Меню

Воздух в мышцах у птиц

Птицы материков, рек, озер, морей и побережий

Физиология птиц

Скопа. Птица 2018 года в России

Беларусь черноголовый щегол Эстония глухарь обыкновенный Казахстан большой пестрый дятел Об авторе: Владимир Шипулин — 23.02.1966, орнитолог, пасечник, лесопатолог

___________________

Общий план строения тела птиц в значительной мере определяется их происхожде нием, характером размножения, размером и двумя свойственными им способами передвижения. Многие черты, которые мы считаем присущими именно птицам, на самом деле унаследованы ими от предков-рептилий. В их число входят эм бриональные органы, функционирующие при вылуплении (яйцевой зуб и особые группы мышц), специальная структура в глазу (гребешок), производные кожи (родственные чешуе рептилий перья) и полые кости.

То, что большинство птиц могут и летать, и ходить по земле, кардинально влияет на строение их тела. Крупная грудина и прикрепленные к ней летательные мышцы помогают им сохранять равновесие в полете, а спаянный сложный крестец и мышцы ног — при передвижении по земле. При ходьбе птицы, так же как лошади и собаки, опираются на фаланги пальцев. Удлиненная цевка превращает голено­ стопный сустав птиц в функциональный аналог колена млекопитающих. Сустав, со­ ответствующий нашему колену, расположен очень близко к корпусу птицы.

Существенное влияние на физиологию и анатомию птиц оказывает откладка крупных яиц с кальцинированной скорлупой. Киви при массе 1,6 кг откладывают четырехсотграммовые яйца, т.е. около 1/4 массы собственного тела! И хотя у боль шинства птиц яйца относительно меньше, чем у киви, их тазовая область увеличена, а из двух яйцеводов и яичников функционируют только левые. У некоторых хищных птиц сохраняются оба яичника.

Размеры семенников и яичников у птиц в значительной степени зависят от фазы полового цикла. Поскольку период размножения птиц жестко приурочен к определен­ ному времени года, они не отягощены постоянно весом развивающихся в половых пу­ тях яиц.

Яйцо птицы представляет собой замечательную систему жизнеобеспечения: в нем исходно содержатся все необходимые для роста и развития зародыша вещества, кроме кислорода. Механизмы поступления газов через скорлупу обсуждаются в статье «Как дышат яйца птиц». В этой работе анализируются де­ тали структурной организации пор в скорлупе и строение яйцевых оболочек, совмест­ но регулирующих интенсивность газообмена. При слишком высокой интенсивности газовых потоков зародыш может высохнуть, так как яйцо будет испарять много воды, при недостаточной интенсивности — задохнуться. Все черты строения яйца — от органи­ зации пор и оболочек на молекулярном уровне до его общей формы — на протяжении миллионов лет подвергались отбору на оптимизацию газовых потоков и полное удо влетворение энергетических потребностей зародыша.

Небольшие размеры многих птиц связаны в основном с высоким уровнем обмена. Мелкие животные вследствие низкого отношения поверхность-объем рассеивают зна чительную часть производимой теплоты. Чтобы поддержать высокую температуру тела, им прихо­ дится часто кормиться.

Анатомия и топография мышечной системы птиц удовлетворяют потребностям как полета, так и передвижения по земле. Летательные мышцы и мышцы ног обра­ зуют две отдельные компактные группы, определяющие положение центра тяжести тела птицы. На летательные мышцы — самую мощную группу мышц в теле летающих птиц — обычно приходится около 1/5 массы тела, а у колибри и бекаса-до 1/3.

В расположении мышц птиц имеется множество особенностей. Некоторые мышцы даже смещены со спинной стороны тела на брюшную, в результате чего центр тяже­ сти сдвинут книзу. У типичного позвоночного животного передняя конечность подни­ мается спинными мышцами и опускается грудными. У птиц поднимающая крыло нижняя грудная мышца залегает в области груди под основной — большой грудной мышцей. Сухожилие, перекинутое через блок, позволяет нижней грудной мы­ шце поднимать крыло «снизу».

