Приспособление птиц к полету

Полет для птиц является основополагающим качеством, позволяющим обеспечить поиск еды и гнездовья, избрать способ защиты. И подавляющее большинство представителей этого класса отлично доминируют в наземно-воздушном пространстве. Адаптация этого класса к полету и явилась причиной многих особенностей их внешнего строения и внутренней структуры.

Общие признаки приспособления

Главными особенностями, которые дарят птицам возможность полета и доминирования в атмосфере, можно считать:

Наличие перьевого покрова;
Трансформация передних конечностей и образование крыльев;
Облегченный каркас тела, и специальная кость, получившая название киль;
Теплокровность;
Двойное дыхание;
Незначительная длина кишечника;
Развитая нервная система;
Наличие одного яичника.

Костная система и скелет

Чтобы иметь возможность летать, птицы обзавелись легким каркасом тела, который у них сформирован из костей, которые внутри оснащены воздушными полостями. И многие кости скелета соединены вместе, чтобы обеспечить общую прочность конструкции.

Скелет птицы

Каркас скелета почти всех птиц состоит из следующих частей:

Череп;
Позвоночник;
Верхние конечности в виде крыльев;
Нижние конечности в виде лап.

Основной отличительной особенностью птиц и их скелетной структуры является наличие особой кости, киля, которая обеспечивает крепление мышц, за счет которых происходит движение крыльев.

Покровы (перья)

Характеризующим приспособлением к полету у многих птиц является особенности кожных покровов. Птицы являются единственной группой животных, у которых сформирован перьевой покров.

Покров птицы

Перья птиц разделяются на несколько видов:

Контурные перья, которые и обеспечили телу птиц обтекаемую форму.

К такому виду покрытия в зависимости от положения и функционала принято относить крышку, маховые перья, а также любое хвостовое оперение: благодаря этому виду оперения образуются контуры конечностей (крыльев) и хвоста.

Любой из видов перьев состоит из нескольких частей:

Стержня, представляющего самую массивную часть пера, его основу;
Опахала, которое формируется из вееров с бородками нескольких порядков (с крючками и без);
Очина, который представляет собой основание стержня и обхватывается перьевой сумкой, которая расположена в коже;
Пуховые перья, которые не снабжены крючками, и за счет этого являются свободными, ничем не ограниченными; именно они обеспечивают аэродинамику полета и теплоизоляцию;
Нитевидные перья, которые похожи на нитки и снабжены несколькими бородками.

Все перья в своем составе имеют кератин, или белок, образующий кожный покров человека, а формируются они в особом отделе кожи, получившим название фолликула. При развитии пера оно поначалу снабжено кровеносными сосудами (артериями и венами), расположенными в стержне и питающими перо.

На этой стадии развития данное формирование получило название кровяного: за счет наличия крови цвет такого пера является темным, а уже позже перо получает белый цвет стержня. Кровяное перо отличается более значительным очином (в отличии от взрослого), а растет оно из кератинового чехла из воска, защищающего перо в процессе роста. Восковая защита удаляется птицей по мере формирования пера.

Теплокровность

Именно подобная адаптация является одной из самых важных характеристик птиц. И именно наличие теплой крови помогает обеспечить постоянный температурный показатель тела птиц, который не зависит от окружающего пространства (понятно, что чем выше высота птицы, тем будет ниже температура окружающего воздуха). Если бы птицы остались хладнокровными, как их предки, земноводные или рыбы, то попросту могли бы погибнуть.

Такая теплокровность обеспечивается благодаря прогрессивной структуре кровеносной системы (два круга кровообращения), характеризующейся наличием четырехкамерного сердца. Несколько кругов кровообращения позволяет не смешиваться венозному и артериальному потоку крови, поскольку обмен веществ у птиц достаточно интенсивный.

Все органы и системы птицы снабжаются артериальной кровью, а благодаря интенсивности жизнедеятельности в организме птицы вырабатывается значительное количество тепла, что позволяет его обеспечить постоянными температурными показателями.

