Птицы - это позвоночные животные, приспособленные к полету, их передние конечности превращены в крылья, тело покрыто перьями, имеют обтекаемую форму тела. Ныне живущих видов более 9000. Птицы живут фактически во всех климатических зонах, занимают разнообразные экологические ниши.
По-сравнению с пресмыкающимися у птиц произошел ряд крупных ароморфозов, позволивших им стать более активными и меньше зависеть от условий окружающей среды. Это возникновение терморегуляции (теплокровности), полное разделение венозного и артериального кровотока, возникновение четырехкамерного сердца. Другие множественные адаптации птиц уместней считать приспособлениями к полету.
Перьевой покров птиц
Перьевой покров птиц эволюционно возник из роговых чешуй пресмыкающихся. Каждое перо развивается в перьевой сумке, в ней же остается нижний конец пера (очин), через который происходит питание пера.
В пере выделяют ствол и опахало. Опахало состоит из роговых бородок первого, и отходящих от них второго порядка. У бородок второго порядка есть крючочки, которыми они сцепляются с соседними бородками второго порядка. Таким образом опахало становится монолитным, не пропускает через себя потоки воздуха, что играет немаловажную роль в способности птиц к полету.
Перьевой покров птиц растет не по всему их телу, а только в так называемых птерилиях . В аптериях перья не растут, однако они прикрыты перьями, выросшими в птерилиях. У птиц перьями не покрыты только нижняя часть ног и клюв (у некоторых видов еще и шея).
Перья птиц не одинаковы. Различают контурные, пуховые перья, пух и др. Контурные перья бывают покровными, рулевыми (находятся на хвосте), маховыми (на крыльях). Маховые и рулевые перья имеют важное значение для полета. Пух выполняет функцию теплоизоляции.
Для птиц характерна линька, когда перьевой покров сменяется. У одних видов это происходит так, что они сразу теряют почти все старые перья. У других линька происходит постепенно.
Кожа птиц сухая, тонкая. У них есть единственная железа - копчиковая. Хорошо развита у водоплавающих птиц. Ее жировым секретом птицы смазывают перья, что предотвращает их намокание.
Опорно-двигательная система птиц
Опорно-двигательная система птиц претерпевает ряд существенных изменений, связанных с полетом. Это касается как скелета, так и мышечной системы.
Кости птиц становятся более легкими, во многих есть полости. Многие кости скелета срастаются между собой, что дает дополнительную прочность во время полета.
Череп птиц прочный с большими глазницами. Клюв образован челюстями, покрытыми роговыми чехлами (надклювье и подклювье ). Клюв разных видов птиц приспособлен к добыванию и обработке определенных видов пищи. Зубы отсутствуют у всех птиц.
Шейный отдел позвоночника отличается большой подвижностью. Количество позвонков зависит от вида птиц. Грудные позвонки срастаются. Также срастаются поясничные, крестцовые и первые хвостовые позвонки, образуя сложный крестец , дающий мощную опору тазовому поясу и задним конечностям. Последние хвостовые позвонки также срастаются, к ним крепятся рулевые перья.
От грудных позвонков отходят ребра. Каждое ребро птицы состоит из верхней и нижней части, подвижно соединенных между собой. Нижние части ребер прикреплены к достаточно большой грудине. Ребра птиц имеют крючковидные отростки. У подавляющего большинства птиц от грудины отходит киль , к которому крепятся мощные мышцы, обеспечивающие подъем и опускание крыльев в полете.
Плечевой пояс птиц состоит из удлиненных лопаток (лежат вдоль позвоночника), мощных коракоидов (соединены с началом грудины) и ключиц. Ключицы срастаются между собой и образуют вилочку , которая играет роль своеобразной распорки при движении крыльев. Кости передних конечностей гомологичны таковым у пресмыкающихся. В крыле птиц сохраняется плечевая, локтевая и лучевая кости. Однако ряд костей запястья и пясти срастаются между собой образуя пряжку . Пальцы на крыльях у птиц редуцируются, остаются только три, из которых хорошо развит только один.
Кости тазового пояса (подвздошные, седалищные и лобковые) сращены между собой с каждой стороны и неподвижно приращены к сложному крестцу. Обе лобковые кости между собой не срастаются. Также между собой не срастаются седалищные кости. Это делает таз птицы открытым, что дает возможность нести крупные яйца. Скелет задней конечности состоит из бедренной кости, костей голени, цевки , пальцев (обычно четыре, три из которых повернуты вперед). Цевку образует ряд костей предплюсны и кости плюсны.
Мышцы птиц более дифференцированы, чем у пресмыкающихся. Кроме того в ряде отделов мышечная система очень мощная. Так у птиц сильно развиты грудные и подключичные мышцы, отвечающие за подъем и опускание крыльев. Хорошо развиты мышцы шеи и хвоста.
Дыхательная система птиц
Дыхательная система птиц во многом уникальна, для них характерно так называемое двойное дыхание . При нем через легкие проходит свежий воздух и при вдохе и при выдохе. Для осуществления такого дыхания у птиц есть воздушные мешки (несколько пар, также могут быть непарные).
На вдохе воздух поступает в легкие и задние воздушные мешки. На выдохе воздух из легких преимущественно переходит в передние воздушные мешки, а в легкие поступает из задних. Из передних мешков воздух удаляется через трахею.
Легкие птиц представляют собой плотную губчатую ткань, что увеличивает их поверхность.
Воздушные мешки, заполненные воздухом, уменьшают плотность тела птицы, делают его более легким.
В покое птицы дышат за счет расширения и сокращения грудных мышц. В полете грудь птиц остается почти неподвижной и создает дополнительную опору для крыльев. Поэтому расширение и сжатие воздушных мешков происходит за счет движения крыльев. Причем чем чаще и мощнее взмахи крыльев, тем чаше птицы дышат, и тем сильнее наполняются воздухом их воздушные мешки.
Кровеносная система птиц
В кровеносной системе птиц венозная и артериальная кровь не смешиваются. В отличие от пресмыкающихся у птиц из левого желудочка сердца выходит только одна (правая) аорта.
Сердце четырехкамерное. Правые предсердие и желудочек содержат только венозную кровь. Левые - только артериальную. Большой круг кровообращения начинается в левом желудочке и заканчивается в правом предсердии. Малый (легочный) круг кровообращения начинается в правом желудочке и заканчивается в левом предсердии.
Большое сердце птиц сокращается часто, в полете очень часто (сотни раз в минуту).
Пищеварительная система птиц
Для птиц характерно быстрое пищеварение. У многих пища проходит через их пищеварительных тракт менее чем за час.
У многих птиц пищевод имеет расширение (зоб), где на время откладывается проглоченная пища. Есть слюнные железы.
Особенностью пищеварительной системы птиц является наличие двух желудков. В первом (железистом) происходит ферментативная обработка пищи. Во втором (мускульном) пища перетирается как мощными стенками желудка, так и заглоченными камешками.
Толстая кишка у птиц короткая, открывается в клоаку, прямая кишка отсутствует. Таким образом остатки не задерживаются в организме, что облегчает тело птицы для полета.
Выделительная система птиц
Основным продуктом выделения у птиц является мочевая кислота, также как у пресмыкающихся. Для ее выделения требуется мало воды. Выведение вредных веществ из организма происходит быстро, что связано с интенсивным обменом веществ.
У птиц достаточно крупные почки, мочеточники открываются непосредственно в клоаку. Мочевой пузырь отсутствует.
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.
Размножение и развитие птиц
В качестве органов размножения у самцов птиц функционирует пара семенников. В период размножения они сильно увеличиваются. По семяпроводам сперма поступает в клоаку и впоследствии впрыскивается в клоаку самки. У птиц бывает только внутреннее оплодотворение.
У самок сохраняется только один яичник. Это связано с образованием крупных яйцеклеток (содержащих большое количество желтка), превращающихся в половых путях самки в крупные яйца. Два таких яйца не смогли бы пройти через таз птицы.
Оплодотворение яйцеклетки происходит в верхней части яйцевода. Продвигаясь к клоаке яйцо покрывается оболочками: белковой (содержит большой запас воды), двумя подскорлуповыми, скорлупой (известь в последствии частично используется на формирование скелета), надскорлуповой оболочкой. Длительность формирования яйца у разных видов птиц различна. В среднем около суток.
На поверхности желтка путем дробления образуется зародышевый диск. Желток подвешен в яйце на белковых нитях - халазах.
Одним из проявлений сложного поведения птиц является выраженная забота о потомстве. Птицы насиживают кладку, после вылупления птенцов еще долго заботятся о них. Птенцы бывают двух типов: выводкового и гнездового. Первые почти сразу после вылупления способны следовать за родителями, самостоятельно питаться. При вылуплении они уже покрыты пухом. Гнездовые птенцы появляются голыми, слепыми и беспомощными. Родители выкармливают их в гнезде.
Экология птиц
Высокая скорость обмена веществ за счет совершенствования в первую очередь кровеносной, дыхательной и пищеварительной систем привели к теплокровности птиц (способности к поддержанию постоянной температуры тела). Это привело к меньшей зависимости от условий окружающей среды, чем у пресмыкающихся. Птицы расселены по Земле достаточно широко, они встречаются в том числе и в Антарктиде.
Для птиц характерны сезонные миграции, связанные с перемещением в лучшие места для питания, размножения, избежания неблагоприятных условий. Выделяют оседлых, кочующих и перелетных птиц . Оседлые птицы обычно живут круглый год в одном и том же месте. Кочующие птицы в послегнездовой период улетают на сотни километров. Перелетные птицы пролетают тысячи и десятки тысяч километров. Обычно они улетают на зиму в те места, где нет сильных холодов (например, из Европы в Африку).
Среди птиц выделяют три большие группы: типичные птицы, пингвины и страусы. Представители последних двух не летают. Виды страусовых являются самыми крупными из ныне живущих птиц. Пингвины приспособлены к плаванию. Подавляющее большинство типичных птиц летают. Они наиболее многочисленны и разнообразны (более 20 отрядов).
Выделяют различные экологические группы птиц по местам обитания (птицы леса, открытых пространств, водоплавающие, обитающие у водоемов), местам гнездования (в кронах, кустарниках, наземные, гнездящиеся в дуплах и др.), типу питания (растительноядные, насекомоядные, хищные, падальщики, всеядные) и др.
Птицы - наиболее молодые в эволюционном отношении, высокоразвитые животные, для которых характерны хождение на двух ногах, перьевой покров, крылья и клюв, теплокровность с интенсивным обменом веществ, хорошо развитый головной мозг и сложное поведение. Все эти особенности птиц позволили им широко расселиться по земному шару и занять все среды обитания - сушу, воду, воздух; они заселяют любые территории от высоких полярных широт до мельчайших океанических островов.
Среда обитания явилась фактором отбора в эволюции птиц (строение тела, крыльев, конечностей, способы передвижения, добычи пищи, особенности выведения потомства).
Птицам свойственны сезонные циклы, которые наиболее заметны у перелетных птиц и менее выражены у кочующих в пределах своей зоны или оседлых птиц. Наибольшее видовое разнообразие птиц сосредоточено в тропической зоне. Почти каждый вид птиц может обитать в нескольких различных биогеоценозах.
Наиболее многочисленна группа птиц леса, среди которых имеются плотоядные, растительноядные и всеядные. Гнездятся они в дуплах, на ветвях, на земле. Птицы открытых мест - лугов, степей, пустынь - строят гнезда на земле; птицы побережий гнездятся на скалах, образуя птичьи базары, где несколько видов птиц не только совместно обитают, но и защищаются от врагов.
Для птиц характерна четко выраженная динамика изменения численности популяции. Так, максимум птиц на Земле (до 100 млрд. особей) наблюдается после вылета молодняка, минимум - к началу следующего лета (снижение численности до 10 раз). Большую роль в изменении числа птиц играет хозяйственная деятельность человека. Сокращаются площади лесов, болот, лугов, естественных водоемов, некоторых птиц просто истребляют.
Роль птиц в цепях питания велика, поскольку они представляют конечные звенья многих цепей питания.
Большое значение имеют птицы в распространении плодов и семян. В хозяйственной деятельности человека значение птиц в основном положительное: они истребляют грызунов, насекомых-вредителей, семена сорных растений, что можно рассматривать как биологическую защиту полей и садов. Птиц надо охранять и беречь, подкармливать, особенно зимой, не разорять их гнезда. Без птиц - таких ярких, подвижных, звонкоголосых - наши леса, парки, луга, водоемы становятся безрадостными, мертвыми.
Ущерб, наносимый птицами, несравненно ниже их пользы. Они опустошают сады и виноградники, выклевывают посеянные семена, выдергивают проростки, поэтому их приходится отпугивать. Участились случаи сталкивания птиц с самолетами. Птицы разносят инфекционные болезни - грипп, энцефалит, сальмонеллёз, распространяют клещей, блох.
Человек занимается птицеводством, разводя домашнюю птицу, а также декоративных и певчих птиц.
В Красную книгу СССР занесено 80 видов птиц.
В мировой фауне насчитывается около 8600 видов птиц, из них в пределах территории нашей страны встречается примерно 750 видов. Птицы распространены на всех материках земного шара за исключением внутренних районов Антарктиды; некоторые из них большую часть жизни проводят в открытом море. На суше разные виды птиц встречаются повсеместно, где для них имеется растительная или животная пища, - в лесах, кустарниковых зарослях, парках, лесополосах, на лугах, болотах, в пустынях, горах и тундре.
Характеристика класса
Птицы по своему строению очень сходны с рептилиями и представляют их прогрессивную ветвь, эволюция которой шла по пути приспособления к полету. Нередко птиц объединяют с рептилиями в группу ящерообразных (Sauropsida). Птицы - двуногие амниоты, передние конечности которых превратились в крылья; тело покрыто перьями, температура тела постоянная и высокая.
Организация птиц приспособлена к условиям полета. Туловище компактно, скелет чрезвычайно облегчен. Расправленные крылья и хвост образуют плошадь, гораздо большую по сравнению с площадью туловища. В строении тела птиц можно отметить не только черты, характерные для птиц, но и признаки, общие с рептилиями. Так, в коже птиц нет желез, за исключением копчиковой железы над корнем хвоста. У некоторых птиц отсутствует и эта железа.