Сухожилия нижних конечностей воробьиных устроены так, что птица может сидеть на ветке, не затрачивая усилий на захват ее пальцами. Сухожилия, соединяющие мы­шцы голени с пальцами, проходят позади голеностопного сустава в специальных вла­ галищах. Когда птица садится на ветку, пальцы смыкаются под действием веса ее те­ ла, пассивно обхватывая ветку, при этом на сокращение мышц не затрачивается энер­ гии. Кроме того, небольшие выросты сухожилий действуют по принципу храповика, зацепляясь за ребристую поверхность влагалища и исключая обратное скольжение сухожилий. Принцип защелки реализуется и в крыльях птиц. Отростки ко­ стей расправленного крыла фиксируют сустав, что обеспечивает жесткую структуру для крепления мышц.

Задумывались ли вы когда-нибудь над тем, какое физиологическое значение имеет различие мышц птицы по цвету? Белые мышцы груди и красные — ног у кур и фазанов различаются по структуре и функциям. В мускулатуре млекопитающих и птиц можно выделить по крайней мере два типа волокон. Красный цвет «медленных» волокон обусловлен наличием в них большого количе­ ства миоглобина. Эти мышечные волокна оплетены густой сетью капилляров и содер­ жат множество митохондрий. Такие волокна сокращаются относительно медленно и хорошо переносят длительные нагрузки; их метаболизм основан на окислении угле­ водов и жиров до воды и двуокиси углерода. Белые — «быстрые» — волокна крупнее по размеру, содержат меньше миоглобина и митохондрий; число капилляров в белых мышцах тоже ниже. Энергетика белых мышц основана на окислении углеводов, а не жиров. Такие волокна приспособлены к быстрым сокращениям в течение короткого времени. Правда, среди красных волокон также встречаются быстросокращающиеся.

Птицы, в летательной мускулатуре которых, как, например, у фазанов, преобла­ дают белые волокна, взлетают, будучи вспугнутыми, но скоро устают и не могут ле­ тать на большие расстояния. Птицы с красной летательной мускулатурой, напротив, способны переносить довольно длительные нагрузки дальнего полета. Например, ут­ ки во время миграций могут лететь весь день со скоростью 80 км/ч .

У птиц, как и у млекопитающих, в процессе эволюции сформировались высокоэффективные легкие большой емкости, но иного строения. Движение воздуха в губчатых легких млекопитающих происходит вследствие их сжатия и расширения, а газообмен протекает в слепых пузырьках-альвеолах. Легкие птиц меньше; они неэластичны и связаны с большим числом расположенных в полостях тела воздушных меш­ ков, заполняющих у некоторых из них даже полости крупных костей. Воздух движется через всю систему, кроме самых мелких трубочек, и газообмен осуществляется незави­ симо от фазы дыхания. Если ток воздуха прекратится, птица задохнется: это одна из причин, почему нельзя сильно сжимать в руке мелких птиц. Раньше считали, что воздушные мешки охлаждают внутренние органы, и в особенности семенники, но темпе ратура воздушных мешков для этого слишком высока; поток воздуха удаляет излиш­ нюю теплоту из организма, стабилизируя температуру внутренних органов.

Специализированным органом для механической обработки пищи у птиц является мускульный желудок. Он обладает мощными мышечными стенками и содержит мел­ кие камешки, заглатываемые птицей. Еще в XVIII в. итальянский биолог Л. Спаллан цани (1729-1799) продемонстрировал, что в мускульном желудке индеек могут пере­ малываться стальные иглы. Совы и другие хищники отрыгивают непереваренные остатки пищи: кости, волосы и перья — в виде комочков, называемых погадками. У птиц, питающихся плодами, мускульный желудок практически редуцирован, но хо­ рошо развит у птиц, поедающих моллюсков и грубую растительную пищу: у гуся он может содержать до 30 г камешков. Пока неясно, насколько необходимы камни для нормального переваривания пищи. Некоторые китобои раньше считали, что камни в желудке у пингвинов служат им в качестве балласта.

Кишечник у птиц по сравнению с кишечником млекопитающих сравнительно короткий. Он имеет тонкие стенки и широкий просвет у птиц, питающихся плодами или мясом, и более толстые стенки и узкий просвет у зерноядных. Одно из отличий пище варительной системы птиц от пищеварительной системы млекопитающих — это нали­ чие у птиц слепых трубчатых выростов в области окончания тонкого кишеч ника. Такие выросты наиболее развиты у зерноядных птиц, гораздо меньше — у стрижей и колибри и отсутствуют у попугаев. Возможно, в этих выростах происходит бактериальный синтез витаминов, например витамина К; кроме того, они могут быть связаны с процессом расщепления глюкозы.

