Класс Птицы (Aves) Общая характеристика класса. Ученые объяснили форму яиц у разных птиц Какую форму имеет туловище птицы

Форма тела. Приспособление к полету обусловило относительное однообразие формы тела. Туловище компактное, более или менее округлое. Голова небольшая, шея длинная и подвижная. Передние конечности - крылья - в спокойном состоянии сложены и прижаты к бокам тела. Оперение обеспечивает обтекаемость тела. Видовые вариации в размерах и форме клюва и головы, длине шеи, длине и форме крыльев и хвоста, длине задних конечностей и форме их пальцев обеспечивают при сохранении общего однообразия приспособления к разным типам движения и питания.

Размеры птиц варьируют в небольших пределах; возможность полета ограничивает возрастание размеров. Масса крупных летающих птиц не превышает 14-16 кг (лебеди , грифы, дрофы) при размахе крыльев до 3-4 м (пеликаны, альбатросы). Самые мелкие из птиц - некоторые колибри с максимальной массой 1,6-2 г. Потеря способности к полету часто приводит к увеличению размеров: масса крупных пингвинов достигает 40 кг, казуаров и африканских страусов - 80-100 кг. Некоторые из вымерших бегающих птиц достигали массы 300-400 кг (эпиорнисы, моа).

Кожа и ее производные. Кожа птиц тонкая, сухая, практически лишена кожных желез. Поверхностные слои клеток эпидермального слоя ороговевают. Соединительнотканный слой кожи подразделяется на тонкую, но довольно плотную собственно кожу, в которой проходят кровеносные сосуды, укреплены окончания (очины) контурных перьев и расположены пучки гладких мускульных волокон, меняющих положение перьев, и подкожную клетчатку - рыхлый слой, непосредственно прилегающий к туловищной мускулатуре; в нем откладываются запасы жира. Единственная кожная железа - копчиковая - лежит на хвостовых позвонках. Она вырабатывает жироподобный секрет, выделяющийся через протоки, когда птицы надавливают на железу клювом. Птицы смазывают этим секретом перья, что способствует сохранению их эластичности и отчасти повышает водоотталкивающие свойства оперения. Жировые выделения копчиковой железы под воздействием солнечного света превращаются в витамин D, который птицы заглатывают при очистке пера. Копчиковая железа хорошо развита у большинства птиц, ведущих как водный, так и наземный образ жизни (гусеобразные, куриные и др.); лишь у немногих наземных и водных птиц она развита слабо (бакланы, цапли) или отсутствует (страусоподобные, дрофы, некоторые попугаи).

Разрастания ороговевающего эпидермального слоя кожи образуют роговой покров клюва - рамфотеку. Роговые чешуйки рептильного типа покрывают пальцы, цевку, а иногда и часть голени. Последние фаланги пальцев ног покрыты роговыми когтями. У самцов некоторых птиц (например, у фазановых) на цевке образуется костный вырост, покрытый острым роговым чехлом, - шпора. Специфический для птиц перьевой покров - тоже роговые образования эпидермального слоя кожи.

Основной тип пера - контурное перо. Оно состоит из прочного и упругого рогового ствола, по бокам которого расположены мягкие наружное и внутреннее опахала. Часть ствола, к которой прикрепляются опахала, называют стержнем; он в поперечнике имеет четырехгранную форму. Нижняя, лишенная опахал часть ствола называется очином и имеет округлое сечение; основание очина погружено в кожу и укрепляется в перьевой сумке. Каждое опахало образовано отходящими от боковых сторон стержня удлиненными роговыми пластинками - бородками первого порядка, от которых в свою очередь отходят многочисленные более тонкие бородки второго порядка (бородочки) с расположенными на них мелкими крючочками. Крючочки, сцепляясь с соседними бородками, образуют упругую пластинку опахала. Если, например при ударе, крючочки разойдутся и опахало "разорвется", птица, клювом поправляя перо, заставит крючочки вновь сцепиться, и структура пера восстановится. Обычно в самой нижней части пера бородки более тонкие и пушистые, без крючков; это пуховая часть опахала, функция которой - удерживать у кожи слой воздуха. У оседлых птиц зимнее перо имеет более развитую пуховую часть, чем летнее. У части птиц (куриные и др.) от брюшной поверхности стержня на уровне нижнего края опахала отходит добавочный стержень, мягкие, ветвящиеся бородки которого тоже не имеют крючочков. Развитие пуховых добавочных стержней увеличивает теплоизолирующие качества пера.

Многообразная окраска птиц обеспечивается как накоплением в клетках пера в период его формирования пигментов, так и микроскопическими особенностями структуры пера. Основные типы пигментов - меланины и липохромы. Накапливающиеся в роговых клетках глыбки и зернышки меланинов обусловливают черную, бурую и серую окраску Липохромы в виде жировых капель или хлопьев залегают в роговом веществе, обеспечивая красную, желтую и зеленую окраски. Сочетание в одном и том же участке пера разных пигментов усложняет окраску. Белый цвет обусловлен наполненной воздухом бесцветной роговой массой пера. Свойственный перу многих птиц меняющийся по оттенку металлический блеск создается благодаря интерференции света в наружных оболочках роговых клеток. Пигменты, окрашивающие перо, повышают его механическую прочность. Окраска оперения имеет разнообразное значение: облегчает встречу особей одного вида, предотвращает межвидовые столкновения, часто делает птицу малозаметной в ее обычном местообитании и т. п.