Покровы тела . Кожа очень тонка. На клюве имеются роговые чехлы, на конечностях -- роговые чешуи, на пальцах - когти. Производными кожи являются перья, филогенетически связанные с чешуйчатыми образованиями (на это указывает сходство в развитии пера и чешуи в ранних стадиях). Перья покрывают снаружи тело птиц, помогают сохранить тепло (теплоизоляционная функция), обеспечивают обтекаемость тела, защищают его от повреждений, образуют несущие плоскости в полете (крылья, хвост).
Различают контурные и пуховые перья.
Контурные перья состоят из прочного и упругого полого рогового ствола (стержня) и мягкого опахала. Опахало образовано густой сетью тонких роговых пластинок - бородок. От стержня параллельно одна другой отходят бородки первого порядка, с обеих сторон которых в свою очередь отходят многочисленные более тонкие бородки второго порядка, последние сцепляются между собой мелкими крючочками. Различают длинные и особо прочные перья - маховые, - они образуют плоскость крыла; длинные и прочные рулевые перья образуют плоскость хвоста, остальные покровные контурные перья обеспечивают обтекаемую форму тела. 9-10 первостепенных маховых перьев прикрепляются к заднему краю скелета кисти, во время полета они образуют тягу, которая несет птицу вперед, в меньшей мере - подъемную силу. Второстепенные маховые перья прикрепляются к предплечью, они составляют основную несущую поверхность крыла. На переднем крае последнего имеется маленькое крылышко с несколькими короткими перышками, которые облегчают птице приземление. Рулевые перья принимают участие в управлении полетом и торможении.
Пуховые перья имеют тонкий короткий стержень и мягкое опахало с более тонкими и пушистыми бородками, без крючков (т.е. не соединенные между собой). Пуховые перья увеличивают теплоизоляцию и способствуют уменьшению теплоотдачи.
Птицы периодически (один-два раза в год) линяют, на месте старых перьев у них вырастают новые.
Скелет . Кости скелета наполнены воздухом (пневматичны) и отличаются легкостью. Толщина костей небольшая, трубчатые кости внутри полые, кроме воздуха частично заполнены костным мозгом. Многие кости срастаются между собой. Благодаря таким особенностям скелет птицы легкий и крепкий. В позвоночнике различают пять отделов: шейный, грудной, поясничный, крестцовый и хвостовой. Шейные позвонки (их от 11 до 25) подвижно соединены между собой. Позвонки же других отделов сращены между собой и неподвижны, что необходимо во время полета. Грудные позвонки почти неподвижны, к ним прикреплены ребра. На ребрах имеются крючковидные отростки, которые налегают на соседние задние ребра. Грудные позвонки, ребра и широкая грудная кость, или грудина, образуют грудную клетку. Грудина имеет внизу высокий гребень - киль. К нему и грудине прикрепляется мощная мускулатура, двигающая крыло.
Все поясничные и крестцовые (их два) позвонки срастаются между собой и с подвздошными костями; к ним присоединяется несколько хвостовых позвонков, образуя характерный для птиц сложный крестец. Он служит опорой пары задних конечностей, несущих на себе всю тяжесть тела. Свободных хвостовых позвонков 5-9, концевые хвостовые позвонки срастаются в копчиковую кость, к которой прикрепляются рулевые перья.
Пояс передних конечностей состоит из трех парных костей: коракоидов, лопаток и ключиц. Скелет передней конечности, которая превратилась в крыло, значительно видоизменен. Скелет крыла состоит из одной плечевой кости, двух костей предплечья (локтевой и лучевой), нескольких костей кисти (большая часть их слилась, образовав одну кость) и трех пальцев. Скелет пальцев резко редуцирован.
При передвижении по суше вся тяжесть тела переносится на тазовый пояс и задние конечности, в связи с этим они также преобразованы. Пояс задних конечностей состоит из трех пар костей, которые срастаются, образуя таз. По средней линии тела тазовые кости не срастаются, это так называемый открытый таз, который дает возможность птицам откладывать крупные яйца. Скелет задней конечности образован длинными и крепкими трубчатыми костями. Общая длина ноги превышает длину туловища. Скелет задней конечности состоит из одной бедренной кости, сросшихся костей голени и костей стопы, которые образуют цевку, и четырех пальцев.
Для черепа характерны полное сращение всех костей вплоть до исчезновения швов, чрезвычайная легкость и крупные, сближенные друг с другом глазницы. Челюсти птиц представлены легким клювом, лишенным зубов.
Мускулатура хорошо развита, ее относительная масса больше, чем у пресмыкающихся. При этом брюшные мышцы слабее, чем грудные, которые составляют 10-25 % общей массы птицы, т. е. приблизительно столько же, сколько все другие мышцы вместе взятые. Это связано с тем, что парные большие и малые грудные мышцы, начинающиеся на грудной кости и ее киле, опускают и поднимают крылья во время полета. Кроме грудных мышц, сложной работой крыла в полете управляют несколько десятков мелких мышц, прикрепляющихся на туловище и передних конечностях. Очень сложна мускулатура шеи и ног. У многих птиц на сухожилии мышцы глубокого сгибателя пальцев ног имеется специальное приспособление, которое автоматически закрепляет пальцы ног в сжатом состоянии, когда птица обхватывает ими ветку. Поэтому птицы могут спать, сидя на ветках.
Пищеварительная система . Органы пищеварения характеризуются полным отсутствием зубов у современных птиц, что значительно облегчает тело для полета. У зерноядных птиц их заменяет мышечный желудок, который служит для механического перетирания пищи, в то время как железистый желудок служит для ферментативного воздействия.
Органы пищеварения начинаются клювом - это основной орган захвата пищи. Клюв состоит из верхней части (надклювья) и нижней (подклювья). Форма и особенности строения клюва у разных птиц различны и зависят от способа питания. Ко дну ротовой полости прикрепляется язык, его форма и особенности строения зависят от характера пищи. В ротовую полость открываются протоки слюнных желез. У некоторых птиц в слюне имеется фермент амилаза и переваривание пищи начинается в ротовой полости. Ласточки и некоторые стрижи используют липкую слюну при постройке гнезд, у дятлов к смоченному липкой слюной длинному языку прилипают насекомые. Смоченная слюной пища легко заглатывается и попадает в пищевод, нижняя часть которого у многих птиц образует расширение - зоб (в нем пища размачивается и частично переваривается). Далее по пищеводу пища поступает в тонкостенный железистый желудок, в котором многочисленные железы выделяют пищеварительные ферменты. Обработанная ферментами пища переходит в мускульный желудок. В стенках последнего хорошо развиты сильные мышцы, благодаря сокращению которых пища перетирается. Перетертая пища поступает в двенадцатиперстную кишку, в которую впадают протоки поджелудочной железы и желчного пузыря (птицы имеют двухлопастную печень). Затем пища попадает в тонкий кишечник и далее в задний отдел кишечника, который не дифференцирован на толстую и прямую кишки и значительно укорочен. Через задний отдел кишечника непереваренные остатки пищи выводятся в клоаку.
Птицы характеризуются высокой интенсивностью пищеварения. Например, воробьи переваривают гусениц за 15-20 мин, жуков- около 1 ч, зерно - 3-4 ч.
Дыхательная система . Органы дыхания начинаются ноздрями, расположенными у основания надклювья. Изо рта гортанная щель ведет в гортань, а из нее в трахею. В нижней части трахеи и начальных участках бронхов находится голосовой аппарат птиц - 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 капилляры, газообмен происходит через стенки последних. Часть бронхиальных ответвлений не разделяется на бронхиолы, выходит за пределы легких, образуя тонкостенные воздушные мешки, расположенные между внутренними органами, мышцами, под кожей и даже внутри полых костей. Объем воздушных мешков почти в 10 раз превышает объем легких. Парные легкие небольшие, представляют собой плотногубчатые тела, а не мешки, как у рептилий, 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 вдох за счет того, что воздушыне мешки растягиваются и воздух всасывается в легкие и мешки. При опускании крыльев происходит выдох, богатый кислородом воздух попадает из воздушных мешков в легкие, где осуществляется газообмен. Таким образом, насыщенный кислородом воздух проходит через легкие и при вдохе, и при выдохе (так называемое двойное дыхание). Воздушные мешки предотвращают перегрев организма, так как избыток тепла удаляется с воздухом.
Выделительная система . Органы выделения представлены двумя крупными почками, составляющими 1-2 % массы тела, они лежат в глубине таза по обе стороны позвоночника. Мочевого пузыря нет. По двум мочеточникам мочевая кислота в виде белой кашицеобразной массы стекает в клоаку и выделяется наружу вместе с экскрементами не задерживаясь в теле. Это уменьшает массу тела птицы и актуально при полете.
Кровеносная система . Сердце у птиц относительно велико, его масса составляет 1-2% массы тела. Интенсивность работы сердца также большая: пульс в покое - 200-300 ударов в 1 мин, а полете - до 400-500 (у птиц средней величины). Большой объем сердца и частый пульс обеспечивают быструю циркуляцию крови в организме, интенсивное снабжение кислородом тканей и органов и удаление продуктов обмена.
В строении сердца обращает на себя внимание полное разделение сердца продольной сплошной перегородкой на правую венозную и левую артериальную половины. Из двух дуг аорты сохраняется только правая, берущая начало от левого желудочка. Большой и малый круги кровообращения полностью разобщены. Большой круг кровообращения начинается с левого желудочка и кончается в правом предсердии; артериальная кровь по артериям разносится по всему телу (все органы снабжаются только артериальной кровью), венозная кровь по венам попадает в правое предсердие, а из него в правый желудочек. Малый круг кровообращения начинается с правого желудочка и заканчивается в левом предсердии. Венозная кровь по легочным артериям попадает в легкие, окисляется там, и артериальная кровь по легочным венам попадает в левое предсердие, а из него в левый желудочек и в большой круг кровообращения. В результате того что артериальная и венозная кровь не смешивается, органы получают артериальную кровь. Это усиливает обмен веществ, повышает жизнедеятельность организма, обусловливает весьма высокую и постоянную температуру тела птиц (42-45 °С). Постоянство температуры тела и независимость ее от температуры окружающей среды - важный прогрессивный признак птиц и млекопитающих по сравнению с предыдущими классами животных.
Нервная система . Головной мозг имеет относительно большие полушария и зрительные доли, хорошо развитый мозжечок и очень маленькие обонятельные доли. Это связано с более сложным и разнообразным поведением и способностью к полету. От головного мозга отходят все 12 пар черепномозговых нервов.
Из органов чувств лучще всего развито зрение. Глазные яблоки большие, что обеспечивает получение на сетчатке больших изображений с четкими деталями. На глазу имеется три века - верхнее, нижнее и прозрачное внутреннее, или мигательная перепонка. Аккомодация (наводка глаза на резкость) осуществляется изменением формы хрусталика и одновременным изменением расстояния между хрусталиком и сетчаткой, а также некоторым изменением кривизны роговицы. Все птицы имеют цветное зрение. Острота зрения птиц в несколько раз выше, чем острота зрения человека. Свойство это связано с огромным значением зрения при полете.
Орган слуха анатомически сходен с органом слуха пресмыкающихся, состоит из внутреннего и среднего уха. Во внутреннем ухе лучше развита улитка, в ней увеличено число чувствительных клеток. Полость среднего уха имеет большие размеры, единственная слуховая косточка - стремечко - более сложной формы, она более подвижна при колебаниях куполообразной барабанной перепонки. Барабанная перепонка находится глубже, чем поверхность кожи, к ней ведет канал - наружный слуховой проход. Слух у птиц очень острый.
По сравнению с пресмыкающимися у птиц увеличена поверхность носовой полости и обонятельного эпителия. У некоторых птиц (утки, кулики, питающиеся падалью хищники и др.) обоняние хорошо развито и используется при поиске корма. У других птиц обоняние 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.
Органы размножения . У самца имеется два семенника, семяпроводы образуют в нижней части небольшое расширение - семенной пузырек - и впадают в клоаку. У самки развит только один левый яичник и левый яйцевод, который впадает в левую часть клоаки. Оплодотворение внутреннее и происходит в начальной части яйцевода. Благодаря сокращению стенок яйцевода оплодотворенная яйцеклетка перемещается по направлению к клоаке. В яйцеводе находятся белковые железы и железы, которые образуют на яйце двухслойную кожистую подскорлуповую оболочку, пористую известковую скорлупу и тоненькую надскорлуповую оболочку. Последняя защищает яйцо от микроорганизмов.
Яйцо перемещается по яйцеводу в течение 12-48 ч и последовательно покрывается толстой белковой оболочкой, подскорлуповыми, скорлуповой и надскорлуповой оболочками. В это время происходит развитие зародыша. В момент откладки яйца он имеет вид зародышевого диска, который находится на поверхности желтка. Два извитых белковых шнура - халазы - идут от внутренней подскорлуповой оболочки к желтку и поддерживают желток так, чтобы зародышевый диск находился сверху, ближе к телу птицы, которая насиживает яйцо. Для развития яйца необходима температура 38-39,5 °C. У разных птиц продолжительность насиживания различна: от 12-14 дней у мелких воробьиных до 44-45 дней у орла-беркута и почти двух месяцев у крупных пингвинов, альбатросов, грифов. У разных видов птиц яйца насиживают самка, самец или оба поочередно. Некоторые птицы не насиживают яиц: кулик-бегунок в Туркмении зарывает яйца в горячий песок, сорные (или большеногие) куры Австралии и Малайского архипелага откладывают их в кучи песка и гниющих растений, при гниении образуется необходимое для развития зародыша тепло.
Большинство птиц насиживают яйца в гнезде. Чаще всего птицы складывают или плетут гнезда из веточек, травы, мха, нередко скрепляя их каким-либо дополнительным материалом (волосками, шерстью, глиной, грязью и т. п.). Гнездо обычно имеет поднятые края и углубленную внутреннюю часть - лоток, в котором находятся яйца и птенцы. Дрозды, зяблики, щеглы укрепляют гнезда в развилках ветвей на кустарниках и деревьях. У крапивника и длиннохвостой синицы гнездо имеет вид плотного шара с толстыми стенками и боковым входом, укрепленного в развилке ветвей. Жаворонки, трясогузки устраивают гнезда на почве, в выстланной травой ямке. Дятлы, поползни, синицы, мухоловки, вертишейки гнездятся в дуплах, зимородки, щурки, береговые ласточки - в норах по берегам рек. Многие ласточки лепят гнездо из комочков глины и грязи, скрепленных липкой слюной. Грачи, вороны, аисты, многие дневные хищники строят гнезда из больших сучков и веток. Чайки, кайры, гагары откладывают яйца в песок, углубления на уступах скал. Самки уток, гусей, гаг выщипывают на своем брюшке пух и выстилают им гнездо. Колебания температуры в гнез.-дах значительно меньше, чем в окружающей среде; это улучшает условия инкубации.