Советуем прочитать:  Шишка при уколе в мышцу почему

Клоака у птиц — это полость, в которую открываются пищеварительный тракт, мо четочники и выводные протоки половой системы. Дефекация у птиц происходит очень часто, что связано с быстрым перевариванием пищи. Цикл пищеварения может зани­мать всего 20 мин, как у скворца, или около двух часов у птицы размером с курицу. Мышь, съеденная сорокой, переваривается не более трех часов.

Экскременты птиц представляют собой смесь выделений желудочно-кишечного тракта и мочи. Парные почки птиц поддерживают постоянный состав крови, удаляя из нее некоторые вещества. Выделительная система птиц построена с учетом необхо­ димости экономить воду и минимизировать вес. Продукты азотного обмена выводят­ ся почти без потерь воды: вместо растворимой мочевины (как у млекопитающих) по­ чки птиц вьщеляют в виде пастообразной массы практически нерастворимую мочевую кислоту. Кроме того, у птиц отсутствует мочевой пузырь, что делает их тело легче и компактнее — бесспорное преимущество для летающего животного.

В последнее время все большее значение для орнитологов и птицеводов приобре­тают исследования продуктов выделения птиц. Разработанный недавно сотрудником зоопарка в Сан-Диего Артуром Риссером и учеными из некоторых других лаборато­ рий чрезвычайно чувствительный метод изотопного иммунологического анализа по­зволяет определять присутствие половых гормонов в экскрементах птиц. Поскольку самцы и самки некоторых видов внешне неотличимы, птицеводам часто трудно под­ бирать пары для скрещивания и определять физиологическое состояние птицы. В свя­ зи с этим определенный интерес представляет предложение орнитолога из Калифор­ нийского университета в Дэвисе Д. Фрая использовать метод иммунологического анализа для определения фаз репродуктивного цикла обитающих в Сеспских горах (севернее Лос-Анджелеса) калифорнийских кондоров, небольшая популяция которых находится на грани исчезновения. Если орнитологи смогут определять пол и физиоло­гическое состояние этих птиц, то задача сохранения и увеличения численности кондо­ ров значительно упростится.

Многие птицы обитают вблизи соленых водоемов и лишены доступа к пресной питьевой воде. В морской воде концентрация солей настолько высока, что попытки пить ее приводят к серьезным нарушениям водно-солевого обмена у многих млекопи тающих, не исключая человека. Морские птицы, такие, как бакланы, пингвины, пели каны и другие, обладают специальными железами, расположенными на поверхности черепа над глазами; эти железы выделяют излишки соли в носовую полость, позво­ ляя, таким образом, птицам пить морскую воду. Механизм, лежащий в основе функционирования солевых желез, не уникален. Такими механизмами обладают многие клетки те­ ла, но только в солевых железах он достигает более высокого развития. Этот меха­ низм аналогичен натриевому насосу, который выкачивает ионы натрия из мышечных и нервных клеток.

У основания хвоста птиц расположена копчиковая железа, секретом которой они с помощью клюва смазывают оперение. Считается, что это предохраняет перья от на мокания и увеличивает их эластичность. Кожа у птиц тонкая, потовые железы в ней отсутствуют. В жару птицы, как и другие животные, охлаждают тело за счет испаре­ ния воды, причем испаряют ее со всей поверхности кожи; с терморегуляцией связано и частое дыхание в жаркую погоду.

Птицы, и в особенности хищные, обладают очень хорошим зрением. Их глаза за щищены веками и мигательной перепонкой. Сетчатка птиц содержит как палочки (не обходимые для ночного зрения), так и колбочки (с их помощью при достаточном освещении воспринимаются цвета). Колбочки сконцентрированы на участке наибольшей остроты зрения — в области центральной ямки (фовеа). В сетчатке орлов и других хищ ников имеются две центральные ямки: одна для монокулярного бокового зрения, а другая для бинокулярного восприятия. У человека и других млекопитаю­ щих имеется только одна центральная ямка, расположенная на задней стенке глаза.

В колбочках некоторых дневных птиц обнаружены интенсивно окрашенные красные, оранжевые, желтые или зеленые капельки жира. Их истинное назначение до сих пор не ясно; предположение о том, что они служат как бы внутренними солнцезащитными очками, пока еще только спекулятивно.

Костные кольца, охватывающие глаза птиц, способствуют поддержанию формы глазного яблока. Благодаря кольцам глаза совы удлиняются, что создает телескопический эффект, не нарушая фокусировки изображения на сетчатке. В месте выхода оптического нерва в глазу птиц и рептилий расположена особая струк­ тура — гребешок. Его форма и положение являются видоспецифическими признаками. Гребешок обильно снабжен кровеносными сосудами и, возможно, связан с питанием структур глаза.

