлупу в тот или иной цвет. На то, чтобы яйцеклетка развилась готовое к откладке яйцо, требуется около суток.

Для птиц характерно внутреннее оплодотворение. Во время копуляции сперматозоиды попадают в клоаку самки и затем перемещаются вверх по яйцеводу. Женская и мужская гаметы (то есть, собственно оплодотворение) происходит в верхнем конце яйцевода еще до того, как яйцеклетка будет покрыта белком, подскорлуповыми оболочками и скорлупой.

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

Дыхательная система

Продолжаем изучать внутренние органы птиц. Внутреннее строение птиц подчинено необходимости обеспечивать полет. Касается это и дыхательной системы, которая представлена не только легкими, но и воздушными мешками, расположенными в свободном пространстве между внутренними органами. Эти мешки соединены с легкими, и на них возложена важная функция обеспечения дыхания во время полета. В покое птица дышит легкими, работая грудной клеткой.

В полете, благодаря работе крыльев, воздушные мешки увеличиваются и сокращаются, подавая воздух в легкие. Чем быстрее птица машет крыльями, тем чаще происходит сокращение воздушных мешков. Например, голубь в покое делает 26 вдохов, а в полете – до 400. Благодаря активной циркуляции воздуха, организм птицы охлаждается. Обогащенный кислородом воздух из дыхательных мешков поступает в легкие, что не позволяет птице задохнуться.

Кровеносная система птиц

Особенности внутреннего строения птиц можно найти и изучая кровеносную систему, которая представлена двумя кругами кровообращения и четырехкамерным сердцем. Большой и малый круги кровообращения полностью разобщены, то есть артериальная и венозная кровь не смешиваются. Сердце состоит из двух предсердий и двух желудочков.

Сердечная мышца способна ускорять свою работу в десятки раз, например в покое сердце голубя сокращается 165 раз в минуту, а во время полета – 550 раз. Особенности строения кровеносной системы пернатых вызваны высоким уровнем метаболизма. Сердце имеет большой объем, пульс частый, кровь насыщена кислородом и сахарами – все это обеспечивает как интенсивное снабжение всех органов необходимыми веществами, так и быстрое удаление продуктов метаболизма.

Сердечно-сосудистая система у птиц

По отношению к размерам тела, сердце у птиц, заметно крупнее чем у млекопитающих того же размера. При этом замечено, что чем мельче конкретный вид птиц, тем более крупным будет его сердце (разумеется, относительно размеров ее тела). К примеру, у колибри масса сердца составляет 2,75% от массы всего тела. Это необходимо, чтобы все многолетающие птицы могли обеспечить быструю циркуляцию крови. То же самое относится и к тем видам пернатых, которые обитают на больших высотах или в холодных областях. И, так же как и у млекопитающих животных, у птиц сердце четырехкамерное.

Строение кровеносной системы птиц.

Частота сердечных сокращений находится в зависимости от размеров сердца и самого животного, а также от степени нагрузки. К примеру, частота сердечных сокращений у отдыхающего страуса составляет около 70 уд/мин, тогда как у колибри во время полета она поднимается до 615 уд/мин. При этом, чрезмерный испуг может испугать птицу настолько, что повысившееся давление может привести к тому, что артерии лопаются и птица умирает.

Так же как и млекопитающие, птицы являются теплокровными животными, При этом, диапазон нормальных температур их тел, у них выше, чем у людей и колеблется в диапазоне от 37,7 до 43,5 градусов. Как правило, птичья кровь содержит больше эритроцитов, чем у основной массы млекопитающих. Благодаря этому птичья кровь может перенести больше кислорода за единицу времени, что очень важно для полета.

Органы чувств

Органы обоняния у пернатых развиты слабо. Большинство птиц лишено возможности различать запахи. Внутреннее строение птиц, особенно органов слуха, более развито, чем у пресмыкающихся. Органы слуха представлены внутренним, средним и наружным ухом. Последнее состоит из глубокого наружного слухового прохода, обрамленного кожными складками и специальными перьями.

У птиц хорошо развиты органы зрения. Глаза большого размера и сложного строения, хорошей чувствительности. Цветное зрение развито лучше, чем у многих других животных. Птицы различают большое количество оттенков. При высокой скорости движения во время полета зрение позволяет оценить обстановку с большого расстояния, но и предметы, находящие в нескольких сантиметрах, птица видит отчетливо.

Нервная система

В полете птицы совершают сложные движения, поэтому мозжечок, отвечающий за координацию, имеет большой размер. Зрительные бугры также хорошо развиты. Полушария переднего мозга увеличены. Внутреннее строение птиц, их мозга и нервной системы связано со сложным поведением птиц.

Большинство действий инстинктивно — постройка гнезда, образование пар, забота о потомстве. Но с возрастом птицы способны обучаться. Если птенцы не испытывают страха перед человеком, то взрослые особи людей опасаются. Они могут отличать охотника от безоружного, а вороны могут понять, что именно в руке у человека – палка или ружьё.

Некоторые виды птиц узнают людей, которые их часто кормят, поддаются дрессировке и способны имитировать различные звуки, в том числе и человеческую речь.

Нервная система и органы чувств птиц

В нервной системе птиц происходит более сильное развитие полушарий переднего мозга (отвечают за сложное поведение и выработку условных рефлексов), также увеличивается средний мозг (связано с совершенствованием зрения) и мозжечок (отвечает за координацию движений, что для птиц имеет большое значение в связи с полетом).