По степени физиологической зрелости птенцов в момент вылупления всех птиц делят на две группы - выводковых и птенцовых. У выводковых птиц птенцы сразу после вылупления покрыты пухом, зрячие, могут передвигаться и самостоятельно находить корм. Взрослые птицы защищают выводок, периодически греют птенцов (это особенно важно в первые дни жизни), помогают в поисках корма. К этой группе относятся курообразные (тетерева, рябчики, фазаны, куропатки, перепела, куры), 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 птиц - до 2 месяцев). Все это время родители их выкармливают и обогревают. К этой группе относятся голуби, попугаи, воробьиные, дятлообразные и многие другие. Сначала родители носят птенцам мягкий питательный корм (например, синицы в первые дни кормят птенцов пауками). Птенцы покидают гнездо оперенными, почти достигнув размеров взрослых птиц, но с неуверенным полетом. В продолжение 1-2 недель после вылета родители продолжают кормить их. Одновременно птенцы обучаются поиску корма. Благодаря разнообразным формам заботы о потомстве плодовитость птиц гораздо ниже, чем плодовитость пресмыкающихся, земноводных и рыб.
Вымершие формы и филогения . Все особенности птиц, отличающие их от рептилий, носят преимущественно приспособительный к полету характер. Вполне естественно считать, что птицы произошли от рептилий. Происходят птицы от древнейших рептилий - псевдозухий, у которых задние конечности были построены так же, как у птиц. Переходная форма - археоптерикс - в виде ископаемых остатков (отпечатков) обнаружена в верхнеюрских отложениях. Наряду с чертами, характерными для рептилий, они имеют признаки строения птиц.
Систематика . Современные формы птиц делятся на три группы: бескилевые (южноамериканские, африканские, австралийские страусы и киви), пингвины и килевые; последние объединяют огромное число видов. К килевым птицам относится около 30 отрядов. Из них наиболее важны воробьиные, куриные, дневные хищники, гусеобразные, голубиные и др.
Перелеты
Оседлые птицы живут на определенных территориях на протяжении всего года, например воробьи, синицы, сороки, сойки, вороны. Кочующие птицы после сезона размножения совершают кочевки протяженностью в сотни километров, но не покидают пределов определенной природной зоны, например свиристели, снегири, чечетки, клесты, многие совы. Перелетные птицы регулярно улетают на зимовки за тысячи километров от мест гнездования по четко определенным пролетным дорогам в другие природные зоны.
Перелеты - сезонное явление в жизни птиц, которое возникло в процессе эволюции под воздействием периодических изменений погодных условий, связанных со сменой времен года, интенсивными процессами горообразования на обширных территориях и резкими похолоданиями в четвертичном периоде. Длинный северный день и большое количество животного и растительного корма способствуют выкармливанию потомков. Во второй половине лета в северных областях сокращается продолжительность светового дня, уменьшается количество животного корма (особенно насекомых), ухудшаются условия его добычи, у птиц изменяется характер обмена веществ, что при усиленном питании приводит к накоплению жировых запасов (у американских древесных славок перед полетом над морем запасы жира составляют до 35% массы птиц). Множество птиц начинают объединяться в стайки и откочевывать в места зимовки. Во время миграций птицы летят с обычными скоростями, мелкие воробьиные за сутки перемещаются на 50-100, утки - на 100-500 км. Миграции большинства птиц проходят на высоте 450-750 м. В горах стаи летящих журавлей, куликов, гусей наблюдали на высоте 6-9 км.
Перелеты у одних видов происходят днем, у других ночью. Перелет чередуется с остановками для отдыха и кормежки. Мигрирующие птицы способны к астронавигации, т.е. к выбору нужного направления перелета по положению солнца, луны и звезд. Выбранное правильное общее направление полета корректируется по зрительным ориентирам: птицы при перелетах придерживаются русел рек, лесных массивов н т.п. Направление и скорость миграций, места зимовок и ряд других особенностей птиц изучаются с помощью их массового кольцевания. Ежегодно в мире кольцуют около 1 млн. птиц, в том числе в СССР - около 100 тыс. На ногу птице одевают легкое металлическое кольцо с номером и условным обозначением учреждения, производившего кольцевание. При поимке окольцованной птицы кольцо снимают и отсылают в Москву в Центр кольцевания АН СССР.
Значение птиц
Птицы имеют большое хозяйственное значение, так как являются источником получения мяса, яиц, пуха, пера. Они уничтожают вредителей полей, лесов, садов и огородов. Многие виды домашних и диких птиц болеют орнитозами - вирусными заболеваниями, которыми может заразиться и человек. Птицы, живущие в тайге, наряду с млекопитающими представляют собой природный резервуар вируса таежного энцефалита. Птицы, обитающие в Средней Азии, наряду с млекопитающими и пресмыкающимися могут быть природным резервуаром возбудителей клещевого возвратного тифа.
Однако ни одна птица не может считаться только полезной или только вредной, все зависит от обстоятельств и времени года. Например, воробьи и некоторые зерноядные птицы питаются семенами культурных растений, могут склевывать в садах сочные плоды (черешни, вишни, шелковицы), однако своих птенцов выкармливают насекомыми. Для выкармливания птенцов необходимо особенно много пищи. Большая синица приносит птенцам корм до 400 раз в день, уничтожая при этом до 6 тыс. насекомых. Мухоловка-пеструшка для питания шести птенцов в течение 15 дней собирает 1-1,5 кг насекомых, предпочтительно мелких гусениц. Черный дрозд во время осеннего перелета уничтожает массу клопов вредной черепашки в лесополосах и зарослях кустарников: клопы вредной черепашки в этот период составляют до 74% общего количества насекомых в желудках дроздов. Особенно много вредных насекомых на посевах сельскохозяйственных культур и в лесных насаждениях уничтожают синицы, мухоловки, соловьи, ласточки, поползни, стрижи, сорокопуты, скворцы, грачи, дятлы и др. Насекомоядные птицы поедают много комаров, мошек, мух, которые переносят возбудителей болезней. Многие птицы (жаворонки, голуби, чечетки, щеглы, куропатки, перепелки, снегири и др.) питаются семенами сорняков, очищая от них поля. Хищные птицы - орлы, канюки, соколы (кобчики, балобаны, пустельги), некоторые луни, а также совы уничтожают большое количество мышевидных грызунов, некоторые питаются падалью и, таким образом, имеют немаловажное санитарное значение.
В определенных условиях некоторые виды птиц могут вредить. В частности, щурка вблизи пасек питается пчелами, зато в других местах уничтожает много вредных насекомых. Серая ворона поедает яйца и птенцов мелких птиц, но питается также насекомыми, грызунами, падалью. Ястреб-тетеревятник, ястреб-перепелятник, лунь болотный уничтожают большое количество птиц, в частности, лунь болотный - птенцов водоплавающих птиц. Один грач съедает за сезон более 8 тыс. личинок майских жуков, щелкунов, свекловичных долгоносиков, но весной грачи выдергивают всходы кукурузы и некоторых других культур, поэтому приходится защищать от них посевы.
Столкновения с птицами иногда приводят к серьезным авариям реактивных и винтомоторных самолетов. В районах аэродромов птиц приходится отпугивать (в частности, с помощью трансляции записанных криков бедствия или сигналов тревоги).
Совершая трансконтинентальные перелеты, птицы способствуют распространению возбудителей некоторых вирусных заболеваний (например, гриппа, орнитозов, энцефалитов и др.). Тем не менее большинство птиц можно считать полезными. Многие птицы служат объектами спортивной или промысловой охоты. Весенняя и осенняя охота разрешена на рябчиков, глухарей, тетеревов, фазанов, куропаток, уток и других птиц. На островах и побережьях Северного Ледовитого океана собирают легкий и теплый гагачий пух, которым гаги выстилают гнезда. Пух используют для утепления одежды летчиков и полярников.
Птицеводство
Птицеводство - важная отрасль сельского хозяйства, развивающаяся быстрыми темпами. На птицефабриках и птицефермах разводят кур (яйценоские породы - леггорны, русские белые, орловские; яйце-мясные - загорские, ленинградские, московские), гусей, уток, индюков. В инкубаторы одновременно закладываются десятки тысяч яиц. Кормление, сбор яиц, поддержание необходимых температуры и освещенности, процессы уборки и т.п. механизированы и автоматизированы.
Охрана птиц
Для увеличения численности полезных птиц необходимо создавать благоприятные условия для их гнездования, например, смешанные лесные насаждения с разнообразным кустарниковым подлеском, высадка куртин кустарников в парках и садах. Развеской искусственных гнездовий (скворечниц, дуплянок и др.) можно добиться увеличения численности синиц, мухоловок, скворцов и других птиц в 10-25 раз. Зимой оседлых птиц рекомендуется подкармливать, устанавливая кормушки на подоконниках, в палисадниках, садах, парках. Не следует беспокоить птиц в период гнездования, разорять гнезда и собирать яйца. Во время вывода птенцов охота на птиц запрещена. Следует охранять птиц и в местах их зимовки. Большое значение в охране птиц имеют государственные заповедники и заказники. Для некоторых редких и исчезающих видов птиц (например, белый журавль и др.) разрабатываются мероприятия по искусственному содержанию и разведению в условиях заповедников.
Зимующими называют птиц, остающихся в родном краю круглогодично. Животные руководствуются не столько температурой воздуха, сколько личными способностями и спецификой кормовой базы региона.
Тепло в холода лишь сытым пернатым. Значит, зимующая птица должна уметь добыть пропитание среди снегов. Соответственно, насекомоядные виды улетают зимой . Остаются довольствующиеся ягодами, семенами и хищники, охотящиеся на мышек, зайцев. В России около 70-ти зимующих видов птиц.
Голубь
Их температура тела, как и у прочих птиц, равна 41-му градусу. Это еще одно доказательство, что при наличии пищи пернатым морозы нипочем. не просто зимующие птицы , а «привязанные» к конкретному месту. Улетая от «родного гнезда» за тысячи километров, сизые всегда возвращаются обратно. Люди воспользовались этим, начав посылать с голубями письма.
Отнеся их адресату, пернатые возвращались. Ученые спорят, как птицы находят путь домой. Одни ссылаются на магнитные поля. Другие считают, что голуби ориентируются по звездам. Верны голуби не только родным краям, но и партнерам. Пару птицы выбирают один раз и на всю жизнь, подобно лебедям.
Голуби очень привязываются к местам обитания и не покидают их при наличии еды
Воробей
Группа зимующих птиц состоит из нескольких видов. В России живут два: городской и полевой. Последний характерен для сельской местности. Общее же число на планете приближено к миллиарду. Соответственно, по одной птахе на 8 человек.
Учитывая что пернатые питаются зернами, это угроза урожаю. В КНР даже проводили акцию по уничтожению воробьев. Выяснив, что они не могут летать дольше 15-ти минут, люди пугали птиц, не давая опуститься на землю. Замертво упало примерно 2 миллиона особей. Однако, в отсутствии воробьев расплодилась – еще одно лакомство птиц. Она поела урожай вместо пернатых.
Как и голуби, воробьи склонны выбирать одного партнера на всю жизнь. При этом у птиц горячая кровь. Вместо 41-го градуса тело воробья нагревается до 44-ех. Это типично для маленьких птиц. Они быстрее теряют энергию. Интересно что в шее воробья в 2 раза больше позвонков чем у жирафа. Дело в длине фрагментов. У воробьев они плоские.
Клест
Эта птица семейства вьюрковых с загнутым, кривым клювом. Его строение обусловлено функцией. Клювом клест подцепляет зерна из шишек. При этом раздается характерный щелчок. Отсюда и название зимующих птиц .
Несмотря на приспособленность клюва, не удается вынуть все кедровые орешки. Брошенные птицами шишки дочищают . Самцы вида красно-коричневые, а самки серо-зелено-желтые. Такими птицы становятся к 3-летнему возрасту. Будучи взрослыми, клесты не превышают в длину 20-ти сантиметров, весят около 50-ти граммов.
Интеллект воронов, кстати, сравним с развитием 5-летних детей. Птицы решают те же логические задачи. Один из показателей ума – способ защиты гнезд. Вороны бросаются во врагов камнями, поднимая их в цепких лапах.
В еде птицы неприхотливы, поглощают и зерна, и овощи, и хлеб. Пернатые часто разоряют гнезда других птиц. Но, любимое лакомство воронов – падаль. Ее зимой много, ведь холода выдерживают не все животные. Вот птицы и остаются зимовать.
В бедные на добычу года полярные совы перекочевывают в лесостепную полосу. Птица крупная, до 70-ти сантиметров в длину. Пернатое набирает 3-килограммовую массу. Примерно столько держал на руке Гарри Поттер. Герой произведения Джоан Роулинг часто пользовался услугами Букли. Так звали белую сову, служившую у волшебника посыльной.
Кедровка
Птица питается кедровыми орешками. Для них у пернатого есть подъязычный мешок. В нем переносит около 100 орешков. Российская тайга богата кедрачами, а значит, птице незачем улетать зимой. Часть шишек остается на деревьях зимой.
Невместившиеся в подъязычный мешок орехи кедровка прячем в радиусе 2-4-ех километров от дерева, на котором те созрели. Зимой запасы зарываются в сугробы, а летом в землю. В России есть памятник кедровке. Он стоит в Томске. Сибирский город окружен кедрачами. Жители региона знают и любят их обитательницу, любуясь ей круглогодично.
Филин
Занесен в Красную . Пернатое легко переносит российские зимы, но не может адаптироваться к сокращению из-за уничтожения тайги своей вотчины. Впрочем, филины способны жить в неволе. В зоопарках и у частных владельцев птицы доживали до 68-ми лет. В природе же век филина ограничен 20-ю годами. Как и белая сова, промышляет охотой на грызунов, зайцев, куниц.