Головной мозг птиц по своему строению существенно отличается от мозга млеко питающих. Поверхность коры гладкая, не имеет извилин, мозжечок сильно увеличен.

Среди всех животных птицы — наиболее поэтичные. Их песни, вероятно, звучали за долго до того, как нашим предкам пришла в голову мысль выбивать камнями ритмы вместо того, чтобы лупить ими друг друга. Часто кажется, что певчие птицы поют ра­ ди собственного удовольствия; на самом же деле вокализации птиц — это не просто самовыражение. Основной их целью является коммуникация, они представляют собой своего рода язык. Вокализации птиц можно разделить на два основных класса: сиг­ налы и песни. Сигналы по длительности обычно не превышают четырех-пяти нот. У курицы ученые различают десять различных сигналов, причем каждый несет свою смысловую нагрузку; у кукушки описано тринадцать сигналов. Песни обычно состоят из большего чис­ла «нот», звучащих в определенной последовательности. Сигналы, как правило, выра жают тревогу, служат для сбора стаи, а также для предупреждения и запугивания вра­ гов и конкурентов. Песни часто являются элементом репродуктивного поведения: птицы используют их для обозначения границ гнездовых территорий, привлечения особей противоположного пола, синхронизации полового поведения и для укрепления связи внутри пары.

Бихевиорист В. Торп обнаружил, что зяблик, широко распространенная в Европе певчая птица, издает два типа сигналов: дирекциональный и недирекциональный. Если зяблик видит сидящую на ветке хищную птицу, то он издает низкочастотный сигнал «чинк-чинк-чинк». Сигнал привлекает множество мелких птиц, и они вместе отгоняют хищника. При виде летящего хищника зяблик прячется в листве и издает высокочас тотный сигнал «сиит», услышав который другие зяблики тоже прячутся и начинают следить за опасностью в воздухе. Низкочастотный и короткий сигнал «чинк» позво­ ляет хищнику легко обнаружить зяблика. Вместе с тем высокая частота и смазанные начало и конец звука «сиит» существенно затрудняют локализацию его источника. Та­кие же сигналы тревоги издают многие другие птицы. Прислушайтесь к ним во время прогулок в лесу или в поле!

В песнях птиц присутствуют как врожденные, так и приобретенные компоненты. Снегири после удаления улиток внутреннего уха (эта операция вызывает глухоту) спо собны воспроизводить нормальную песню более года, а оглохшие дрозды сохраняют частотно-временные параметры песен в течение нескольких лет. Однако песни птиц, выращенных в изоляции, отличаются от песен того же вида в естественных условиях. Песня выращенных в таких условиях зябликов заметно упрощена по сравнению с нор мальной, многим компонентам которой птицы в природе обучаются в первый год жизни. Песни птиц, принадлежащих соседним, но разделенным географической пре градой популяциям белоголовой воробьиной овсянки, в деталях различны (это можно сравнить с местными диалектами).

По поводу механизма пения птиц единого мнения не существует. Многие исследователи рассматривают звукоиздающую систему птиц как духовой инструмент: выхо­дящий из легких воздух колеблет мембраны сиринкса, а дыхательное горло (трахея) функционирует аналогично трубе органа. Чем длиннее и шире трахея, тем ниже звук, чем короче и уже — тем выше. Частота звуков, издаваемых курицей, повышается при укорачивании трахеи в эксперименте. Независимо от того, каков механизм их пения, птицы, бесспорно, являются самыми выдающимися музы­ кантами в живой природе.

источник

ОСОБЕННОСТИ ДЫХАНИЯ У ПТИЦ

Особенности дыхания у птиц обусловлены их образом жизни — полетом и своеобразием анатомического строения дыхательных путей. Эти особенности свойственны всему классу птиц — как ле­тающих, так и нелетающих.

У птиц сильно развита грудная клетка, большая грудная кость, вместо реберных хрящей грудные костные ребра подвижно соеди­нены с позвоночными ребрами. Диафрагма у птиц редуцирована, поэтому не имеет большого значения в дыхании. Наружная поверх­ность легких вдавлена между ребрами и прочно срастается с ними. Свободная поверхность легких гладкая, покрыта плеврой.