Птица в полете

Внешнее строение

Внешнее строение организма птиц подразделяется на несколько отделов:

Голова, на которой расположены глаза с неподвижными веками и мигающими перепонками (для увлажнения), а также ноздри и клюв, которые покрыты роговой оболочкой;
Шея;
Тело;
Хвост;
Нижние и верхние конечности.

Именно модификация верхних конечностей, которые у птиц трансформировались в крылья, являются основной внешним признаком адаптации данной группы животных к полету. Нижние конечности почти всех птиц тоже покрыты роговой чешуей, что передалось птицам от их предков из класса рептилий. А возможность оставаться на поверхности птицам обеспечивают когти на пальцах ног.

Внешнее строение птицы

Внутреннее строение

Особенности строения многих внутренних органов птиц также заточены под необходимость удерживаться в полете:

Пищеварительная система, которая сформирована ротовой полостью, а также пищеводом (с характерным разрастанием, зобом), где пища проходит ферментативную обработку, получает необходимую степень мягкости и возможность скорейшего усваивания. Дальше пища оказывается в желудке (его железистый и мышечный отдел), а затем в укороченный кишечник (опять для обеспечения легкости тела), и выводится через клоаку, причем даже на протяжении полета.

Особенности строения этой системы связаны, прежде всего, с необходимость расщепления значительных объемов пищи в короткое время, а также с уменьшением общей массы тракта. Такая задача достигается путем отсутствия у птиц зубов, применению клюва и языка в качестве инструмента для добывания пищи, и формированием целого отдела (зоба), где происходит ее размягчение, а также перетирание пищи в мышечном отделе желудка, словно на жерновах.

Нервная система птиц тоже полностью подчинена нуждам полета. Этот класс обладает весьма развитым, четким зрением в цвете, что позволяет достаточно эффективно ориентироваться на местности даже на очень значительной высоте; точно также дело обстоит и со слухом.

Благодаря хорошему развитию мозжечка у птиц высокая координация движений, и они способны быстро отреагировать на опасность или добычу.

Компактность является главной характеристикой для летающих птиц, и это в обязательном порядке касается даже репродуктивной системы: у самцов небольшие яички, которые могут открываться прямо в клоаку, а у самок яичник вообще один (другой попросту редуцирован для облегчения веса). В целом подобная компактная конструкция всех внутренних систем значительно помогает добиться облегчения веса птицы.

Приспособленность птиц полету – таблица

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

Особенности системы дыхания

На дыхательную систему тоже оказала серьезное влияние адаптация птиц к возможностям полета. Чтобы иметь возможность интенсивно работать в полете, мышечная система птицы нуждается в постоянном снабжении кислородом всех тканей и органов. И с этой целью у птиц сформированы специальные органы, воздушные мешочки, т.е. своеобразные баллоны с воздухом, а благодаря им у птиц имеется двойное дыхание.

Приспособление птиц к окружающей среде

Характеристики внешней и внутренней организации организма птицы могут меняться в прямой зависимости от среды ее обитания. Так, дятел, обитающий в лесу, оснащен когтями для возможности передвижения по веткам. Свои приспособления имеют и обитатели водоемов – у них короткие конечности, снабженные перепонками, и густые перья со смазкой. Если говорить о прибрежных птицах, то они являются настоящими мастерами планеризма и обладают крепкими крыльями, но значительно укороченным хвостом (чайки, альбатросы), что дает возможность им ловить рыбу непосредственно во время полета.

Хищные птицы способны разглядеть добычу на расстоянии до тысячи метров: ястреб, сокол и другие хищники отлично приспособлены к этому.

Не все представители птиц способны к полету. К примеру, пингвины приспособлены к проведению большей части жизни в холодной воде, а их конечности трансформировались в ласты. Точно также не летают страусы, курицы и некоторые другие птицы, что нашло отражение в их системах и строении.