Контурные перья , покрывающие все тело птицы, укреплены в коже на особых полях - птерилиях, разделенных аптериями - участками кожи, на которых перья не растут. Такое расположение черепицеобразно налегающих друг на друга перьев позволяет закрыть все тело минимальным числом перьев. Лишь у немногих птиц, преимущественно не летающих (страусоподобные, пингвины), перья равномерно распределены по всей поверхности кожи. Длинные и особо прочные перья образуют плоскость крыла; их называют маховыми. Первостепенные маховые прикрепляются к заднему краю скелета кисти, второстепенные - к задневерхней стороне локтевой кости. Маховые перья расположены так, что наружное опахало покрывает лишь часть более широкого внутреннего опахала соседнего пера. При опускании крыла перья образуют сплошную плоскость, давящую на воздух. При поднимании крыла маховые несколько поворачиваются и между ними образуются щели, через которые проходит воздух. Длинные и прочные перья, образующие плоскость хвоста, называют рулевыми.

Под контурными перьями лежат пуховые перья; у них тонкий стержень, а бородки не несут крючочков, поэтому не образуется сцепленное опахало. Пух - это пуховое перо, у которого резко укорочен стержень и длинные, сильно опушенные бородки отходят пучком от конца очина. Пух и пуховые перья либо равномерно покрывают все тело (гусеобразные, веслоногие и др.), либо расположены только по аптериям (цапли, совы, многие воробьиные). Пух и пуховые перья обеспечивают теплоизоляцию. У многих птиц по всему телу расположены нитевидные перья с тонким стволом и редкими короткими бородками. Они служат датчиками, сигнализирующими о токах воздуха под перьевым покровом. В углах рта у многих птиц расположены щетинки; это перья с упругим стержнем, утратившие бородки. Они выполняют осязательную функцию, а у части видов, ловящих на лету мелкую добычу (козодои, ласточки, стрижи), увеличивают размеры ротового отверстия.

Развитие пера. В результате разрастания клеток эпидермиса и кутиса на коже образуется бугорок (он подобен зачатку чешуи пресмыкающихся), постепенно разрастающийся в виде направленного назад выроста, основание которого углубляется в кожу, образуя влагалище пера. Соединительнотканная часть выроста превращается в пронизанный кровеносными сосудами сосочек растущего пера. Одновременно разрастающийся эпидермальный слой дифференцируется на тонкий роговой чехлик, закрывающий растущее перо, а из усиленно делящихся и постепенно ороговевающих подлежащих клеток формируется стержень с отходящими от него бородками. По мере роста пера окружающий его роговой чехлик постепенно слущивается, а бородки распрямляются, образуя опахало. Полностью выросшее перо - мертвое образование, удерживаемое плотно прилегающими к очину стенками влагалища и мускульными пучками кориума. Их сокращение позволяет менять положение пера (распушать или, наоборот, прижимать оперение). Сосочек засыхает; от него в очине пера остается лишь пленчатая душка.

Со временем перья изнашиваются и выцветают, ухудшаются их механические и теплоизоляционные свойства. Поэтому происходит периодическая смена пера - линька. Полная линька со сменой всех перьев обычно проходит в конце лета, после завершения размножения. Обычно при этом лётные способности птиц заметно не ухудшаются.

Однако у некоторых групп (гусеобразные, пастушки, журавли и др.) смена контурных перьев по телу идет постепенно, а маховые и рулевые о их кроющими выпадают одновременно, и птица лишается способности к полету (мелкие утки - примерно на 20 дней, лебеди - почти на 1,5 месяца); линяющие птицы держатся в труднодоступных местах.

У части видов в году бывает не одна, а две линьки. Вторая обычно идет ранней весной и захватывает не все оперение: рулевые и маховые не сменяются. Наличие двух линек обеспечивает возможность сезонного изменения окраски и качества оперения. Так, у тетеревиных во время осенней линьки развиваются более длинные покровные перья с сильнее развитой пуховой частью опахала и с длинным, пушистым добавочным стержнем, что существенно повышает теплоизолирующие качества зимнего наряда по сравнению с летним. У оседлых мелких птиц в зимнем наряде бывает больше перьев, чем в летнем, что тоже обеспечивает лучшую теплоизоляцию зимой: например, у чижей в зимнем наряде 2100-2400 перьев, а в летнем - около 1500.

Двигательная система и основные типы движения. Движения птиц многообразны: ходьба, прыжки, бег, лазанье, плавание, ныряние, полет. Они обеспечиваются как изменениями опорно-мышечной Системы, так и преобразованиями других систем органов, осуществляющих координацию движений и ориентировку в пространстве, создающих необходимые энергетические резервы. Своеобразная особенность скелета птиц - хорошо выраженная пневматичность костей. Плоские кости имеют губчатое строение, сохраняя большую прочность при небольшой толщине. Трубчатые кости тоже тонкостенны, а полости внутри них заполнены частично воздухом, частично - костным мозгом. Эти особенности обеспечивают повышенную прочность отдельных костей и заметно их облегчают. Нужно, однако, обратить внимание на то, что общая масса скелета составляет 8-18% массы тела птиц - примерно столько же, сколько у млекопитающих, у которых кости толще, а воздушные полости в них отсутствуют. Это объясняется тем, что у птиц облегчение костей позволило резко увеличить их длину (длина скелета ноги, а особенно крыла в несколько раз превышает длину туловища), заметно не повышая общей, массы скелета. Как и у других высших позвоночных, скелет птиц подразделяется на осевой скелет и связанную с ним грудную клетку, череп, скелет конечностей и их поясов.