Советуем прочитать:  Боль в копчике при напряжении ягодичных мышц

Рис. 7.11. Органы дыхания птиц: 1 — ноздри; 2 — решетчатая кость; 3 — носовая полость; 4— синус; 5— нёбная шель; 6— щель горта­ни; 7—верхняя гортань; 8—тра­хея; 9— шейные воздухоносные мешки; 10— межключичный воз­духоносный мешок; 11 — подмышечный дивер­тикул; 12— ход в плечевую кость; 13— крани­альные грудные воздухоносные мешки; 14— легкие; 15— воздуховыводящий бронх каудаль-ных грудных воздухоносных мешков; 16— кау-дальные и грудные воздухоносные мешки; 17— воздухоносные брюшные мешки; 18— экто-бронх и брюшные мешки; 19— преддверие главного бронха с отверстиями во вторичные бронхи; 20— главные бронхи; 21 — нижняя (певчая) гортань; 22— глотка

Трахея входит в легкие, разветвляется на бронхи и бронхиолы. В бронхиолах происходит обмен газов с притекающей сюда веноз­ной кровью. Часть бронхов выходит из легких и заканчивается воздухоносными мешками —это тонкостенные образования, за­полненные воздухом (рис. 7.11). Они расположены между органа­ми, соединяются с бронхами, а некоторые из них тонкими трубоч­ками соединяются с воздушными полостями костей. При перело­мах таких костей (ребра, позвонки, грудная кость и др.) птица может дышать через выступающий обломок кости, если у нее по-

вреждена гортань или трахея. У птиц четыре парных воздухонос­ных мешка (шейные, грудные передние, грудные задние, брюш­ные) и один непарный (ключичный), которые снаружи покрыты серозной оболочкой, внутри — слизистой. Газообмен в воздухо­носных мешках не происходит.

Физиологические особенности дыхания у птиц присущи только механизмам внешнего дыхания. Процессы газообмена между возду­хом, содержащимся в бронхиолах, кровью и тканями осуществля­ются, как и у млекопитающих, исключительно по законам диффу­зии газов через полупроницаемые мембраны. Не обнаружено суще­ственных отличий у птиц и млекопитающих и в нейрогуморальных регуляторных механизмах внешнего дыхания.

Во время вдоха сокращаются инспираторные мышцы, отчего грудная клетка расширяется и в ней создается отрицательное дав­ление, распространяющееся на легкие и воздухоносные мешки. Вследствие разницы давления атмосферный воздух засасывается через ноздри в носовую полость, гортань, трахею, бронхи, брон­хиолы и воздухоносные мешки.

При выдохе грудная полость сжимается, объем грудной клет­ки уменьшается. Под воздействием грудных и брюшных мышц сжимаются воздухоносные мешки и воздух из них проходит в бронхиолы, бронхи, трахею, гортань, носовую полость и выхо­дит наружу.

Во время прохождения из воздухоносных мешков в бронхиолы из воздуха еще раз усваивается кислород. Таким образом, во время дыхательного цикла (вдох-выдох) происходит двукратное извле­чение из воздуха кислорода и отдача диоксида углерода, что обес­печивает более интенсивный газообмен.

В состоянии покоя и при оптимальном газовом режиме в поме­щении частота дыхания постоянна для каждого вида птиц. Коли­чество дыхательных движений в 1 мин у кур составляет 25. 45, у гусей и уток — 20. 40, у индеек — 15. 20. У крупных птиц дыхание реже (у пеликана всего 4 дыхательных цикла в 1 мин), а у мелких птиц оно чаще (у канареек 90. 120).

Частота дыхания зависит от возраста птицы. У молодняка ды­хание более частое. Во время сна дыхание замедляется. При высо­кой температуре воздуха оно учащается. Так, при температуре воз­духа 37 «С у кур частота дыхания доходит до 120. 150, при этом они дышат не только через ноздри, но и через открытый клюв (лабиальное дыхание). Учащенное дыхание также наблюдается при высокой концентрации диоксида углерода в воздухе в плохо вен­тилируемом помещении.

Воздухоносные мешки вмещают большой объем воздуха, превышающий в 10 раз емкость легких. Этот воздух дваж­ды, как сказано ранее, проходит через легкие, где совершается газо­обмен. Это имеет существенное значение во время полета, а также у водоплавающих птиц во время пребывания под водой.