Птицы ловят их круглосуточно. Основная активность приходится на ночь. Днем филины чаще спят.Мелкую добычу филины проглатывают целиком. Крупных жертв пернатые сначала разрывают на кусочки, способные протиснуться в глотку. Зафиксированы случаи нападения филинов на молодых косуль, кабанов. Это указывает на внушительные размеры птиц.
Поползень
У птицы голубоватая спинка и белое брюшко. Бока у пернатого рыжие в черную полоску. На лапах – загнутые острые когти. Ими поползни впиваются в стволы деревьев, быстро и ловко перемещаясь по ним. Птица ищет спрятавшихся насекомых, их личинки. Добыть их зимой поползню позволяет острый, длинный клюв. Птица изучает им каждую щелку в коре.
Селиться предпочитают в дубравах. Там, где дубы не растут, пернатые выбирают парки с лиственными посадками. Поползни ищут деревья с дуплами, селясь в них. Если вход в дом широкий, его обмазывают глиной. Этой работой поползни занимаются в теплое время года.
Поползни предпочитают переживать холода устраиваясь в дуплах деревьев
Королек желтоголовый
Меньше него только колибри. На голове у птицы желтый хохолок, напоминающий корону. Эта ассоциация побудила назвать пернатое . На короля не тянет, поскольку размером со стрекозу. Вес птицы при этом составляет около 7-ми граммов.
Живут корольки в хвойных лесах. В отличие от колибри российские карлики среди птиц переносят суровый климат. Даже зимой корольки умудряются найти насекомых и их личинки. В день пернатое съедает столько же съестного, сколько весит само.
Чиж
Считается перелетным. Однако часть чижей остаются на зимовку в России. Пережить здесь зиму птицы готовы рядом с незамерзающими водоемами. Гнезда пернатые устраивают в корнях деревьев вблизи них.
Небольшие птицы столь умело маскируют жилища, что стали героями легенды о камне невидимке. Наши пращуры верили, что такой кристалл подкладывают под гнездо, скрывая его от чужих глаз.
К зимующим относят и , рябчиков, куропаток. Они греются, зарываясь в сугробы. Под снегом же пернатые ищут пропитание — прошлогодние зерна и травы.
Тетерев и вовсе использует снег как теплый ночлег
В суровые морозы птицы стараются избегать полетов. Увеличивающаяся при раскрытых крыльях площадь тела приводит к большей теплопотере. Пернатое рискует замерзнуть вместо того, чтобы поймать добычу или добраться до мест с лучшей погодой.
Зимующие птицы России
Рассмотрим подробнее виды птиц, остающихся зимовать в России.
Так как на картинке выше перечислены не все виды зимующих птиц России , для полноты картины назовём их: Воробей, Вороны, Голубь, Дятел, Кедровка, Клест, Королек желтоголовый, Куропатка, Московка, Неясыть, Поползень, Рябчик, Свиристель, Синица, Снегирь, Сова белая, Сойка, Сорока, Тетерев, Филин, Чечетка, Чечевица, Чиж, Щегол, Щур.
ПТИЦЫ
(Aves)
класс позвоночных, объединяющий животных, которые отличаются от всех прочих животных наличием перьевого покрова. Птицы распространены по всему миру, весьма разнообразны, многочисленны и легко доступны для наблюдения. Эти высокоорганизованные существа чувствительны, восприимчивы, многоцветны, элегантны и обладают интереснейшими повадками. Поскольку птицы хорошо заметны, они могут служить удобным индикатором состояния окружающей среды. Если они процветают, значит, и среда благополучна. Если же их численность сокращается и они не могут нормально размножаться, состояние среды скорее всего оставляет желать лучшего. Как и у других позвоночных - рыб, земноводных, рептилий и млекопитающих, - основу скелета птиц составляет цепочка мелких косточек - позвонков на спинной стороне тела. Подобно млекопитающим, птицы теплокровны, т.е. температура их тела остается относительно постоянной, несмотря на колебания температуры окружающей среды. От большинства млекопитающих они отличаются тем, что откладывают яйца. Признаки, специфические для класса птиц, связаны прежде всего со способностью этих животных к полету, хотя некоторые их виды, например страусы и пингвины, в ходе своей позднейшей эволюции ее утратили. В результате все птицы относительно сходны между собой по форме, и с другими таксонами их не спутаешь. Еще сильнее они выделяются благодаря своим перьям, которые не обнаружены ни у одного другого животного. Итак, птицы - это оперенные, теплокровные, яйцекладущие позвоночные, изначально приспособленные к полету.
ПРОИСХОЖДЕНИЕ И ЭВОЛЮЦИЯ
Современные птицы, по мнению большинства ученых, происходят от мелких примитивных пресмыкающихся, псевдозухий, которые жили в триасовом периоде приблизительно 200 млн. лет назад. Конкурируя с собратьями за пищу и спасаясь от хищников, некоторые из этих существ в ходе эволюции все более приспосабливались к лазанию по деревьям и прыжкам с ветки на ветку. Постепенно, по мере удлинения чешуй и превращения их в перья, они приобрели способность к планирующему, а затем и к активному, т.е. машущему, полету. Однако накопление ископаемых свидетельств привело к появлению альтернативной теории. Все больше палеонтологов считают, что современные птицы произошли от небольших хищных динозавров, живших в конце триаса и в юрском периоде, скорее всего из группы т.н. целурозавров. Это были двуногие формы с длинными хвостами и мелкими передними конечностями хватательного типа. Таким образом, предки птиц не обязательно лазали по деревьям, а для формирования активного полета не было необходимости в планирующей стадии. Он мог возникнуть на основе хлопающих движений передних конечностей, вероятно использовавшихся для сшибания летучих насекомых, для чего, кстати, хищникам приходилось высоко подпрыгивать. Параллельно происходили преобразования чешуй в перья, редукция хвоста и другие глубокие анатомические изменения. В свете этой теории птицы представляют собой специализированную эволюционную линию динозавров, пережившую их массовое вымирание в конце мезозойской эры.
Археоптерикс.
Связать птиц с рептилиями позволило открытие в Европе остатков вымершего существа - археоптерикса (Archaeopteryx litographica)
, жившего во второй половине юрского периода, т.е. 140 млн. лет назад. Он был величиной приблизительно с голубя, имел острые зубы в ячейках, длинный, как у ящерицы, хвост и передние конечности с тремя пальцами, несущими крючковатые когти. Большинством признаков археоптерикс походил больше на пресмыкающееся, чем на птицу, если не считать настоящих перьев на передних конечностях и хвосте. Особенности его показывают, что он был способен к машущему полету, но только на очень короткие расстояния.
Другие древние птицы. Археоптерикс долгое время оставался единственным известным науке связующим звеном между птицами и рептилиями, однако в 1986 были найдены остатки еще одного ископаемого существа, жившего на 75 млн. лет раньше и сочетавшего в себе признаки динозавров и пернатых. Хотя это животное и назвали Protoavis (первоптица), его эволюционное значение вызывает споры среди ученых. После археоптерикса в палеонтологической летописи пернатых наблюдается пробел продолжительностью ок. 20 млн. лет. Следующие находки относятся к меловому периоду, когда адаптивная радиация уже привела к появлению множества видов птиц, приспособленных к различным местообитаниям. Среди приблизительно двух дюжин меловых таксонов, известных по ископаемым остаткам, особенно интересны два - Ichthyornis и Hesperornis. Оба были открыты в Северной Америке, в горных породах, сформировавшихся на месте обширного внутреннего моря. Ихтиорнис был такой же величины, что и археоптерикс, но внешне напоминал чайку с хорошо развитыми крыльями, указывающими на способность к мощному полету. Как и у современных птиц, зубы у него отсутствовали, но позвонки были похожи на рыбьи, откуда и родовое название, означающее "рыбоптица". Гесперорнис ("западная птица") был длиной 1,5-1,8 м и почти бескрылым. С помощью огромных ластовидных ног, отходивших вбок под прямым углом на самом конце туловища, он, по-видимому, плавал и нырял не хуже гагар. У него были зубы "рептильного" образца, но строение позвонков соответствовало типичному для современных птиц.
Появление машущего полета. В юрском периоде птицы приобрели способность к активному полету. Это означает, что благодаря взмахам передних конечностей они смогли преодолеть действие земного притяжения и получили массу преимуществ перед своими наземными, лазающими и планирующими конкурентами. Полет позволил им ловить в воздухе насекомых, эффективно избегать хищников и выбирать наиболее благоприятные для жизни условия среды. Его развитие сопровождалось укорочением длинного обременительного хвоста с заменой его веером из длинных перьев, хорошо приспособленным для руления и торможения. Большинство анатомических преобразований, необходимых для активного полета, завершились к концу раннего мела (ок. 100 млн. лет назад), т.е. задолго до вымирания динозавров.
Возникновение современных птиц. С наступлением третичного периода (65 млн. лет назад) количество видов птиц стало быстро увеличиваться. Этим периодом датируются древнейшие ископаемые пингвины, гагары, бакланы, утки, ястреба, журавли, совы и некоторые певчие таксоны. Кроме этих предков современных видов появилось несколько огромных нелетающих птиц, по-видимому занявших экологическую нишу крупных динозавров. Одной из них была Diatryma, обнаруженная в Вайоминге, ростом 1,8-2,1 м, с массивными ногами, мощным клювом и очень маленькими, недоразвитыми крыльями. В конце третичного периода (1 млн. лет назад) и на протяжении раннего плейстоцена, или эпохи оледенения, численность и разнообразие птиц достигли максимума. Уже тогда существовали многие нынешние виды, жившие бок о бок с теми, которые позднее вымерли. Замечательный пример последних - Teratornis incredibilis из Невады (США), огромная напоминавшая кондора птица с размахом крыльев 4,8-5,1 м; вероятно, это самое крупное из известных пернатых, способных к полету. Недавно вымершие и находящиеся под угрозой виды. Человек в исторические времена, бесспорно, способствовал вымиранию ряда птиц. Первый зафиксированный документально случай такого рода - уничтожение нелетающего голубеобразного дронта (Raphus cucullatus) с острова Маврикий в Индийском океане. За 174 года после открытия острова европейцами в 1507 вся популяция этих птиц была истреблена моряками и животными, которых они завезли на своих кораблях. Первым вымершим от рук человека видом Северной Америки стала бескрылая гагарка (Alca impennis) в 1844. Она также не летала и гнездилась колониями на атлантических островах вблизи континента. Матросы и рыбаки без труда убивали этих птиц ради мяса, жира и изготовления наживки для трески. Вскоре после исчезновения бескрылой гагарки жертвами человека стали 2 вида на востоке североамериканского континента. Одним из них был каролинский попугай (Conuropsis carolinensis). Фермеры в больших количествах убивали этих стайных птиц, поскольку тысячи их регулярно совершали набеги на сады. Другой вымерший вид - странствующий голубь (Ectopistes migratorius), безжалостно истребленный на мясо. С 1600 во всем мире исчезло, вероятно, ок. 100 видов птиц. Большинство их было представлено небольшими популяциями на морских островах. Часто не способные к полету, как дронт, и почти не боявшиеся человека и привезенных им мелких хищников, они стали легкой их добычей. В настоящее время многие виды птиц также находятся на грани вымирания или, в лучшем случае, испытывают его угрозу. В Северной Америке в самом плачевном положении находятся калифорнийский кондор, желтоногий зуек, американский журавль, эскимосский кроншнеп и белоклювый королевский дятел (возможно, уже вымерший). В других регионах большая опасность угрожает бермудскому тайфуннику, филиппинской гарпии, какапо (совиному попугаю) с Новой Зеландии - нелетающему ночному виду, а также австралийскому земляному попугаю. В незавидном положении перечисленные выше птицы оказались главным образом по вине человека, поставившего их популяции на грань исчезновения бесконтрольной охотой, непродуманным использованием пестицидов или коренным преобразованием естественных местообитаний.
РАСПРОСТРАНЕНИЕ
Распространение любого вида птиц ограничено конкретным географическим районом, т.н. ареалом, размеры которого сильно варьируют. Некоторые виды, например сова сипуха (Tyto alba), почти космополиты, т.е. встречаются на нескольких континентах. У других, скажем пуэрториканской совки (Otus nudipes), ареал не выходит за пределы одного острова. У перелетных видов различают гнездовые ареалы, в которых они размножаются, и иногда сильно удаленные от них зимовочные ареалы. Благодаря способности к полету птицы склонны к широкому распространению и при любой возможности расширяют ареалы. В результате они непрерывно изменяются, что, конечно, не относится к обитателям мелких изолированных островов. Расширению ареала могут способствовать природные факторы. Вероятно, господствующие ветра или тайфуны приблизительно в 1930 перенесли египетскую цаплю (Bubulcus ibis) из Африки к восточным берегам Южной Америки. Оттуда она стала быстро продвигаться на север, в 1941 или 1942 достигла Флориды, а сейчас встречается даже на юго-востоке Канады, т.е. ее ареал охватил почти весь восток Северной Америки. Человек способствовал расширению ареалов, интродуцируя виды в новые для них регионы. Два классических примера - это домовый воробей и обыкновенный скворец, попавшие в прошлом столетии из Европы в Северную Америку и расселившиеся по всему этому континенту. Изменяя естественные местообитания, человек также неумышленно стимулировал расселение некоторых видов.