Осевой скелет - позвоночный столб подразделяется на пять отделов: шейный, грудной, поясничный, крестцовый и хвостовой. Число шейных позвонков изменчиво - от 11 до 23-25 (лебеди). Как и у пресмыкающихся, первый позвонок - атлас, или атлант, - имеет форму костного кольца, а второй - эпистрофей - сочленяется с ним зубовидным отростком; это обеспечивает подвижность головы относительно шеи. Остальные шейные позвонки птиц гетероцельного типа, длинное тело каждого позвонка спереди и сзади имеет седлообразную поверхность (в сагиттальном разрезе позвонки опистоцельны, а во фронтальном - процельны). Сочленение таких позвонков обеспечивает их значительную подвижность относительно друг друга в горизонтальной и вертикальной плоскостях. Прочность соединений позвонков усиливается наличием суставных отростков на основаниях верхних дуг, образующих между собой скользящие суставы. Шейные ребра птиц рудиментарный срастаются с шейными позвонками, образуя канал, по которому проходят позвоночная артерия и шейный симпатический нерв. Только последние одно-два шейных ребра сочленяются с шейными позвонками подвижно, однако до грудины они не доходят. Особенности шейных позвонков вместе со сложно дифференцированными шейными мышцами позволяют птицам свободно поворачивать голову на 180°, а некоторым (совы, попугаи) и на 270°. Это делает возможным сложные и быстрые движения головой при схватывании подвижной добычи, чистке оперения, постройке гнезда; в полете позволяет, сгибая или разгибая шею, в определенных пределах менять положение центра тяжести, облегчает ориентировку и т. п.

Грудных позвонков у птиц 3-10. Они срастаются друг с другом, образуя спинную кость, и очень тугим суставом соединяются со сложным крестцом. Благодаря этому туловищный отдел осевого скелета становится неподвижным, что важно при полете (колебания туловища не мешают координации летательных движений). К грудным позвонкам подвижно причленяются ребра. Каждое ребро состоит из двух отделов - спинного и брюшного, подвижно сочленяющихся друг с другом и образующих угол, вершиной направленный назад. Верхний конец спинного отдела ребра подвижно причленяется к поперечному отростку и телу грудного позвонка, а нижний конец брюшного отдела - к краю грудины. Подвижное сочленение спинного и брюшного отделов ребер между собой и подвижное их соединение с позвоночным столбом и грудиной наряду с развитой реберной мускулатурой обеспечивают изменение объема полости тела. Это один из механизмов интенсификации дыхания. Прочность грудной клетки усиливается крючковидными отростками, укрепленными на спинных отделах и налегающих на последующее ребро. Большая грудина имеет вид тонкой широкой и длинной пластинки, на которой у всех птиц (кроме страусоподобных) расположен высокий киль грудины (crista sterni). Большие размеры грудины и ее киля обеспечивают место для прикрепления мощных мышц, двигающих крыло.

Все поясничные, крестцовые (их два) и часть хвостовых позвонков неподвижно срастаются друг с другом в монолитную кость - сложный крестец (synsacrum). Всего в него входят 10-22 позвонка, границы между которыми не видны. Со сложным крестцом неподвижно срастаются кости тазового пояса. Это обеспечивает неподвижность туловищного отдела и создает прочную опору для задних конечностей. Число свободных хвостовых позвонков не превышает 5-9. Последние 4-8 хвостовых позвонков сливаются в уплощенную с боков копчиковую кость pygostyle, к которой веером прикрепляются основания рулевых перьев. Укорочение хвостового отдела и образование пигостиля обеспечивает прочную опору хвосту при сохранении его подвижности. Это важно, так как хвост не только выполняет функцию добавочной несущей плоскости, но участвует и в управлении полетом (как тормоз и руль).

Череп птиц похож на череп рептилий и может быть отнесен к диапсидному типу с редуцированной верхней дугой. Череп тропибазальный (глазницы расположены впереди головного мозга), образован тонкими губчатыми костями, границы между которыми отчетливо видны лишь у молодых птиц. Это, видимо, связано с тем, что соединение при помощи швов невозможно из-за небольшой толщины костей. Поэтому череп относительно легок. Своеобразна по сравнению с пресмыкающимися и его форма: резко увеличен объем. мозговой коробки, глазницы большие, челюсти лишены зубов (у современных птиц) и формируют клюв. Смещение большого затылочного отверстия и затылочного мьщелка на дно черепа увеличивает подвижность головы относительно шеи и туловища.

Большое затылочное отверстие окружено четырьмя затылочными костями: основной (basioccipitale), двумя боковыми (occipitale laterale) и верхней (supraoccipitale). Основная и боковые затылочные кости образуют единственный (как и у пресмыкающихся) затылочный мыщелок, сочленяющийся с первым шейным позвонком. Три ушные кости, окружающие слуховую капсулу, сливаются с прилегающими костями и между собой. В полости среднего уха находится лишь одна слуховая косточка - стремечко. Бока и крышу мозговой коробки образуют парные покровные кости: чешуйчатые, теменные, лобные и боковые клиновидные (laterosphenoideum). Дно черепа образует покровная основная клиновидная кость, которую закрывает покровная основная височная кость (basitemporale), и клювовидный отросток парасфеноида (rostrum parasphenoidei). У его переднего конца лежит сошник, по краям которого расположены хоаны.