Основным органом чувств птиц является зрение. Это связано с тем, что при полете надо видеть предметы с далекого расстояния, птицы хорошо различают цвета и их оттенки. В глазах птиц больше чувствительных клеток, чем у млекопитающих.

Немаловажное значение в жизни птиц имеет и слух. У ряда птиц (например, сов) он очень тонкий, позволяет улавливать в темное время суток звуки, издаваемые добычей.

У подавляющего большинства птиц обоняние плохо развито.

Выделительная и половая системы

Рассмотрим выделительную и половую системы, их внутреннее строение и размножение птиц. Так как обмен веществ у птиц ускоренный, почки крупные. Эти парные метанефрические органы разделены на три лопасти и находятся под спинными стенками таза. Отходящие от них мочеточники открываются в клоаке. Мочевого пузыря у пернатых нет. Отходы жизнедеятельности, состоящие преимущественно из мочевой кислоты, быстро выводятся из организма.

Копулятивного органа у большинства пернатых нет. Семенники, увеличивающиеся в размерах в период размножения, выводят содержимое через канал в семенной пузырек, расположенный в клоаке.

Внутреннее строение птиц, а точнее, органов размножения самок, имеет интересные особенности. У них развиты только левые яичник и яйцевод, правые обычно рудиментарны. Скорей всего это связано с недостатком места для одновременного формирования крупных яиц. От яичника отходит яйцевод, который разделяется на несколько отделов: длинную фаллопиеву трубу, тонкостенную и широкую матку и узкое влагалище, которое открывается в клоаку. Чтобы провести оплодотворение, самец прижимает свою клоаку к клоаке самки.

Задание 1. Пищеварение у птицы происходит очень быстро. Мелкие совы (домовые сычи) переваривают мышь за 4 часа, серый сорокупт- за 3 часа. Сочные ягоды у воробьинообразных проходят через кишечник за 8-10 минут. Насекомоядные птицы наполняют свой желудок 5-6 раз в сутки, зерноядные — дважды. Хищные птицы едят 1-2 раза в сутки.Обоснуйте значения для природного сообщества большой скорости переваривания пищи у птиц.

Чем меньше животное, тем быстрее у него происходит обмен веществ, пищеварение в том числе. Поэтому и питаются так много. Из-за большой прожорливости птиц семена не успевают перевариться и выходят с помётом. Следовательно увеличивается распространение семян.

Задание 2. Раскрасьте внутренние органы птицы (красным цветом — ковеносные органы; зеленым — органы пищеварительной системы; голубым — органы дыхания; коричневым — органы выделения; черным — органы размножения) и надпишите их.

Задание 3. Заполните таблицу.

Приспособленность систем органов птиц полету
Признак	Приспособления к полету
Внешнее строение	большинство птиц маленьких размеров. Тело птиц обтекаемо. Оперение снижает сопротивление воздуха. Хвост во время полета играет роль руля, а при приземлении помогает тормозить.
Скелет	появление пневматических костей ( костей с воздухоносными полостями). Это обеспечивает облегчение скелета при сохранении его прочности, при этом сами конечности удлиняются, что значительно облегчает полет
Мышцы	развитые на груди,что приводит к движению крыльев Пищеварительная система:клюв без зубов, быстрое переваривание, частое опоражнивание кишечника и т.д.
Пищеварительная система	интенсивность пищеварения у птиц очень высока. Высокий уровень обмена веществ связан с переработкой большого количества пищи
Дыхательная система	воздушные мешки способствуют увеличению объема вдыхаемого воздуха, участвуют в механизме двойного дыхания, содействуют теплоотдаче, предохраняя организм от перегрева, облегчают вес тела птицы
Система органов размножения	у самок один левый яичник и один левый яйцевод
Кровеносная система	крупные размеры сердца, наличие 4-х камер, благодаря которым ткани организма получают артериальную кровь, богатую кислородом
Нервная система	наличие относительно больших зрительных долей, что связано с более сложным строением органов зрения

Задание 4. Наблюдая за поведением птиц, например голубей, можо заметить: если птице необходимо что-то рассмотреть получше, она делает это одним глазом, поворачивая голову набок. Объясните эту особенность зрения у птиц.

У них же глаза расположены по бокам, чтобы больше был обзор, что помогает при полёте. А вот чтобы лучше рассмотреть, они и смотрят одним глазом, т.к. второй то всё равно смотрит в другой бок. Ну и ещё у многих птиц зрение фасеточное.

Задание 5. Заполните таблицу.

Особенности строения головного мозга у пресмыкающихся и птиц
Отдел мозга	Класс
Пресмыкающиеся	Птицы
Обонятельные доли	крупные	развиты слабо
Большие полушария	имеются зачатки коры	не имеются зачатки коры
Мозжечок	состоит из центральной осевой части	состоит из массивной средней части (червя), пересекаемой обычно 9 извилинами, и двух небольших долей, которые гомологичны клочку мозжечка млекопитающих
Средний мозг	похож на 2 соединенных холма — отвечают за зрительные органы	2 больших бугра, зрение развито хорошо
Продолговатый мозг	изогнут	изгиб выражен сильнее, так как кровеносная систенма развита сильнее