Воздухоносные мешки облегчают массу тела птиц, помогают сохранять равновесие в воздухе и под водой. Они способствуют поддержанию постоянной температуры тела, предотвращая пере­гревание или переохлаждение. Давление, создаваемое воздухом в воздухоносных мешках, улучшает прохождение кишечного содер­жимого и выделение помета.

Кислородная емкость крови у кур от 12 до 21 об.%, у уток 16. 17, у гусей 21. 22об.%. Значения этой величины близки к кислородной емкости крови у млекопитающих, так как уровень содержания гемоглобина у них хотя и отличается, но несущест­венно. Способность гемоглобина связывать кислород у них также одинакова. Но у птиц большое значение имеет миоглобин, находя­щийся в мышцах. В отличие от гемоглобина крови миоглобин мо­жет отдавать до 70 % кислорода даже при таких низких напряжени­ях кислорода в крови, при которых гемоглобин уже не отщепляет кислород (ниже 10 мм. рт. ст.). Особенно это важно для ныряющих птиц, пребывающих под водой длительное время.

Механизм дыхания во время полета птицы изучен недостаточ­но. Во время полета грудная кость малоподвижна, частые дыха­тельные движения ее невозможны, так как она является опорой для летательного аппарата. Считают, что во время полета дыха­тельные движения редкие, но при каждом вдохе птица забирает максимальное количество воздуха в воздухоносные мешки, при­чем некоторые мешки заполняются воздухом во время вдоха, а другие — во время выдоха. Птица как бы «врезается» в воздух, и он сильной струей устремляется по воздухоносным путям. Птицы свободно переносят разреженный воздух во время полета. Некото­рые виды птиц совершают длительные перелеты на высоте около 6 км, но для отдыха они спускаются на меньшую высоту.

Глава 8 ФИЗИОЛОГИЯ ВЫДЕЛИТЕЛЬНЫХ ПРОЦЕССОВ

Выделение — заключительный этап обмена веществ, обес­печивающий поддержание необходимого, оптимального состава среды организма за счет удаления во внешнюю среду соедине­ний, которые не могут подвергаться дальнейшим метаболичес­ким превращениям (конечные продукты обмена), а также чуже­родных и излишних веществ. Функции выделения осуществля­ются системой выделительных органов, включающих почки, же­лудочно-кишечный тракт, легкие, кожу и слизистые оболочки. За исключением диоксида углерода, являющегося конечным про­дуктом всех видов обмена и удаляемого легкими, все остальные выделяемые вещества являются водорастворимыми, и поэтому вода составляет основную массу выделений. При нарушении процессов выделения гибель организма наступает значительно быстрее, чем при отсутствии поступления питательных веществ: полное голодание при доступе к воде, которая является необхо­димым компонентом выделительных процессов, может продол­жаться достаточно долго, но прекращение водного обмена при­водит к гибели за несколько дней или часов в результате накоп­ления токсических веществ.

Конечные продукты обмена, выделяемые из организма, назы­ваются экскретами, а органы, их удаляющие, называются экскре­торными или выделительными.

Экскреты — это вещества, выделяемые из организма в процессе жизнедеятельности.

диоксид углерода, выделяемый в основном через легкие;

конечные продукты белкового обмена — мочевина, мочевая кислота, креатинин и другие азотсодержащие соединения, выде­ляемые в основном почками, в меньшей степени желудочно-кишечным трактом и кожей;

продукты неполного окисления органических веществ — мо­лочная кислота, ацетоновые и кетоновые тела и др., удаляемые посредством почек, легких и желудочно-кишечного тракта;

неорганические вещества — соли, выделяемые непрерывно, вы­водятся почками, желудочно-кишечным трактом, кожей даже при отсутствии их поступления извне;

чужеродные вещества, поступающие с пищей и не участвую­щие в обмене веществ, удаляемые желудочно-кишечным трактом в составе пищеварительных соков;

излишние вещества —при значительном повышении концен­трации в крови и возможном нарушении гомеостаза удаляемые поч­ками и желудочно-кишечным трактом, например глюкоза;

вода удаляется всеми выделительными органами: почками, лег­кими, пищеварительной системой и кожей.