Верхняя часть клюва - надклювье - образована сильно разросшимися и слившимися предчелюстными костями. Гребень клюва, укрепленный носовыми костями, соединяется с лобными костями и передней стенкой глазницы, образованной разросшейся средней обонятельной костью (mesethmoideum). Составляющие лишь заднюю часть надклювья верхнечелюстные кости отростками сливаются с небными костями. К задненаружному краю верхнечелюстной кости прирастает тонкая костная перекладина, состоящая из двух слившихся костей - скуловой и квадратно-скуловой. Это типичная нижняя дуга диапсидного черепа, ограничивающая снизу глазницу и височную яму. Квадратно-скуловая кость сочленяется с квадратной костью, нижний конец которой образует суставную поверхность для сочленения с нижней челюстью, а удлиненный верхний конец суставом прикрепляется к чешуйчатой и переднеушной костям. Небные кости концами налегают на клювовидный отросток парасфеноида и суставом соединяются с парными крыловидными костями, которые в свою очередь суставом связаны с квадратными костями соответствующей стороны.

Такое строение костного неба имеет важное значение для свойственного большинству птиц кинетизма (подвижности) надклювья. При сокращении мышц, соединяющих направленный вперед глазничный отросток квадратной кости со стенкой глазницы, нижний конец квадратной кости смещается вперед и сдвигает как небные и крыловидные кости (их соединение друг с другом может скользить по клювовидному отростку), так и квадратно-скуловые и скуловые. Давление по этим костным мостикам передается на основание надклювья и благодаря перегибу костей в области "переносицы" вершина надклювья сдвигается кверху. В зоне перегиба надклювья кости очень тонки, а у некоторых видов (гуси и др.) здесь образуется сустав. При сокращении мышц, соединяющих череп с нижней челюстью, вершина клюва сдвигается книзу. Подвижность костного неба в сочетании со сложно дифференцированными жевательными - мышцами обеспечивают разнообразные, тонко дифференцированные движения клюва при схватывании добычи, чистке оперения, постройке гнезд. Вероятно, подвижность шеи и приспособление клюва к многообразным движениям способствовали превращению передних конечностей в крылья, так как замещали некоторые из выполняемых ими второстепенных функций (помощь в захвате пищи, чистка тела и др.).

Нижняя часть клюва - подклювье или нижняя челюсть - образуется слиянием ряда костей, из которых более крупные зубная, сочленовная и угловая. Челюстной сустав формируют сочленовная и квадратная кости. Движения надклювья и подклювья очень четко координированы благодаря дифференцированной системе жевательных мышц. Подъязычный аппарат состоит из удлиненного тела, поддерживающего основание языка, и длинных рожек. У некоторых птиц, например дятлов , очень длинные рожки огибают весь череп. При сокращении подъязычной мускулатуры рожки скользят по соединительнотканному ложу и язык выдвигается из ротовой полости почти на длину клюва.

Скелет передней конечности, превратившейся у птиц в крыло, подвергся значительным изменениям. Мощная трубчатая кость - плечо - имеет уплощенную головку, что существенно ограничивает вращательные движения в плечевом суставе, обеспечивая устойчивость крыла в полете. Дистальный конец плеча сочленяется с двумя костями предплечья: более прямой и тонкой лучевой и более мощной локтевой, на задневерхней стороне которой видны бугорки - места прикрепления очинов второстепенных маховых. Из проксимальных элементов запястья сохраняются лишь две маленькие самостоятельные косточки, которые связками соединяются с костями предплечья. Кости дистального ряда запястья (carpus) и все кости пясти (metacarpus) сливаются в общую пястно-запястную кость (carpometacarpus), или пряжку. Резко редуцируется скелет пальцев: хорошо развиты только две фаланги второго пальца, продолжающие ось пряжки. От первого и третьего пальца сохраняется лишь по одной короткой фаланге. Первостепенные маховые прикрепляются к пряжке и к фалангам второго пальца. К фаланге первого пальца прикрепляется несколько перьев "крылышка".

Преобразование кисти (образование пряжки, редукция пальцев, малая подвижность сустава) обеспечивают прочную опору первостепенным маховым, испытывающим в полете наибольшие нагрузки. Характер поверхностей всех суставов таков, что обеспечивает легкую подвижность лишь в плоскости крыла; возможность вращательных движений резко ограничена. Это предохраняет выворачивание крыла, позволяет птице без усилий менять площадь крыла в полете и складывать его в покое. Соединяющая кистевой сгиб с плечевым суставом складка кожи - летательная перепонка (patagium) - образует эластичный передний край крыла, сглаживающий локтевой сгиб и предотвращающий образование здесь завихрений воздуха. Характерная для каждого вида форма крыла определяется длиной скелетных элементов и второстепенных и первостепенных маховых.