Континентальные ареалы. Сухопутные птицы распределены по шести зоогеографическим областям. Эти области следующие: 1) Палеарктика, т.е. нетропическая Евразия и север Африки, включая Сахару; 2) Неарктика, т.е. Гренландия и Северная Америка, кроме равнинной части Мексики; 3) Неотропики - равнины Мексики, Центральная, Южная Америка и Вест-Индия; 4) Эфиопская область, т.е. Африка к югу от Сахары, юго-западный угол Аравийского полуострова и Мадагаскар; 5) Индо-Малайская область, охватывающая тропическую часть Азии и прилежащие острова - Шри-Ланку (Цейлон), Суматру, Яву, Борнео, Сулавеси (Целебес), Тайвань и Филиппины; 6) Австралийская область - Австралия, Новая Гвинея, Новая Зеландия и острова юго-западной части Тихого океана, включая Гавайские. Палеарктику и Неарктику населяют соответственно 750 и 650 видов птиц; это меньше, чем в любой из остальных 4 областей. Однако численность особей многих видов там намного выше, поскольку у них более обширные местообитания, а конкурентов меньше. Противоположная крайность - Неотропики, где обитает ок. 2900 видов птиц, т.е. больше, чем в любой другой области. Однако многие из них представлены сравнительно маленькими популяциями, приуроченными к отдельным горным массивам или речным долинам Южной Америки, которую из-за обилия и разнообразия пернатых называют "Птичьим континентом". В одной Колумбии их 1600 видов - больше, чем в любой другой стране мира. В Эфиопской области обитает приблизительно 1900 видов птиц. Среди них примечателен африканский страус, самый крупный современный представитель этого класса. Из 13 эндемичных для Эфиопской области (т.е. не выходящих за ее пределы) семейств пять встречается исключительно на Мадагаскаре. В Индо-Малайской области также насчитывается ок. 1900 видов. Здесь обитают почти все фазановые, включая индийского павлина (Pavo cristatus) и банкивскую джунглевую курицу (Gallus gallus), от которой произошла курица домашняя. Австралийская область населена приблизительно 1200 видами птиц. Из 83 представленных здесь семейств эндемичны 14 - больше, чем в любой другой области. Это показатель своеобразия многих здешних пернатых. Среди эндемичных групп - крупные нелетающие киви (в Новой Зеландии), эму и казуары, лирохвосты, райские птицы (главным образом на Новой Гвинее), беседковые птицы и т.д.
Островные ареалы. Как правило, чем дальше от континентов океанические острова, тем меньше там видов птиц. Пернатые, которым удалось достигнуть этих мест и выжить там, не обязательно лучшие летуны, но способность приспосабливаться к окружающей среде у них явно оказалась на высоте. Долгая изоляция на затерянных в океане островах привела к накоплению эволюционных изменений, достаточных для превращения поселенцев в самостоятельные виды. Пример - Гавайи: несмотря на небольшую площадь архипелага, его орнитофауна включает 38 эндемичных видов.
Морские ареалы. Птицы, добывающие корм в море, а сушу посещающие прежде всего для гнездования, естественно, называются морскими. Представители отряда трубконосых (Procellariiformes), например альбатросы, буревестники, глупыши и качурки, могут месяцами летать над океаном и питаться водными животными и растениями, даже не приближаясь к суше. Пингвины, олуши, фрегаты, гагарки, кайры, тупики, большинство бакланов, а также некоторые чайки и крачки кормятся главным образом рыбой в прибрежной зоне и редко встречаются вдали от нее.
Сезонные ареалы. На каждой конкретной территории, особенно в Северном полушарии, данный вид птиц может встречаться лишь в определенный сезон, а затем мигрировать в другое место. На этом основании различают 4 категории пернатых: летние резиденты, гнездящиеся в данном районе летом, транзитные виды, останавливающиеся там на пролете, зимние квартиранты, прибывающие туда на зимовку, и постоянные резиденты (оседлые виды), которые никогда не покидают данный район.
Экологические ниши. Ни один вид птиц не занимает все части своего ареала, а встречается лишь в определенных местах, или местообитаниях, например в лесу, на болоте или в поле. Кроме того, виды в природе не существуют изолированно - каждый зависит от жизнедеятельности других занимающих те же местообитания организмов. Таким образом, каждый вид - это член биологического сообщества, естественной системы из взаимозависимых растений и животных. В пределах каждого сообщества существуют т.н. пищевые цепи, включающие и птиц: они потребляют какой-то корм и, в свою очередь, служат кому-то пищей. Лишь немногие виды встречаются во всех частях местообитания. Обычно одни организмы населяют поверхность почвы, другие - низкий кустарник, третьи - верхний ярус древесных крон и т.д. Другими словами, каждый вид птиц, как и представители других групп живого, имеет свою экологическую нишу, т.е. особое положение в сообществе, как бы "профессию". Экологическая ниша не идентична местообитанию, или "адресу", таксона. Она зависит от его анатомических, физиологических и поведенческих адаптаций, т.е., скажем, от способности гнездиться в верхнем или нижнем ярусе леса, переносить там лето или зиму, кормиться днем или ночью и т.д. Территории с определенным типом растительности характеризуются специфическим для них набором гнездящихся птиц. Например, к северной тундре приурочены такие виды, как белая куропатка и пуночка. Для хвойного леса характерны глухари и клесты. Большинство хорошо известных нам видов живет на территориях, где естественные сообщества прямо или косвенно уничтожены цивилизацией и заменены антропогенными (созданными человеком) формами окружающей среды, например полями, пастбищами и зелеными пригородами. Такие местообитания распространены шире, чем природные, и населены многочисленными и разнообразными пернатыми.
ПОВЕДЕНИЕ
Поведение птицы охватывает все ее действия, от заглатывания корма до реакции на факторы окружающей среды, включая других животных, в том числе особей своего вида. Большинство поведенческих актов у птиц врожденные, или инстинктивные, т.е. для их осуществления не нужен предшествующий опыт (научение). Например, некоторые виды всегда чешут голову, занося ногу над приспущенным крылом, а другие - просто вытягивая ее вперед. Такие инстинктивные действия столь же характерны для вида, как форма тела и окраска. Многие формы поведения у птиц - приобретенные, т.е. основаны на научении - жизненном опыте. Иногда то, что кажется чистым инстинктом, требует определенной практики для своего нормального проявления и приспособления к обстоятельствам. Таким образом, поведение сплошь и рядом представляет собой комбинацию инстинктивных компонентов и научения.
Ключевые стимулы (релизеры). Поведенческие акты, как правило, индуцируются факторами внешней среды, которые называются ключевыми стимулами, или релизерами. Ими могут быть форма, узор, движение, звук и т.д. Почти все птицы реагируют на социальные релизеры - зрительные или слуховые, которыми особи одного вида передают друг другу информацию или вызывают непосредственные ответные действия. Такие релизеры называются сигнальными стимулами, или демонстрациями. Примером может служить красное пятно на подклювье взрослых серебристых чаек, которое вызывает у их птенца реакцию выпрашивания корма.
Конфликтные ситуации. Особого рода поведение возникает в конфликтной ситуации. Иногда оно представляет собой т.н. смещенную активность. Например, серебристая чайка, согнанная со своего гнезда чужаком, не бросается в контратаку, а вместо этого чистит перья, которые и без того находятся в отличном состоянии. В других случаях она может проявлять переадресованную активность, скажем, в территориальном споре давать выход своей враждебности, выдергивая травинки, вместо того чтобы вступать в драку. Другой тип поведения в конфликтной ситуации - т.н. начальные движения, или движения намерения. Птица приседает или вскидывает крылья, как бы порываясь взлететь, или раскрывает клюв и щелкает им, как бы желая ущипнуть соперника, однако остается на месте.
Брачные демонстрации. Все перечисленные формы поведения представляют особый интерес, поскольку в ходе эволюции могут ритуализоваться в рамках т.н. брачных демонстраций. Часто связанные с ними движения становятся как бы подчеркнутыми и, следовательно, более заметными, чему способствует яркая окраска соответствующих частей оперения. Например, смещенная чистка перьев обычна в брачных демонстрациях уток. Многими видами птиц используется при ухаживании вскидывание крыльев, исходно игравшее роль начального движения в конфликтной ситуации.
ПРИМЕР БРАЧНОЙ ДЕМОНСТРАЦИИ. Самец великолепного лирохвоста, живущего в Австралии, ухаживая за самкой, разворачивает свой огромный хвост и загибает его над головой вперед, практически полностью "занавешиваясь" его перьями.
Привыкание. Этим словом обозначается затухание ответа на повторяющийся стимул, за которым не следует ни "награды", ни "наказания". Например, если стукнуть по гнезду, птенцы поднимают головы и раскрывают рты, так как для них этот звук означает появление родителя с кормом; если несколько раз после удара пища не появится, такая реакция у птенцов быстро затухает. Приручение - также результат привыкания: птица перестает реагировать на действия человека, поначалу вызывавшие у нее испуг.
Пробы и ошибки. Научение путем проб и ошибок носит селективный характер (использует принцип отбора) и основано на подкреплении. Впервые покинувший гнездо слеток в поисках корма клюет камешки, листья и другие мелкие объекты, выделяющиеся на окружающем фоне. В конце концов, методом проб и ошибок, он научается отличать стимулы, означающие вознаграждение (корм), от тех, реакция на которые не дает такого подкрепления.
Запечатление (импринтинг). В течение короткого раннего периода жизни птицы способны к особой форме научения, называемой запечатлением, или импринтингом. Например, только что вылупившийся гусенок, увидевший человека раньше собственной матери, будет следовать за ним по пятам, не обращая внимания на гусыню.
Инсайт. Умение решать простые задачи, не прибегая к пробам и ошибкам, называется "улавливанием отношений", или инсайтом. Например, дятловый древесный вьюрок (Catospiza pallida) с островов Галапагос "на глаз" подбирает иглу от кактуса, чтобы извлечь ею насекомое из полости в древесине. Некоторые птицы, в частности большая синица (Parus major), сразу же начинают подтягивать к себе за нитку подвешенный на ней корм.
Синхронизация. Миграция синхронизирована с сезоном и циклом размножения; она не произойдет, пока птица не готова к ней физиологически и не получит соответствующего внешнего стимула. Перед миграцией птица много ест, накапливая вес и запасая энергию в виде подкожного жира. Постепенно она приходит в состояние "перелетного беспокойства". Весной оно стимулируется удлинением светового дня, которое активизирует гонады (половые железы), изменяя работу гипофиза. Осенью птица достигает того же состояния по мере сокращения долготы дня, что вызывает угнетение функции гонад. Чтобы готовая к миграции особь отправилась в путь, ей нужен особый внешний стимул, например изменение погоды. Этот стимул обеспечивается перемещением теплого атмосферного фронта весной и холодного осенью. Во время миграции большинство птиц летит ночью, когда им меньше угрожают крылатые хищники, а день посвящает кормежке. Путешествуют как одновидовые, так и смешанные стаи, семейные группы и одиночные особи. В дороге птицы обычно не спешат, проводя несколько дней, а то и неделю в благоприятном месте.
Пролетные пути. У многих птиц путешествия коротки. Горные виды спускаются пониже, пока не найдут достаточно корма, клесты-еловики летят до ближайшего района с хорошим урожаем шишек. Однако некоторые птицы мигрируют на огромные расстояния. Самый длинный пролетный путь у полярной крачки: ежегодно она летает из Арктики в Антарктику и обратно, преодолевая в оба конца минимум 40 000 км. Скорость миграции зависит от вида. Стая куликов может разгоняться до 176 км/ч. Камнешарка пролетает на юг 3700 км, делая в среднем 920 км в сутки. Измерения скорости полета при помощи радара показали, что у большинства мелких птиц в безветренные дни оно составляет от 21 до 46 км/ч; более крупные пернатые, например утки, ястреба, сокола, кулики и стрижи, летят быстрее. Для перелета характерна постоянная, но не максимальная для вида скорость. Поскольку на преодоление встречного ветра приходится тратить больше энергии, птицы склонны его пережидать. Весной виды мигрируют на север как бы по расписанию, из года в год достигая определенных пунктов в одно и то же время. Удлиняя по мере приближения к цели отрезки беспосадочного перелета, последние несколько сотен километров они покрывают со значительно большей скоростью.
Высоты. Как показывают радарные измерения, высота, на которой совершается перелет, варьирует столь сильно, что здесь нельзя говорить о каких-то нормальных или средних значениях. Однако известно, что ночные мигранты летят выше тех, что путешествуют днем. Среди пролетных птиц, зарегистрированных над полуостровом Кейп-Код (США, шт. Массачусетс) и ближайшей акваторией океана, 90% держалось на высоте менее 1500 м. Ночные мигранты обычно летят выше при сплошной облачности, поскольку стремятся лететь над облаками, а не ниже и не сквозь них. Однако, если ночью облачность простирается до больших высот, птицы могут лететь и под ней. При этом их привлекают высокие освещенные здания и маяки, что иногда приводит к смертельным столкновениям. По данным радарных измерений, птицы редко поднимаются выше 3000 м. Однако некоторые мигранты достигают удивительной высоты. В сентябре над юго-восточной частью Англии отмечены пернатые, летевшие на отметке ок. 6300 м. Радарное слежение и наблюдение силуэтов, пересекающих диск луны, показали, что ночные мигранты, как правило, никак не "привязываются" к ландшафту. Птицы, летящие днем, склонны следовать вытянутым с севера на юг наземным ориентирам - горным хребтам, речным долинам и длинным полуостровам.
Навигация. Как показали эксперименты, для определения направления миграции птицы располагают несколькими инстинктивными в своей основе методами. Некоторые виды, например скворец, используют в качестве ориентира солнце. С помощью "внутренних часов" они сохраняют заданное направление, делая поправку на постоянное смещение светила над горизонтом. Ночные мигранты ориентируются по положению ярких звезд, в частности Большой Медведицы и Полярной звезды. Держа их в поле зрения, птицы весной инстинктивно летят к северу, а осенью - от него. Даже когда плотная облачность доходит до больших высот, многие мигранты в состоянии сохранять верное направление. Возможно, они используют направление ветра или знакомые признаки местности, если они видны. Вряд ли какой-либо вид руководствуется при навигации одним-единственным фактором внешней среды.
МОРФОЛОГИЯ
Под морфологией обычно понимается внешнее строение животного в отличие от внутреннего, которое принято называть анатомическим. Клюв птицы состоит из верхней и нижней челюстей (надклювья и подклювья), покрытых роговыми чехлами. Форма его зависит от характерного для вида способа добычи пищи, поэтому позволяет судить о кормовых повадках птицы. Клюв бывает длинным или коротким, загнутым вверх или вниз, ложковидным, зубчатым или с перекрещенными челюстями. Почти у всех птиц он от употребления стирается на конце, и его роговой покров должен непрерывно обновляться. У большинства видов клюв черный. Однако встречаются самые разные варианты его окраски, причем у некоторых птиц, например тупиков и туканов, это самый яркий участок тела.
Глаза у птиц очень велики, потому что ориентируются эти животные в основном с помощью зрения. Глазное яблоко в основном скрыто под кожей, и виден только темный зрачок, окруженный цветной радужкой. У птиц кроме верхнего и нижнего век есть еще и "третье" веко - мигательная перепонка. Это тонкая, прозрачная складка кожи, надвигающаяся на глаз со стороны клюва. Мигательная перепонка увлажняет, очищает и защищает глаз, моментально закрывая его при опасности соприкосновения с внешним предметом. Ушные отверстия, расположенные позади и чуть ниже глаз, у большинства птиц прикрыты перьями особой структуры, т.н. кроющими уха. Они защищают слуховой проход от попадания внутрь посторонних предметов, в то же время не мешая распространению звуковых волн.