Таким образом, выделительная система животных включает поч­ки, потовые железы, легкие, желудочно-кишечный тракт. У птиц и рыб в выделении участвуют носовые и ректальные солевые железы, а у рыб еще и жабры. Через почки удаляются вода, продукты азотис­того обмена (мочевина, мочевая кислота, креатинин, аммиак и др.). Потовые и сальные железы кожи служат для выделения воды, про­дуктов белкового обмена, летучих жирных кислот, витаминов и ми­неральных веществ. Через легкие выводятся из организма углекис­лота, вода и некоторые летучие вещества. Кишечник участвует в выведении из организма воды, минеральных веществ, кислых и ще­лочных продуктов, желчных кислот, пигментов, холестерина, ле­карственных веществ и солей тяжелых металлов.

Советуем прочитать:  Укрепляем мышцы спины за 3 минуты

Значение органов выделения не сводится только к удалению конечных продуктов обмена. Они участвуют в процессах осморе-гуляции; регулируют постоянство ионного состава внутренней среды организма, а также рН крови и тканевых жидкостей.

Поскольку при испарении воды с поверхности кожи и альвеол легких понижается температура тела, то потовые железы и легкие участвуют и в процессах терморегуляции.

Дата добавления: 2014-11-29 ; Просмотров: 3110 ; Нарушение авторских прав? ;

Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет

источник

Приспособление птиц к полету: признаки. Как птицы приспособились к полету

Большинство представителей класса птиц освоили наземно-воздушную среду обитания. Приспособление птиц к полету обусловлено особенностями их внешнего и внутреннего строения. В данной статье рассмотрим эти аспекты более подробно.

Признаки приспособления птиц к полету

Основными признаками, позволяющими пернатым освоить воздушную среду являются:

— видоизменение передних конечностей в крылья;

— наличие специальной кости — киля;

— отсутствие одного яичника у самок;

— хорошо развитая нервная система.

Эти особенности строения иллюстрируют, как птицы приспособлены к полету.

Строение скелета

С легкостью подниматься ввысь для птиц становится возможным, прежде всего, благодаря, легкому скелету. Он образован костями, внутри которых находятся воздухоносные полости. Основными отделами скелета птиц являются череп, позвоночник, пояса верхних и нижних конечностей и сами свободные конечности. Многие кости срастаются между собой, обеспечивая прочность всей «конструкции». Отличительной особенностью скелета пернатых является наличие киля. Это особая кость, к которой прикрепляются мышцы, приводящие в движение крылья. Она характерна только для птиц.

Покровы

Черты приспособления птиц к полету во многом связаны с особенностями покровов. Пернатые являются единственной группой животных, тело которых покрыто перьями. Их можно объединить в три группы. Первая носит название «контурные». Благодаря им тело птицы приобретает обтекаемую форму. В зависимости от расположения на теле и выполняемых функций контурные крылья бывают кроющие, маховые и рулевые. Они покрывают тело, образуя контуры крыльев и хвоста. Независимо от вида, каждое крыло состоит из центральной части — стержня, на большей части которого располагаются опахала, образованные бородками первого и второго порядка с крючками. Нижний оголенный участок пера называется очин.

Вторая группа представлена пуховыми перьями. Их бородки лишены крючков, поэтому опахала не сцеплены, а свободны. Третья разновидность — это пух. Характерной особенностью его строения являются пушистые бородки, которые расположены пучком на одном конце сильно укороченного очина.

На примере особенностей оперения легко рассмотреть, как птицы приспособились к полету. Оно обеспечивает терморегуляцию, определяет окраску, возможность передвижения в воздушном пространстве. Кстати, окрас птиц может служить как маскировкой от хищников, так и одной из форм проявления демонстративного поведения.

Теплокровность

Это приспособление птиц к полету является очень важным. Теплокровность подразумевает наличие постоянной температуры тела, не зависящей от окружающей среды. Ведь, как известно, с высотой температура воздуха значительно понижается. И если бы птицы были холоднокровными, как рыбы или земноводные, они просто бы замерзли во время полета. Такая черта присуща данной группе организмов благодаря прогрессивному строению кровеносной системы. Она представлена четырехкамерным сердцем и двумя кругами кровообращения. Поэтому венозная и артериальная кровь не смешиваются, обмен газов и веществ происходит очень интенсивно.

Внешнее строение

Тело птиц подразделяется на следующие части: голову, подвижную шею, туловище, хвост и конечности. На голове расположены глаза, ноздри и клюв, покрытый роговыми чехлами. Отсутствие зубов делает череп еще более легким. Веки на глазах неподвижны, роговица увлажняется при помощи мигательных перепонок.