Приспособления к полету отчетливо выражены и в поясе передних конечностей. Мощные коракоиды расширенными нижними концами прочно соединяются малоподвижными суставами с передним концом грудины. Узкие и длинные лопатки срастаются со свободными концами коракоидов, образуя глубокую суставную впадину для головки плеча. Крепость костей плечевого пояса и их прочное соединение с грудиной обеспечивает крыльям опору в полете. Удлинение коракоидов увеличивает площадь прикрепления мышц крыла и выносит вперед, на уровень шейных позвонков, плечевой сустав; это позволяет укладывать крыло сбоку туловища в покое и выгодно аэродинамически, ибо в полете центр тяжести птицы оказывается на линии, соединяющей центры площадей крыльев (обеспечивается устойчивость). Ключицы срастаются в вилочку (furcula), расположенную между свободными концами коракоидов и выполняющую роль амортизатора, смягчающего толчки при взмахах крыла.

Задние конечности и тазовой пояс испытывают преобразования, связанные с тем, что при движении по суше на них переносится вся тяжесть тела. Скелет задней конечности образован мощными трубчатыми костями. Общая длина ноги даже у "коротконогих" видов превышает длину туловища. Проксимальный конец бедра заканчивается сочленяющейся с тазом округлой головкой, а на дистальном конце рельефные поверхности образуют с костями голени коленный сустав. Его укрепляет лежащая в мускульном сухожилии коленная чашечка. Основной элемент голени - костный комплекс, который можно назвать голено-предплюсна, или тибиотарзус (tibiotarsus), так как к хорошо развитой большой берцовой кости (tibia) прирастает, образуя ее дистальный конец, верхний ряд косточек предплюсны. Малая берцовая кость (fibula) сильно редуцирована и прирастает к верхней части наружной поверхности большой берцовой кости. Ее редукция связана с тем, что у большинства птиц все элементы конечности двигаются в одной плоскости, вращательные движения в дистальной части конечности ограничены.

Дистальный (нижний) ряд косточек предплюсны (tarsus) и все кости плюсны (metatarsus) сливаются в единую кость - цевку, или плюсно-предплюсну (tarsometatarsus); появляется добавочный рычаг, увеличивающий длину шага. Так как подвижный сустав располагается между двумя рядами элементов предплюсны (между костями, слившимися с большой берцовой костью, и элементами, вошедшими в состав цевки), то его, как и у пресмыкающихся, называют интертарзальным. К дистальному концу цевки прикрепляются фаланги пальцев.

Как и у всех наземных позвоночных, тазовый пояс птиц образован срастающимися тремя парами костей. Широкая и длинная подвздошная кость срастается со сложным крестцом. К ее наружному краю прирастает седалищная кость, с которой срастается палочковидная лобковая кость. Все три кости участвуют в образовании вертлужной впадины, в которую входит, образуя тазобедренный сустав, головка бедра. Лобковые и седалищные кости у птиц не срастаются друг с другом по средней линии тела; такой таз называют открытым. Он дает возможность откладывать крупные яйца и, может быть, способствует интенсификации дыхания, не ограничивая подвижности брюшной стенки в тазовой области.

Большая поверхность таза и его прочное соединение с осевым скелетом обеспечивают опору задним конечностям и создают возможности для прикрепления мощных ножных мышц. Длинные крепкие кости конечностей, резкий рельеф их суставных поверхностей наряду с хорошо развитой и дифференцированной ножной мускулатурой обеспечивают интенсивное движение в разнообразных условиях.
Мускулатура птиц дифференцирована сильнее, а ее относительная масса больше, чем у пресмыкающихся. Это связано с большей подвижностью птиц и разнообразием их движений. Компактность тела, обусловленная требованиями аэродинамики, в значительной степени достигается тем, что наиболее мощные мышцы, осуществляющие движения конечностей, расположены на туловище, а их сухожилия идут с конечностям. Сильное развитие связок укрепляет соединение отдельных элементов скелета. Очень сложна мускулатура шеи, обеспечивающая высокую подвижность головы, что важно и при схватывании Добычи, и при ориентировке, и в полете.

Из мышц передней конечности в первую очередь заслуживают упоминания две. Подключичная мышца (musculus subclavius) прикрепляется на коракоиде, теле и гребне грудины, а ее сухожилие оканчивается на головке плеча; сокращение этой мышцы поднимает крыло. Над ней лежит, прикрепляясь к грудине и ее килю, к коракоиду и коракоидно-ключичной связке, большая грудная мышца (m. pectoralis major), опускающая в полете крыло; ее сухожилие прикрепляется тоже к головке плеча. Обе большие грудные мышцы составляют от 10 до 25% от общей массы птицы и превышают массу подключичных мышц в 3-20 раз. Особенно велики эти мышцы у птиц, летающих стремительным, маневренным полетом. Кроме этого, работой крыла в полете управляют еще несколько десятков более мелких мышц, располагающихся на туловище, плече и предплечье.

Движения задних конечностей осуществляют более 30 мышц. Более крупные из них широкими основаниями прикрепляются к костям таза, мелкие мышцы расположены на бедре и голени. Расположенный на задней поверхности голени глубокий сгибатель пальцев (m.flexor digitorum perforans) образует сухожилие, проходящее по задней стороне интертарзального сустава и цевки, а затем разделяющееся на четыре ветви и заканчивающееся на нижней поверхности концевых фаланг пальцев. Поверхность концевых сухожилий и дно широких соединительнотканных влагалищ, по которым они двигаются, имеют поперечную ребристость. Когда птица садится на ветку и сжимает пальцы, под давлением ее массы сухожилия прижимаются к стенке влагалищ, и их ребрышки сцепляются: пальцы остаются в сжатом состоянии и при расслаблении мускула. Чтобы разошелся этот "автоматический замок", нужно сокращение мышц - разгибателей пальцев. Это дает возможность птицам спать, сидя на ветви, с расслабленной мускулатурой.