Крылья птиц бывают длинными или короткими, закругленными
или острыми. У некоторых видов они очень узкие, а у других широкие. Они могут быть также вогнутыми или плоскими. Как правило, длинные узкие крылья служат адаптацией к дальним полетам над морем. Длинные, широкие и закругленные крылья хорошо приспособлены к парению в восходящих потоках нагретого у земли воздуха. Короткие, закругленные и вогнутые крылья наиболее удобны для медленного полета над полями и среди леса, а также для быстрого подъема в воздух, например в момент опасности. Заостренные плоские крылья способствуют быстрым взмахам и стремительному полету. Хвост как морфологический отдел состоит из рулевых перьев, формирующих его задний край, и кроющих перьев, налегающих на их основания. Рулевые перья - парные, они располагаются с двух сторон хвоста симметрично. Хвост бывает длиннее остального тела, но иногда практически отсутствует. Характерная для разных птиц его форма определяется относительной длиной различных рулевых перьев и особенностями их вершин. В результате хвост бывает прямоугольным, закругленным, заостренным, вильчатым и т.д.
Ноги. У большинства птиц свободная от оперения часть ноги (стопа) включает цевку, пальцы и когти. У некоторых видов, например сов, цевка и пальцы оперены, у немногих других, в частности стрижей и колибри, они покрыты мягкой кожей, однако обычно здесь находится твердый роговой покров, который, как и вся кожа, непрерывно обновляется. Этот покров может быть гладким, но чаще он состоит из чешуй или мелких неправильной формы пластинок. У фазанов и индеек на задней стороне цевки находится роговая шпора, а у воротничкового рябчика по сторонам пальцев идет оторочка из роговых шипов, которая отпадает весной и отрастает осенью, чтобы служить зимой как бы лыжами. У большинства птиц на ногах по 4 пальца. Пальцы устроены по-разному в зависимости от повадок видов и их окружающей среды. Для обхватывания ветвей, лазания, ловли добычи, переноски корма и манипулирования с ним они снабжены круто загнутыми острыми когтями. У бегающих и роющих видов пальцы толстые, а когти на них сильные, но довольно тупые. У водоплавающих птиц пальцы снабжены перепонками, как у уток, или кожистыми лопастями по бокам, как у поганок. У жаворонков и некоторых других певчих видов открытых пространств задний палец вооружен очень длинным когтем.
Другие признаки. У некоторых птиц голова и шея голые или покрыты очень редкими перьями. Кожа здесь обычно ярко окрашена и образует выросты, например - гребень на темени и сережки на горле. Нередко хорошо заметные шишки находятся на основании верхней челюсти. Как правило, эти особенности используются для демонстраций или более простых коммуникационных сигналов. У питающихся падалью грифов голая голова и шея, вероятно, представляют собой адаптацию, позволяющую кормиться гниющими трупами, не пачкая перьев на очень неудобных для чистки участках тела.
АНАТОМИЯ И ФИЗИОЛОГИЯ
Когда птицы приобрели способность к полету, их внутреннее строение сильно изменилось по сравнению с предковым, свойственным рептилиям. Для уменьшения веса животного одни органы стали более компактными, другие были утрачены, а чешуи сменились перьями. Более тяжелые, жизненно необходимые структуры переместились ближе к центру тела ради улучшения его балансировки. Вдобавок повысились эффективность, скорость и регулируемость всех физиологических процессов, что обеспечило требуемую для полета мощность.
Скелет птиц характеризуется замечательной легкостью и жесткостью. Его облегчение достигнуто благодаря редукции ряда элементов, особенно в конечностях, и появлению внутри определенных костей воздухоносных полостей. Жесткость обеспечивается срастанием многих структур. Для удобства описания выделяют осевой скелет и скелет конечностей. Первый включает череп, позвоночник, ребра и грудину. Второй образован дуговидными плечевым и тазовым поясами и причлененными к ним костями свободных конечностей - передней и задней.
Череп. Для черепа птиц характерны огромные глазницы, соответствующие очень крупным глазам этих животных. Мозговая коробка прилегает к глазницам сзади и как бы потеснена ими. Сильно выступающие вперед кости образуют беззубые верхнюю и нижнюю челюсти, соответствующие надклювью и подклювью. Ушное отверстие расположено под нижним краем глазницы почти вплотную к ней. В отличие от верхней челюсти человека, у птиц она подвижна благодаря особому шарнирному причленению к мозговой коробке. Позвоночник, или позвоночный столб состоит из многих мелких косточек, называемых позвонками, которые располагаются в ряд от основания черепа до кончика хвоста. В шейном отделе они обособлены, подвижны и по крайней мере вдвое более многочисленны, чем у человека и большинства млекопитающих. В результате птица может сгибать шею и поворачивать голову почти в любом направлении. В грудном отделе позвонки сочленены с ребрами и, как правило, прочно сращены между собой, а в области таза слиты в единую длинную кость - сложный крестец. Таким образом, птицам свойственна необыкновенно жесткая спина. Остальные позвонки - хвостовые - подвижны, за исключением нескольких последних, которые слиты в единую кость, пигостиль. Она напоминает по форме лемех плуга и служит скелетной опорой для длинных рулевых перьев хвоста.
Грудная клетка. Ребра вместе с грудными позвонками и грудиной окружают и защищают снаружи сердце и легкие. У всех летающих птиц грудина очень широкая, разросшаяся в киль для прикрепления главных летательных мышц. Как правило, чем он крупнее, тем сильнее полет. У полностью нелетающих птиц киль отсутствует. Плечевой пояс, связывающий с осевым скелетом переднюю конечность (крыло), образован с каждой стороны тремя костями, расположенными наподобие треножника. Одна его ножка, коракоид (воронья кость), упирается в грудину, вторая, лопатка, лежит на ребрах, а третья, ключица, слита с противоположной ключицей в т.н. вилочку. Коракоид и лопатка в месте встречи друг с другом образуют суставную впадину, в которой поворачивается головка плечевой кости.
Крылья. Кости птичьего крыла в принципе те же, что и в человеческой руке. Плечевая кость, единственная в верхнем отделе конечности, в локтевом суставе сочленена с двумя костями предплечья - лучевой и локтевой. Ниже, т.е. в кисти, многие элементы, присутствующие у человека, у птиц слиты между собой или утрачены, так что остаются всего две косточки запястья, одна крупная пястно-запястная кость, или пряжка, и 4 фаланговые косточки, соответствующие трем пальцам. Крыло птицы существенно легче передней конечности любого наземного позвоночного сходного размера. И дело не только в том, что кисть включает меньше элементов, - длинные кости плеча и предплечья пустотелы, причем в плечевой находится особый воздушный мешок, относящийся к дыхательной системе. Крыло дополнительно облегчено отсутствием в нем крупных мышц. Вместо них его главные движения контролируют сухожилия сильно развитой мускулатуры грудины. Летательные перья, отходящие от кисти, называются большими (первостепенными) маховыми, а прикрепленные в зоне локтевой кости предплечья - малыми (второстепенными) маховыми. Кроме того, различают еще три пера крылышка, прикрепленных к первому пальцу, и кроющие перья, гладко, как черепица налегающие на основания маховых. Тазовый пояс с каждой стороны тела состоит из трех слитых между собой костей - седалищной, лобковой и подвздошной, причем последняя срослась со сложным крестцом. Все это вместе защищает снаружи почки и обеспечивает прочную связь ног с осевым скелетом. В том месте, где три кости тазового пояса встречаются друг с другом, находится глубокая вертлужная впадина, в которой вращается головка бедренной кости.
Ноги. У птиц, как и у человека, бедренная кость образует стержень верхнего отдела нижней конечности, бедра. К этой кости в коленном суставе причленяется голень. Если у человека в ее состав входят две длинные кости, большая и малая берцовые, у птицы они срастаются между собой и с одной или более верхними косточками предплюсны в элемент под названием тибиотарзус. От малой берцовой кости остается заметным только тонкий короткий рудимент, прилегающий к тибиотарзусу.
Стопа. В голеностопном (точнее - внутрипредплюсневом) суставе к тибиотарзусу причленена стопа, состоящая из одной длинной кости, цевки, и костей пальцев. Цевка образована элементами плюсны, сросшимися между собой и с несколькими нижними предплюсневыми косточками. У большинства птиц 4 пальца, каждый из которых заканчивается когтем и причленен к цевке. Первый палец обращен назад. В большинстве случаев остальные направлены вперед. У некоторых видов второй или четвертый палец обращен назад вместе с первым. У стрижей первый палец направлен вперед, как и остальные, а у скопы он способен поворачиваться в обе стороны. У птиц цевка не опирается на землю, и ходят они на пальцах с оторванной от грунта пяткой.
Мышцы. Крылья, ноги и остальные части тела приводятся в движение примерно 175 различными скелетными поперечнополосатыми мышцами. Они называются также произвольными, т.е. их сокращения могут контролироваться "сознательно" - головным мозгом. В большинстве случаев они парные, симметрично расположенные по обеим сторонам тела. Полет обеспечивают в основном две большие мышцы, грудная и надкоракоидная. Обе они начинаются на грудине. Грудная мышца, самая крупная, тянет крыло вниз и тем самым в воздухе обусловливает движение птицы вперед и вверх. Надкоракоидная мышца тянет крыло вверх, готовя его к следующему взмаху. У домашней курицы и индейки эти две мышцы представляют собой "белое мясо", а остальные соответствуют "темному мясу". Помимо скелетной мускулатуры у птиц есть гладкая, залегающая слоями в стенках органов дыхательной, сосудистой, пищеварительной и мочеполовой систем. Гладкие мышцы находятся также в коже, где ими обусловлены движения перьев, и в глазах, где обеспечивают аккомодацию, т.е. фокусировку изображения на сетчатке. Их называют непроизвольными, так как работают они без "волевого контроля" со стороны головного мозга.
Нервная система. Центральная нервная система состоит из головного и спинного мозга, которые, в свою очередь, образованы множеством нервных клеток (нейронов). Наиболее заметная часть головного мозга птиц - большие полушария, представляющие собой центр высшей нервной деятельности. Поверхность их гладкая, без борозд и извилин, свойственных многим млекопитающим, площадь ее относительно невелика, что хорошо коррелирует со сравнительно низким уровнем "интеллекта" пернатых. Внутри больших полушарий размещены центры координации инстинктивных форм активности, в том числе кормежки и пения. Мозжечок, представляющий у птиц особый интерес, находится непосредственно позади больших полушарий и покрыт бороздами и извилинами. Его сложное строение и крупные размеры соответствуют непростым задачам, связанным с сохранением равновесия в воздухе и координацией множества необходимых для осуществления полета движений.
Сердечно-сосудистая система. Сердце у птиц крупнее, чем у млекопитающих со сходным размером тела, причем чем мельче вид, тем относительно больше его сердце. Например, у колибри его масса составляет до 2,75% массы всего организма. У всех птиц, которые часто летают, сердце должно быть крупным, чтобы обеспечивать быструю циркуляцию крови. То же самое можно сказать о видах, обитающих в холодных областях или на больших высотах. Как и у млекопитающих, сердце у птиц четырехкамерное. Частота сокращений коррелирует с его размерами. Так, у отдыхающего африканского страуса сердце делает ок. 70 "ударов" в минуту, а у колибри в полете - до 615. Крайний испуг может настолько повысить у птиц кровяное давление, что крупные артерии лопаются и особь умирает. Как и млекопитающие, птицы теплокровны, причем диапазон нормальных температур их тела выше, чем у человека - от 37,7 до 43,5° С. Кровь птиц обычно содержит больше эритроцитов, чем у большинства млекопитающих, и в результате в единицу времени может переносить больше кислорода, что необходимо для полета.
Дыхательная система. У большинства птиц ноздри ведут в носовые полости у основания клюва. Однако у бакланов, олуш и некоторых других видов ноздри отсутствуют, и они вынуждены дышать ртом. Воздух, попав в ноздри или рот, направляется в гортань, от которой начинается трахея. У птиц (в отличие от млекопитающих) гортань не производит звуков, а образует лишь клапанный аппарат, защищающий нижние дыхательные пути от попадания в них пищи и воды. Вблизи легких трахея разделяется на два входящих в них бронха, по одному на каждое. В точке ее разделения расположена нижняя гортань, служащая голосовым аппаратом. Она образована расширенными окостеневшими кольцами трахеи и бронхов и внутренними перепонками. К ним прикрепляются пары особых певчих мышц. Когда через нижнюю гортань проходит выдыхаемый из легких воздух, он вызывает вибрацию перепонок, производящую звуки. У птиц с широким диапазоном издаваемых тонов певчих мышц, напрягающих голосовые перепонки, больше, чем у плохо поющих видов. При входе в легкие каждый бронх разделяется на тонкие трубочки. Их стенки пронизаны кровеносными капиллярами, получающими из воздуха кислород и отдающими в него углекислый газ. Трубочки ведут в тонкостенные воздушные мешки, которые напоминают мыльные пузыри и не пронизаны капиллярами. Эти мешки находятся за пределами легких - в области шеи, плеч и таза, вокруг нижней гортани и пищеварительных органов, а также проникают в крупные кости конечностей. Вдыхаемый воздух движется через трубочки и попадает в воздушные мешки. При выдохе он идет из мешков снова по трубочкам через легкие, где опять происходит газообмен. Такое двойное дыхание увеличивает снабжение организма кислородом, что необходимо для полета. Воздушные мешки выполняют и другие функции. Они увлажняют воздух и регулируют температуру тела, позволяя окружающим тканям терять тепло за счет излучения и испарения. Таким образом, птицы как бы потеют изнутри, что компенсирует отсутствие у них потовых желез. Одновременно воздушные мешки обеспечивают удаление из тела избыточной жидкости. Пищеварительная система, в принципе, представляет собой полую трубку, простирающуюся от клюва до отверстия клоаки. Она принимает в себя корм, выделяет сок с ферментами, расщепляющими пищу, всасывает образующиеся вещества и выводит наружу непереваренные остатки. Хотя строение пищеварительной системы и ее функции у всех птиц в принципе одинаковы, существуют различия в деталях, связанные с конкретными кормовыми повадками и рационом той или иной группы пернатых. Процесс пищеварения начинается, когда пища попадает в рот. У большинства птиц имеются слюнные железы, выделяющие слюну, которая смачивает корм и начинает его переваривание. Слюнные железы некоторых стрижеобразных секретируют липкую жидкость, использующуюся для строительства гнезд. Форма и функции языка, как и клюва, зависят от образа жизни птицы. Язык может использоваться для удерживания корма, манипуляций с ним во рту, ощупывания и определения вкуса. Дятлы и колибри могут высовывать свой необычайно длинный язык далеко за пределы клюва. У некоторых дятлов он несет на конце направленные назад зазубрины, которые помогают вытаскивать насекомых и их личинок из отверстий в коре. У колибри язык обычно раздвоен на конце и свернут трубочкой для высасывания из цветков нектара. Изо рта корм проходит в пищевод. У индеек, тетеревиных, фазановых, голубей и некоторых других птиц часть его, называемая зобом, постоянно расширена и служит для накопления пищи. У многих птиц весь пищевод достаточно растяжим и может временно вместить значительное количество корма, прежде чем тот поступит в желудок. Последний подразделен на две части - железистую и мускульную ("пупок"). Первая секретирует желудочный сок, который начинает расщеплять пищу на пригодные для всасывания вещества. "Пупок" отличается толстыми стенками с твердыми внутренними гребнями, которые размалывают пищу, полученную из железистого желудка, что компенсирует отсутствие у птиц зубов. У видов, поедающих семена и другие твердые корма, мышечные стенки этого отдела особенно толстые. У многих хищных птиц в мускульном желудке из неперевариваемых частей корма, в частности костей, перьев, волос и твердых частей насекомых, образуются плоские округлые погадки, которые периодически отрыгиваются. За желудком пищеварительный тракт продолжается тонкой кишкой, где пища окончательно переваривается. Толстая кишка у птиц - это короткая прямая трубка, ведущая в клоаку, куда открываются также протоки мочеполовой системы. Таким образом, в нее попадают фекальные массы, моча, яйца и сперма. Все эти продукты выходят из тела через единое отверстие.