Основное приспособление птиц к полету, безусловно, заключается и в видоизменении верхних конечностей. Они преобразованы в крылья. Ноги — нижние конечности, часто покрыты роговыми чешуйками. Эта особенность строения осталась у птиц от их предков — пресмыкающихся животных. Когти, находящиеся на пальцах ног, помогают птицам удерживаться на опорной проверхности.

Внутреннее строение птиц

Приспособление птиц к полету отражается и в особенностях строения большинства внутренних органов.

Пищеварительная система представлена ротовой полостью, пищеводом, образующим расширение — зоб. В нем пища подвергается дополнительной ферментативной обработке, становится мягкой и быстрее переваривается. Далее пища поступает в желудок, состоящий из двух отделов: железистого и мускульного, а потом — в кишечник. Он открывается наружу клоакой. Кишечник птиц укорочен по сравнению с другими животными. Такое строение также делает их тело более легким. Непереваренные остатки пищи не задерживаются долго в кишечнике и могут выделяться через клоаку даже во время полета.

Адаптация птиц к полету прослеживается и в строении нервной системы. Благодаря ее развитию, животные обладают достаточно четким цветным зрением, позволяющим без труда ориентироваться в воздухе даже на достаточно большой высоте. Хорошо функционирует и слух. А благодаря развитому мозжечку, на высоком уровне находится и координация движений. Птицы быстро реагируют во время приближающейся опасности или охоты.

Компактность — характерная черта половой системы. Семенники самцов небольшого размера, бобовидной формы. Они открывают свои протоки прямо в клоаку. У самок есть только один яичник. Такое строение делает вес птиц существенно меньше. Яйцеклетка из половой железы передвигается по яйцеводу, где и происходит процесс оплодотворения, яйцо покрывается оболочками и известковой скорлупой. Далее через клоаку выходит наружу.

Особенности дыхания

Приспособления птиц к полету касаются и дыхательной системы. Ведь для интенсивной работы мышечной системы необходимо непрерывное снабжение тканей и органов кислородом. Поэтому наряду с легочным дыханием у птиц есть дополнительные органы — воздушные мешки. Это дополнительные резервуары воздуха с достаточно большим объемом. Поэтому дыхание птиц еще называют двойным.

Приспособление птиц к среде обитания

Черты внешнего строения часто видоизменяются в зависимости от места обитания. Например, дятел, живущий в лесу, имеет острые когти. С их помощью он передвигается по веткам деревьев, опираясь на хвост с жесткими перьями. Клюв этой птицы похож на долото. Пользуясь им, а также при помощи длинного липкого языка он достает насекомых и личинок из коры, семена из шишек.

Птицы — обитатели водоемов, также имеют ряд важных приспособлений. Это короткие нижние конечности с плавательными перепонками, плотный перьевой покров, смазанный водоотталкивающим секретом особых желез. «Выйти сухим из воды» — эта поговорка, известная всем, появилась благодаря особенностям жизнедеятельности водоплавающих птиц.

Птицы побережья — мастера планирующего полета. Альбатросы, чайки и буревестники характеризуются наличием сильных и длинных крыльев. А вот хвост у них короткий. Все это позволяет прибрежным обитателям ловить рыбу прямо с воздуха.

Возможно ли увидеть добычу на расстоянии до тысячи метров? Для хищных птиц это не составляет большого труда. Сокол, ястреб, орел — яркие представители этой группы. Они имеют большой изогнутый клюв, которым хватают и разрывают пищу. А мощные острые когти не оставляют шансов на спасение. Хищники способны долго парить в воздухе благодаря очень широким крыльям. А те из них, которые охотятся ночью, дополнительно обладают острым зрением и идеальным слухом. Например, совы и филины.

Все ли птицы летают

Не все представители этого класса способны летать. Например, пингвины являются отличными пловцами, их верхние конечности видоизменены в ласты. Но летать эти птицы не умеют. У них есть киль, однако большой вес не позволяет им взмыть в воздух. А толстая жировая прослойка и густое оперение просто необходимы для жизни в суровых условиях севера.

Надотряд страусовых объединяет эму, киви, казуаров, нанду. У этих пернатых киль отсутствует. А неспособность к полету компенсируется быстрым бегом. Это умение спасает птиц в условиях равнинной Африки.

Подавляющее большинство современных птиц в совершенстве приспособлены к полету и среде обитания. Они живут в лесу, на водоемах и их побережьях, степях и пустынях.

Представители класса птиц поражают своим разнообразием, имеют важное значение в природе и жизни человека, а характерные черты строения обусловливают способность к полету.

источник