Дыхательные движения грудной клетки осуществляются при помощи межреберных и других мышц стенок тела. Несколькими мышцами осуществляется движение хвоста. По сравнению с пресмыкающимися, у птиц лучше развита подкожная мускулатура, позволяющая менять положение перьев на больших участках тела. Мелкие мускульные пучки кориума меняют положение отдельных перьев.

Для птиц характерно накопление в мышцах миоглобина, позволяющего создавать резервный запас кислорода, утилизируемый в период интенсивной работы. Наивысшая концентрация миоглобина отмечена в большой грудной мышце, мускулатуре мускульного желудка и сердца. Концентрация мышечного гемоглобина выше у птиц, летающих активным полетом, у ныряющих птиц и птиц высокогорий. Во всех случаях, однако, концентрация гемоглобина в крови выше, чем в мышцах.

Лазанье и прыжки в ветвях при помощи задних и отчасти передних конечностей и использование крыльев для планирования - таковы, видимо, основные способы движения примитивных древних птиц. И сейчас большинство видов в той или иной степени связаны с кронами деревьев и кустов. В ветвях птицы обычно передвигаются прыжками, иногда помогая одиночными взмахами крыльев. Обычный для них тип строения лапы - три пальца вперед, один назад - позволяет прочно охватывать ветки. Дальнейшая специализация к древесному образу жизни часто сопровождается изменением строения лапы - два пальца направлены вперед, два назад, что, вероятно, еще более облегчает удерживание на ветвях. Прекрасно лазающие в кронах попугаи используют для хватания и мощный клюв. За счет резкого усиления мускулатуры ног, развития сильных пальцев с острыми когтями многие, особенно мелкие, виды птиц освоили лазанье по вертикальным стволам (поползни , пищухи и др.) и по скалам. Сильные лапы с мощными пальцами и острыми когтями и прочный хвост, служащий добавочной опорой, позволяют дятлам не только лазить по вертикальным стволам, но, удерживаясь на одном месте, долбить кору и древесину.

Многие виды древесных птиц собирают корм и на земле. Мелкие виды при этом, как и в ветвях, прыгают (воробьи и др.), а другие ходят и бегают, попеременно переставляя ноги (белая трясогузка, грач, ворона и др.). Приспособление к наземному образу жизни часто сопровождается укорочением пальцев, особенно направленного назад (иногда он редуцируется), удлинением цевки. Лучшие бегуны среди птиц - потерявшие способность к полету страусоподобные птицы. Трехпалый южноамериканский нанду и двухпалый африканский страус могут бежать со скоростью более 50 км/ч. У обитателей болот и берегов водоемов (цапли, пастушки, кулики и др.) удлинение цевки и голени позволяет бродить по мелководью, не смачивая оперение, а длинные тонкие пальцы не дают проваливаться на вязком грунте. У глухаря , рябчика и других тетеревиных во время осенней линьки по бокам пальцев вырастают роговые шипики, увеличивающие площадь опоры и уменьшающие проваливание в снег, а у белых куропаток на пальцах вырастают длинные перья, превращающие лапу в лыжу - снегоступ. Многие плавающие птицы хорошо ходят по суше (чайки и др.); у некоторых хороших ныряльщиков ноги далеко отнесены назад и по суше они передвигаться почти не могут (гагары, поганки). Мало и плохо ходят некоторые хорошо летающие виды (ласточки, щурки, стрижи).

Класс Птицы - теплокровные животные, тело которых покрыто перьями (единственная группа животных), а передние ко-нечности превращены в крылья; pадние конечности - ноги. Птицы прекрасно летают, превосходя в этом отношении всех других позвоночных животных. Также птицы хорошо передвигаются по земле, лазают по деревьям, многие ныряют и плавают в воде. Птицы чрезвычайно разнообразны по величине, формам, окраске, повадкам и приспособились к обитанию в различных климатических условиях. Насчитывается около 9 тыс. видов.

Внешнее строение птицы

У птиц имеется голова, шея, туловище, конечности и хвост. Голова у птиц маленькая, на ней расположены клюв, глаза, ноздри. Клюв образован вытянутыми вперед костными челюстями, которые сверху покрыты роговыми чехлами. Зубов у птиц нет, что облегчает череп. У основания верхней части клюва расположены ноздри. Округлые глаза прикрываются двумя веками и мигательной перепонкой. Ближе к затылку под перьями скрыты ушные отверстия. Подвижная шея соединяет голову с компактным туловищем.