Мочеполовая система. Этот комплекс состоит из тесно связанных между собой выделительной и репродуктивной систем. Первая действует непрерывно, а вторая активизируется в определенное время года. Выделительная система включает в себя две почки, которые извлекают отходы жизнедеятельности из крови и образуют мочу. У птиц нет мочевого пузыря, и она по мочеточникам проходит прямо в клоаку, где большая часть воды всасывается обратно в организм. Белый кашицеобразный остаток в конце концов выбрасывается наружу вместе с поступившими из толстой кишки темно окрашенными фекалиями. Репродуктивная система состоит из гонад, или половых желез, и отходящих от них трубок. Мужские гонады - это пара семенников, в которых формируются мужские половые клетки (гаметы) - сперматозоиды. Форма семенников овальная или эллиптическая, причем левый обычно крупнее. Они лежат в полости тела вблизи переднего конца каждой почки. Перед наступлением сезона размножения стимулирующее действие гормонов гипофиза заставляет семенники увеличиваться в сотни раз. По тонкой извитой трубке, семявыносящему протоку, сперматозоиды попадают из каждого семенника в семенной пузырек. Там они накапливаются до наступающего в момент копуляции семяизвержения, при котором выходят в клоаку и через ее отверстие - наружу. Женские гонады, яичники, образуют женские гаметы - яйцеклетки. У большинства птиц яичник только один, левый. По сравнению с микроскопическим сперматозоидом яйцеклетка огромна. Основную ее часть по массе составляет желток - питательный материал для развивающегося после оплодотворения зародыша. Из яичника яйцеклетка попадает в трубку, называемую яйцеводом. Мышцы яйцевода проталкивают ее мимо различных железистых областей в его стенках. Они окружают желток белком, подскорлуповыми оболочками, твердой, содержащей кальций скорлупой и, наконец, добавляют окрашивающие скорлупу пигменты. Превращение яйцеклетки в готовое к откладке яйцо занимает ок. 24 ч. Оплодотворение у птиц внутреннее. Сперматозоиды попадают во время копуляции в клоаку самки и плывут вверх по яйцеводу. Оплодотворение, т.е. слияние мужской и женской гамет, происходит в верхнем его конце прежде, чем яйцеклетка покроется белком, мягкими оболочками и скорлупой.
ПЕРЬЯ
Перья защищают кожу птицы, обеспечивают теплоизоляцию ее тела, поскольку удерживают вблизи него слой воздуха, делают обтекаемой его форму и увеличивают площадь несущих поверхностей - крыльев и хвоста. Почти все птицы кажутся полностью оперенными; частично или целиком голыми выглядят только клюв и стопы. Однако изучение любого способного к полету вида обнаруживает, что перья растут из расположенных рядами углублений - перьевых сумок, сгруппированных в широкие полосы, птерилии, которые разделены голыми участками кожи, аптериями. Последние незаметны, поскольку прикрыты налегающими на них перьями из смежных птерилий. Лишь у немногих птиц перья растут равномерно по всему телу; обычно это нелетающие виды, например пингвины.
Структура пера. Наиболее сложно устроено первостепенное маховое перо крыла. Оно состоит из упругого центрального стержня, к которому прикреплены два широких плоских опахала. Внутреннее, т.е. обращенное к центру птицы, опахало шире наружного. Нижняя часть стержня, очин, частично погружена в кожу. Очин полый и свободен от опахал, прикрепленных к верхней части стержня - стволу. Тот заполнен ячеистой сердцевиной и несет на нижней стороне продольную бороздку. Каждое опахало образовано рядом параллельных бороздок первого порядка с ответвлениями, т.н. бороздками второго порядка. На последних находятся крючочки, которые зацепляются за соседние бороздки второго порядка, соединяя все элементы опахала в единое целое - по механизму застежек-молний. Если бороздки второго порядка расцепились, птице достаточно пригладить перо клювом, чтобы снова "застегнуть" его.
Типы перьев. Почти все хорошо заметные перья устроены так, как описано выше. Поскольку именно они придают телу птицы внешние очертания, их называют контурными. У некоторых видов, например тетеревиных и фазановых, от нижней части их стержня отходит похожее по структуре маленькое побочное перо. Оно очень пушистое и улучшает теплоизоляцию. Кроме контурных, на теле птиц находятся иные по строению перья. Наиболее обычен пух, состоящий из короткого стержня и длинных гибких бородок, которые не сцепляются между собой. Он защищает тело цыплят, а у взрослых птиц скрыт под контурными перьями и улучшает теплоизоляцию. Там же находятся пуховые перья, служащие для той же цели, что и пух. У них длинный стержень, но несцепленные бородки, т.е. по структуре они занимают промежуточное положение между контурными перьями и пухом. Рассеяны среди контурных и обычно скрыты ими нитевидные перья, хорошо заметные на ощипанной курице. Они состоят из тонкого стержня с маленьким рудиментарным опахалом на вершине. Нитевидные перья отходят у оснований контурных и воспринимают вибрации. Полагают, что это датчики внешних сил, которые участвуют в стимуляции мышц, управляющих крупными перьями. Щетинки очень похожи на нитевидные перья, но более жесткие. Они торчат у многих птиц около углов рта и, вероятно, служат для осязания, как вибриссы млекопитающих. Наиболее необычные перья - это т.н. порошковый пух, расположенный в особых зонах - пудретках - под основным оперением цапель и выпей или рассеянный по телу у голубей, попугаев и многих других видов. Эти перья непрерывно растут и рассыпаются на вершине в тонкую пудру. Она имеет водоотталкивающие свойства и, вероятно, вместе с секретом копчиковой железы предохраняет контурные перья от смачивания. Форма контурных перьев весьма разнообразна. Например, у маховых перьев сов края распушены, что делает полет почти беззвучным и позволяет незаметно приближаться к добыче. Яркие и необычайно длинные перья райских птиц на Новой Гвинее служат "украшением" при демонстрациях.
На суше. Птицы предположительно произошли от древесных рептилий. Вероятно, от них они унаследовали повадку прыгать с ветки на ветку, свойственную большинству пернатых. В то же время некоторые птицы, например дятлы и пищухи, приобрели способность лазать по вертикальным стволам деревьев, используя свой хвост в качестве опоры. Спустившись в ходе эволюции с деревьев на землю, многие виды постепенно научились передвигаться шагом и бегать. Однако развитие в этом направлении шло у разных видов неодинаково. Например, странствующий дрозд может и прыгать, и двигаться шагом, в то время как скворец в норме только шагает. Африканский страус бегает со скоростью до 64 км/ч. С другой стороны, стрижи не способны ни прыгать, ни бегать и используют свои слабые ноги только для цепляния за вертикальные поверхности. Птицам, шагающим по мелководьям, например цаплям и ходулочникам, свойственны длинные ноги. Для птиц, которые ходят по коврам из плавающих листьев и трясинам, характерны длинные пальцы и когти, чтобы не проваливаться. У пингвинов короткие и толстые ноги расположены далеко позади центра тяжести. По этой причине они могут ходить, только держа тело вертикально, короткими шажками. Если необходимо двигаться быстрее, они ложатся на брюхо и скользят, как на санях, отталкиваясь от снега ластовидными крыльями и ногами.
В воде. Птицы - исходно сухопутные существа и всегда гнездятся на суше или в редких случаях на плотах. Однако многие из них адаптировались к водному образу жизни. Плавают они за счет попеременных гребков ногами, обычно снабженных перепонками или лопастями на пальцах, действующих как весла. Широкое туловище обеспечивает водоплавающим птицам устойчивость, а их плотный перьевой покров содержит воздух, увеличивающий плавучесть. Умение плавать, как правило, необходимо птицам, добывающим корм под водой. Лебеди, гуси и некоторые утки на мелководьях практикуют неполное ныряние: повернувшись хвостом вверх и вытянув шею вниз, они достают корм со дна. Олуши, пеликаны, крачки и другие рыбоядные виды пикируют в воду с лета, причем высота падения зависит от размеров птицы и глубины, которой они стремятся достичь. Так, тяжелые олуши, падая камнем с высоты 30 м, погружаются в воду на 3-3,6 м. Легкотелые крачки пикируют с меньшей высоты и окунаются всего на несколько сантиметров. Пингвины, гагары, поганки, нырковые утки и множество других птиц ныряют с поверхности воды. Не располагая инерцией пикирующих ныряльщиков, они используют для погружения движения своих ног и (или) крыльев. У таких видов ноги обычно расположены у заднего конца туловища, как винт под кормой у корабля. При погружении они могут снизить плавучесть, плотно прижимая перья и сдавливая воздушные мешки. Вероятно, для большинства птиц предельная глубина ныряния с поверхности воды близка к 6 м. Однако темноклювая полярная гагара может погружаться на 18 м, а нырковая утка морянка - приблизительно на 60 м.
ОРГАНЫ ЧУВСТВ
Чтобы достаточно хорошо видеть во время быстрого полета, птицы располагают лучшим, чем у всех прочих животных, зрением. Хорошо развит у них также слух, но обоняние и вкус у большинства видов слабые.
Зрение. Глаза птиц обладают рядом структурно-функциональных особенностей, коррелирующих с их образом жизни. Особенно заметны их большие размеры, которые обеспечивают широкое поле зрения. У некоторых хищных птиц они гораздо крупнее, чем у человека, а у африканского страуса - крупнее, чем у слона. Аккомодация глаз, т.е. приспособление их к четкому видению предметов при изменении расстояния до них, у птиц происходит с поразительной быстротой. Ястреб, преследующий добычу, непрерывно держит ее в фокусе до самого момента поимки. Птица, летящая через лес, должна четко видеть ветви окружающих деревьев, чтобы не столкнуться с ними. В птичьем глазу присутствуют две уникальные структуры. Одна из них - это гребешок, складка ткани, которая вдается во внутреннюю камеру глаза со стороны зрительного нерва. Возможно, эта структура помогает улавливать движения, отбрасывая тень на сетчатку, когда птица шевелит головой. Другая особенность - это костное склеральное кольцо, т.е. слой мелких пластинчатых косточек в стенке глаза. У некоторых видов, особенно у дневных хищников и сов, склеральное кольцо так сильно развито, что придает глазу форму трубки. Это отодвигает хрусталик от сетчатки, и в результате птица способна различать добычу на большом расстоянии. У большинства птиц глаза плотно закреплены в глазницах и не могут в них двигаться. Однако этот недостаток компенсирован чрезвычайной подвижностью шеи, которая позволяет поворачивать голову почти в любом направлении. Вдобавок у птицы очень широкое общее поле зрения, поскольку глаза расположены по бокам головы. Этот тип зрения, при котором любой объект в каждый момент времени видим только одним глазом, называется монокулярным. Общее поле монокулярного зрения - до 340°. Бинокулярное зрение, при котором оба глаза обращены вперед, свойственно только совам. Его общее поле у них ограничено примерно 70°. Между монокулярностью и бинокулярностью существуют переходы. У вальдшнепа глаза так далеко сдвинуты назад, что воспринимают заднюю половину поля зрения не хуже, чем переднюю. Эта позволяет ему следить за тем, что делается над головой, зондируя грунт клювом в поисках земляных червей.
Слух. Как и у млекопитающих, орган слуха птиц включает три части: наружное, среднее и внутреннее ухо. Однако ушной раковины нет. "Ушки" или "рожки" некоторых сов - это просто пучки удлиненных перьев, не имеющие никакого отношения к слуху. У большинства птиц наружное ухо представляет собой короткий проход. У некоторых видов, например грифов, голова голая, и его отверстие хорошо заметно. Однако, как правило, оно прикрыто особыми перьями - кроющими уха. У сов, которые при охоте ночью ориентируются в основном на слух, ушные отверстия очень крупные, а прикрывающие их перья образуют широкий лицевой диск. Наружный слуховой проход ведет к барабанной перепонке. Ее колебания, вызываемые звуковыми волнами, передаются через среднее ухо (заполненную воздухом костную камеру) во внутреннее. Там механические колебания преобразуются в нервные импульсы, которые направляются по слуховому нерву в головной мозг. Внутреннее ухо включает в себя также три полукружных канала, рецепторы которых обеспечивают сохранение равновесия тела. Хотя птицы слышат звуки в достаточно широком частотном диапазоне, они особенно чувствительны к акустическим сигналам особей своего вида. Как показали эксперименты, различные виды воспринимают частоты от 40 Гц (волнистый попугайчик) до 29 000 Гц (зяблик), однако обычно верхний предел слышимости не превышает у пернатых 20 000 Гц. Несколько видов птиц, гнездящихся в темных пещерах, избегают там ударов о препятствия благодаря эхолокации. Эта способность, известная также у рукокрылых, наблюдается, например, у гуахаро с Тринидада и севера Южной Америки. Летая в абсолютной темноте, он испускает "очереди" высоких звуков и, воспринимая их отражение от стен пещеры, легко в ней ориентируется.