Особенности строение тела птицы

Признаки	Особенности строения тела птиц
Форма тела	Обтекаемая
	Сухая кожа, покрытая роговыми перьями
Виды перьев	1. Контурное - создает форму тела и помогает при полете; 2. Пуховое перо и пух - сохраняют тепло
	Легкий и прочный за счет: Срастания костей (кости кисти, таза, черепа) Воздушных полостей внутри костей Летательные мышцы крепятся к килю (грудная кость)
	Большие грудные (опускают крылья); Подключичные (поднимают крылья)
Пищеварительная система	Переваривание пищи за 2-3 часа (быстрый обмен ве-ществ для поддержания постянной температуры тела) Клюв --> глотка --> пищевод (с зобом) --> желудок (из двух отделов - мускульного и железистого) --> кишечник --> клоака
Дыхательная система	Ячеистые легкие и дополнительные воздушные мешки в полости тела и костей - для улучшения газообмена и защиты от перегрева. Дыхание двойное.
Кровеносная система	Четырехкамерное сердце (два предсердия и два желу-дочка), два круга кровообращения
Нервная система	Хорошо развит мозжечок; Развиты полушария переднего мозга (слож-ное поведение, инстинкты)
Размножение	Оплодотворение внутреннее, самка откладывает яйца, содержащие запас питательных веществ для зародыша и защищенное известковой скорлупой и подскорлуповой оболочкой
Развитие птиц	Весной: образование пар --> токование самцов --> гнездо-вание --> откладывание яиц (от 1-2 до 15-20 шт.) --> на-сиживание яиц --> забота о потомстве. Птенцы: 1. Выводковые - появляются одетые пухом, с откры-тыми глазами и могут выйти из гнезда и следовать за матерью. 2. Гнездовые - появляются беспомощными, со сросши-мися веками глаз, долго не покидают гнезда.

Важнейшие отряды птиц

Отряды птиц	Признаки	Представители
Воробьинообразные	В основном лесные птицы, имеют четырехпалые конеч-ности (три пальца направле-ны вперед, один назад); птенцовые птицы, в период гнездования живут парами	Воробьи, жаворонки, ласточки, скворцы, вороны, дрозды
Ржанкообразные	Выводковые птицы, живут по побережьям рек, заболо-ченным местам; средние размеры, длинные ноги и тонкий длинный клюв	Кулик, вальдшнеп, чибис, бекас
Гусеобразные	По краям клюва расположе-ны роговые пластинки или зубцы, а на конце клюва имеется утолщение - ного-ток; водоплавающие вы-водковые птицы	Гуси, утки, лебеди
Пингвины	Крылья узкие, непригодные к полету, на лапах есть пла-вательные перепонки, ноги отнесены назад, скелет тя-желый, перьевой покров очень густой	Императорский пин-гвин
Журавлеобразные	Птицы открытых про-странств, имеют длинные ноги и шею	Журавль-красавка
	Крупные птицы; имеют сла-бые, непригодные для поле-та крылья и сильные ноги	Африканский страус
	Короткие закругленные крылья (летают тяжело), ноги четырех-палые, с большими когтями и густо оперен, клюв относительно большой	Рябчики, тетерева, перепела, куропатки, глухари
Дневные хищники	Длинные острые крючковидные когти; клюв короткий, загнутый; полет быстрый	Соколы, орлы, ястребы, грифы
	Ночные хищные птицы, с креп-кими загнутыми клювами и ост-рыми когтями, чутким слухом и острым зрением, имеют рыхлое и мягкое оперение, позволяющее летать бесшумно	Филин, сыч, сипуха, сова-сплюшка

_______________

Источник информации: Биология в таблицах и схемах./ Издание 2е, - СПб.: 2004.

Имеющие высокую организацию и способные (за редким исключением) летать. Птицы повсеместно распространены на земле, поэтому играют важную роль в формировании множества экосистем, а также являются частью хозяйственной деятельности людей. Современной науке известно около 9 000 видов существующих сегодня птиц. В разные периоды прошлого их было значительно больше.

Можно выделить следующие общие для птиц характеристики :

1. Обтекаемая форма туловища . Передние конечности приспособлены для полета, а не ходьбы, поэтому имеют особое строение и называются крыльями . Задние конечности птиц служат для ходьбы и в качестве опоры для туловища.
2. Костяк птиц имеет небольшую толщину, трубчатые кости имеют полости с воздухом, которые облегчают вес птиц и способствуют меньшему весу. Это позволяет птицам дольше находиться в воздухе. Череп у птиц не имеет швов, он образован из сращенных костей. Позвоночник не отличается высокой подвижностью - подвижен только шейный отдел.
   Есть две особенности строения скелета, характерные только птицам :

   - Цевка - особая кость, которая помогает птицам увеличивать ширину своего шага;
   - Киль - костяной выступ грудины птиц, к которому крепятся летательные мышцы.