Обоняние и вкус. Вообще обоняние у птиц развито очень слабо. Это коррелирует с малыми размерами обонятельных долей их мозга и короткими носовыми полостями, расположенными между ноздрями и полостью рта. Исключение составляет новозеландская птица киви, у которой ноздри находятся на конце длинного клюва и носовые полости в результате вытянутые. Эти особенности позволяют ей, сунув клюв в почву, вынюхивать земляных червей и другой подземный корм. Считается также, что стервятники находят падаль при помощи не только зрения, но и обоняния. Вкус развит слабо, потому что выстилка ротовой полости и покровы языка в основном роговые и места для вкусовых почек на них мало. Однако колибри явно предпочитают нектар и другие сладкие жидкости, а большинство видов отвергает очень кислый или горький корм. Однако эти животные глотают пищу не разжевывая, т.е. редко держат ее во рту достаточно долго, чтобы тонко различать вкус.
ОХРАНА ПТИЦ
Многие страны имеют законы и участвуют в международных соглашениях по охране перелетных птиц. Например, федеральное законодательство США, а также договоры США с Канадой и Мексикой предусматривают охрану всех таких видов в Северной Америке, за исключением дневных хищников и интродуцентов, регулируют охоту на перелетную дичь (например, водоплавающих и вальдшнепа), а также на определенных оседлых птиц, в частности тетеревов, фазанов и куропаток. Однако более серьезная угроза для птиц исходит не от охотников, а от вполне "мирных" видов человеческой деятельности. Небоскребы, телебашни и другие высокие постройки являются для перелетных птиц смертельно опасными препятствиями. Пернатых сбивают и давят автомобили. Разливы нефти в море губят множество водных птиц. Своим образом жизни и влиянием на окружающую среду современный человек создал преимущества для видов, предпочитающих антропогенные местообитания - сады, поля, палисадники, парки и т.д. Именно поэтому такие североамериканские птицы, как странствующий дрозд, голубая сойка, домовый крапивник, кардиналы, певчая зонотрихия, трупиалы и большинство ласточек, сейчас более многочисленны в США, чем до прибытия в эти места европейских поселенцев. Однако многие виды, которым нужны болота или спелые леса, испытывают угрозу своему существованию вследствие разрушения большого количества подобных местообитаний. Болота, которые многие считают пригодными разве что для осушения, на самом деле жизненно необходимы для пастушков, выпей, болотного крапивника и многих других пернатых. Если болота исчезают, та же судьба постигает и их обитателей. Аналогичным образом вырубание лесов означает полное уничтожение определенных видов тетеревиных, ястребов, дятлов, дроздов и славок, для которых необходимы крупные деревья и естественная лесная подстилка. Не менее серьезную угрозу создает загрязнение среды. Естественные загрязнители - это вещества, постоянно присутствующие в природе, например фосфаты и отходы жизнедеятельности, но в норме сохраняющие постоянный (равновесный) уровень, к которому приспособлены птицы и другие организмы. Если человек сильно увеличивает концентрации веществ, нарушая экологическое равновесие, происходит загрязнение среды. Например, если в озеро спускать канализационные воды, их быстрое разложение истощит запасы растворенного в воде кислорода. Нуждающиеся в нем ракообразные, моллюски и рыбы исчезнут, а вместе с ними пропадут гагары, поганки, цапли и другие птицы, которые останутся без корма. Искусственные загрязнители - это химические вещества, практически отсутствующие в девственной природе, например промышленные дымы, выхлопные газы и большинство пестицидов. Практически ни один вид, включая и птиц, к ним не адаптирован. Если распылять пестицид над болотом для уничтожения комаров или над посевами для борьбы с вредителями урожая, он поразит не только виды-мишени, но и множество других организмов. Хуже того, некоторые ядохимикаты годами сохраняются в воде или почве, включаются в пищевые цепи, а затем накапливаются в теле крупных хищных птиц, составляющих вершину многих этих цепей. Хотя небольшие дозы пестицидов не убивают пернатых непосредственно, их яйцеклетки могут потерять способность к оплодотворению или получить ненормальную тонкую скорлупу, которая будет легко разбиваться при насиживании. В результате популяция скоро начнет сокращаться. Например, белоголовому орлану и бурому пеликану угрожала такая опасность из-за инсектицида ДДТ, потребляемого вместе с рыбой, их главным кормом. Сейчас благодаря мерам по охране численность этих птиц восстанавливается. Прекратить наступление человека на мир пернатых едва ли удастся; единственная надежда - замедлить его. Одной из мер может быть более строгая ответственность за разрушение естественных местообитаний и загрязнение среды. Другая мера - увеличение площади заповедных территорий с целью сохранения на них природных сообществ, в состав которых входят виды, испытывающие угрозу исчезновения.
КЛАССИФИКАЦИЯ ПТИЦ
Птицы составляют класс Aves типа хордовых (Chordata), включающего всех позвоночных животных. Класс подразделяется на отряды, а те, в свою очередь, - на семейства. У названий отрядов окончание "-iformes", у семейств - "-idae". Данный список включает все современные отряды и семейства птиц, а также ископаемые и вымершие сравнительно недавно группы. В скобках указано количество видов. Archaeopterygiformes: археоптериксообразные (ископаемые) Hesperornithiformes: гесперорнисообразные (ископаемые) Ichthyornithiformes: ихтиорнисообразные (ископаемые) Sphenisciformes: пингвинообразные
К классу птицы принадлежит более 8600 видов животных, приспособленных к полету. В Украине известно более 400 видов этих животных. Все виды птиц имеют укороченное обтекаемое тело, покрытое перьевым покровом. Их передние конечности превратились в крылья, а задние служат для передвижения по земле, ветках растений или плавание в воде. Гомойотермен, способность к полету и достаточно высокий уровень развития нервной системы определили своеобразие этой группы позвоночных животных.
Внешнее строение птиц
Тело птиц делят на те же отделы, что и в пресмыкающихся, но хвостовой отдел укорочен. Птицы имеют более-менее удлиненную гибкую шею. Благодаря этому они могут поворачивать голову на 180° и более (например, совы - на 270°). На голове расположены глаза, защищенные тремя веками (верхней, нижней и мерцательной перепонкой), ноздри и слуховые отверстия. Клюв состоит из верхней части - надклювья и нижней - подклюём. В основе клюва видов птиц (например, голубей) расположена мягкая кожная свертка - восковица.
Передние конечности - крылья, приспособленные к полету. На них сохранились лишь три пальца, покрытые кожей. Птицы - двуногие животные. Ноги в основном имеют четыре пальца. Три из них направлены вперед, а один - назад. Это позволяет птицам охватывать ветки и создает опору во время передвижения по земле. Но у птиц, способных к быстрому бегу (например, страусов), количество пальцев на ногах может уменьшаться до трех и даже двух (например, у африканского страуса).
Покровы тела птицы
Птицы, как и пресмыкающиеся, имеют сухую кожу, почти лишенную желез. Только над основанием хвоста у многих видов открываются протоки копчиковой железы. Секретом этой железы (жироподобных веществ) птицы смазывают при помощи клюва перьевой покров, что делает его эластичным и водонепроницаемым. Кожа птиц образует различные роговые производные: это и уже известные вам надклювья и подклювье, а также когти на кончиках пальцев и роговые чешуйки, покрывающие нижнюю часть ног. Производным кожи птиц есть и разнообразное перьев. Перья, как чешуйки на ногах, состоят из роговидного вещества. Отдельные перья состоят из стержня, от которого в обе стороны отходят многочисленные тонкие выросты - бородки. Совокупность бородок называется опахало. Пустая часть стержня, нацелена на кожу, не бородок. Выделяют контурные и пуховые перья.
Контурные перья покрывают тело птицы извне. Их опахало образовано бородками 1-го и 2-го порядков. Бородки 1-го порядка отходят непосредственно от стержня, а уже от них - бородки 2-го порядка. Бородки 2-го порядка имеют мелкие крючочки, которые сцепляющее их между собой. Благодаря этому опахала контурных перьев гибкие, упругие, легкие и почти непроницаемые для воздуха. В зависимости от функций и расположение контурных перьев их делят на покровные, маховые и рулевые. Покровные перья обеспечивают защиту тела от механических повреждений. Маховые - большие и упругие увеличивают поверхность крыла. На хвосте птиц есть большие рулевые перья. У контурных перьях расположены пуховые перья и пух. Это перья с тонким стержнем, от которого отходят только бородки первого порядка. Поскольку эти бородки не сцеплены между собой, плотного опахала пуховые перья не имеют. Они образуют сплошной покров. Между ним и телом птицы содержится прослойка воздуха, который хорошо удерживает тепло. Наличие перьевого покрова является одним из необходимых условий полета у птиц.
Этот покров делает тело птиц обтекаемым. Маховые перья увеличивают площадь крыла, создают тягу и подъемную силу, а рулевые обеспечивают регуляцию направления полета. Птица использует рулевые перья и для торможения при посадке. Раз или два раза в год перьевой покрой птиц частично или полностью меняется происходит процесс линьки. На месте старых изношенных пер, выпадающие вырастают новые.
Скелет птиц
Скелет птиц характеризуется легкостью, поскольку часть костей имеет полость, заполненную воздухом. Он делится на скелет головы (череп), туловища (позвоночник и грудная клетка), конечностей и их поясов.
Характерной особенностью черепа птиц является то, что большинство его костей срастаются между собой. Большой объем мозговой коробки связан с развитием головного мозга. Обращают на себя внимание и крупные глазные впадины.
Челюсти птиц удлиненные и, как вам уже известно, покрытые роговыми чехлами. Благодаря этому создается совершенный аппарат для захвата пищи, ведь зубов у птиц нет.
Хребет птиц имеет особенности, связанные с полетом. Так, шейный отдел состоит из большого числа позвонков (от 11 до 25). Это дает значительную подвижности голове. Грудные позвонки срослись между собой со сложными крестцом. Сложный крестец образован сросшимися поясничными крестцовыми позвонками и частью хвоста. Это создает сопротивления тела. Последние хвостовые позвонки срастаются между собой, образуя копчиковую кость.
К грудных позвонков прикреплены ребра, которые вместе с грудиной формируют грудную клетку. У большинства видов птиц грудина имеет плоский вырост, выступает вперед, - киль. К нему прикрепляются мышцы, обеспечивающие движения крыльев во время полета. Пояс передних конечностей (крылья) птиц состоит из тех же костей, что и в пресмыкающихся. Но обратите внимание на то, что ключицы срослись между собой, образуя так называемую вилку. Она придает упругость пояса передних конечностей.
Скелет крыла имеет три отдела: плечо, предплечье и кисть. Пояс задних конечностей (ног) птиц характеризуется прочностью. Задние конечности делятся на бедро, голень и стопу.
Большинство костей стопы срастаются между собой и образуют длинную кость - цевье, которая вместе с пальцами покрыта роговыми чешуйками. Цевье предоставляет стопе прочности и устойчивости.
Мускулатура птиц
У птиц наибольшую массу имеют большие грудные мышцы, опускают крыло. Их движения создают подъемную силу. Малые грудные мышцы крыло поднимают. Подкожные мышцы двигают отдельные перья. Если температура воздуха понижается, они сокращаются и пера птицы топорщатся. При этом прослойка воздуха между перьями и кожей увеличивается, что обеспечивает сохранение тепла тела.
Полет птиц
Именно благодаря движениям крыльев птицы поднимаются в воздух. Наибольшую скорость в горизонтальном полете способны развивать серпокрыльцы - до 160 км в час. У многих видов (грачей, серых журавлей, серебристых чаек, диких гусей и т.д.) скорость полета во время миграций достигает от 50 до 90 км в час. Хотя полет большинства видов птиц во время миграций происходит на незначительных высотах (от нескольких десятков метров до 1 км), зарегистрированы случаи полета гусей на высотах до 10 км, а грифов - до 11 км. Орел, гриф и другие представители ряда Сокол образные имеют широкие крылья. Используя восходящие и нисходящие потоки воздуха, они способны парить в нем длительное время.
А что уж говорить о птицах, которые уничтожают невероятное количество насекомых и грызунов - вредителей сельского и лесного хозяйств. Синица за сутки съедает столько насекомых, сколько весит сама.
Если можно было бы сложить в одну линию насекомых, которых потребляет стриж за лето, то она протянулась бы на километр. Особенно много вредных насекомых уничтожают птицы в период гнездования. Так, пара розовых скворцов за день скармливает птенцам 350 г саранчи, а за месяц - 10, 8 кг. За месяц тысячи скворцов, живущих в колонии, вместе с птенцами уничтожили 22 т саранчи. Одна сова съедает за лето до 1000 серых полевок и мышей, значит, сохраняет 1 т хлеба.
Если при этом вспомнить роль птиц-санитаров, которые уничтожают много мух и других переносчиков опасных болезней и очищают землю от мертвечины и различных отбросов, птиц истребителей семян сорняков, птиц - переносчиков семян ценных деревьев и кустарников, то не трудно понять, которых верных и бескорыстных пернатых друзей у человека.
Не надо забывать и о том эстетическое наслаждение, которые дают нам птицы. Наши леса и парки, сады и поля гораздо потеряли бы в своей красоте, если бы птицы не оживляли их своей суетой, мелодичным щебетом и пением.
Смотря на птиц, невозможно удержать эмоции счастья. Ведь, наверное, каждый человек хотел бы полететь, как птица!!
Если Вам понравился наш сайт расскажите о нас своим друзьям!
Виды птиц
| бородач |
| буревестник |
 |
| рыжая свистящая утка |
 |
| куропатка |
| райская птица |
 |
| ушастая сова |
 |
| дрозды |
 |
| тукан |
 |