3. Кожные покровы птиц почти не имеют желез, сухие и тонкие. Есть только копчиковая железа , которая находится в хвостовом отделе. Из кожи растут перья - это роговые образования, которые создают и поддерживают микроклимат у птиц, а также помогают летать.
4. Мышечная система птиц включает в себя множество различных видов мышц. Наиболее крупной группой мышц являются летательные грудные мышцы . Эти мышцы ответственны за опускание крыла, то есть, за сам летательный процесс. Также хорошо развиты шейные, подключичные, подкожные, межреберные мышцы и мышцы ног. Двигательная активность у птиц дифференцирована: они могут ходить, бегать, прыгать, плавать, лазить.
   Также существует два вида полетов птиц : парящий и машущий . Большинство видов птиц могут совершать перелеты на огромное расстояние (миграция птиц ).
5. Органы дыхания птиц - легкие. У птиц двойное дыхание - это когда в полете птица может дышать и на входе и на выдохе, не задыхаясь таким образом. Когда птица вдыхает, воздух попадает не только в легкие, но и в воздушные мешки . Из воздушных мешков он поступает в легкие при выдохе.
6. Сердце у птиц четырехкамерное, способное полностью разделять кровь на артериальную и венозную . Сердце быстро бьется, омывая тело чистой артериальной кровью. Высокая двигательная интенсивность неразрывно связана с высокой температурой тела, которая поддерживается на уровне около +42 о С. Птицы уже являются теплокровными животными с постоянной температурой тела.
7. Пищеварительная система птиц имеет свои особенности, которые связаны с перевариванием больших объемов часто грубой пищи (зерна, овощи, фрукты, насекомые и др.), а также с облегчением массы ЖКТ. Именно с последним обстоятельством связано отсутствие у птиц зубов, наличие зоба и мышечного отдела желудка, а также укорачивание задней кишки. Итак, зубов у птиц нет, поэтому в добывании пиши участвует клюв и язык. Зоб у птиц служил для смешивание поступающей в него пищи, после чего та отправляется в желудок. В мышечном отделе желудка пища перетирается и смешивается между собой и с желудочными соками.
8. Органы выделения у птиц , а также продукты конечного распада мочевины у птиц совпадают с таковыми у пресмыкающихся , с той разницей, что у птиц нет мочевого пузыря для уменьшения массы тела.
9. Мозг птиц поделен на 5 отделов. Наибольшую массу, соответственно, лучшее развитие, имеют два полушария переднего мозга , которые имеют гладкую кору. Также хорошо развит мозжечок, что связано с необходимостью иметь отличную координацию и сложные формы поведения. Птицы ориентируются в пространстве с помощью зрения и слуха.
10. Птицы являются раздельнополыми животными , у которых уже можно наблюдать половой диморфизм . Самки имеют левый яичник. Оплодотворение происходит внутри, развитие птиц - прямое. Большинство видов птиц вьют гнезда, в которые откладывают яйца. Самка высиживает яйца на протяжении всего времени, пока не вылупятся птенцы, которых затем выкармливают и учат летать. Птенцы могут быть выводковые и гнездовые - в зависимости от того, насколько вылупляющиеся из яиц птенцы хорошо развиты.

Общая характеристика. Птицы - теплокровные позвоночные животные из группы Amniota , приспособленные к полету. Передние конечности видоизменены в крылья. Тело покрыто перьями, которые образуют также несущую плоскость крыльев и хвоста. Часть костей плюсны и предплюсны, слившись, образовали единую кость - цевку. Череп сочленяется с позвоночником одним мыщелком. В полушариях мозга имеется кора, но поверхность их, гладкая. Мозжечок хорошо развит. Легкие губчатые, соединены с системой воздушных мешков. Сердце четырехкамерное. Имеется только правая дуга аорты, левая атрофируется еще при эмбриональном развитии. Органами выделения являются тазовые почки. Оплодотворение внутреннее. Размножаются, откладывая яйца.

В настоящее время на Земле обитает около 9 тыс. видов птиц, населяющих все материки и острова. В СССР обитает примерно 750 видов птиц.

Современных птиц подразделяют на три обособленных над-отряда: Килегрудые птицы (Carlnatae ) , Бескилевые птицы (Ra - titae ), Пингвины { linpennes ).

Строение и жизненные отправления. Внешний вид птиц отражает их приспособленность к полету (рис. 247). Туловище обтекаемой яйцеобразной формы, отличается компактностью. Шея большинства птиц тонкая, гибкая. На голове вперед выдается клюв, состоящий из надклювья и подклювья. Для полета служат измененные передние конечности - крылья. Большую часть их несущей плоскости образуют большие упругие маховые перья. Ноги птиц принимают всю тяжесть тела, при передвижении по земле, лазании по деревьям, взлете и посадке. Ноги имеют четыре отдела: бедро, голень, цевку и пальцы. Обычно ноги птицы четырехпалые, но иногда число их сокращается до трех и даже двух (африканский страус). Из четырех пальцев в большинстве случаев три направлены вперед, а одни - назад.

Рис. 247. Внешний (полевой лунь)

Покровы. Кожа птиц тонкая, сухая. Кожные железы отсутствуют. Лишь над основанием хвоста у большинства птиц расположена особая копчиковая железа, секрет которой используется для смазки перьев, что препятствует намоканию. Для птиц характерен перьевой покров. Перья присущи всем видам птиц и не встречаются у других животных. Перья птиц развились из роговых чешуи пресмыкающихся.

Перо - производное эпидермиса кожи (рис. 248). Оно образовано роговым веществом - кератином. Отдельное перо состоит из очина (часть, погруженная в кожу), стержня и опахала.

Рис. 248. Строение нерм птицы:

/ - стержень; 2 - наружное опахало; 3 внутреннее опахало; ■/ - ствол; 5 - очип; 6" -- отверстие очнна; 7 дужка

Рис. 249. Строение крыла птицы:

/ - плечевая кость; 2 - локтевая кость; 3 ...... лучевая кость;

4 - ияетпо-запясгпан кость; 5 ......... часть запястья; 6", 7

фаланги пальцев; 8 - крылышко; {.) крыловая перепонка; 10 - основания маховых перьев; // - первостепенные маховые перья; 12 -- второстепенные маховые перья

Стержень представляет собой плотную роговую трубку с рыхлой роговой сердцевиной. Опахало образовано отходящими от стержня в обе стороны бородками первого порядка, от которых, в свою очередь, отходят короткие бородки второго порядка. Бородки второго порядка несут мелкие крючочки, сцепляющие бородки друг с другом, отчего образуется упругая легкая пластинка опахала пера. У нежных пуховых перьев стержень укорочен и несет тонкие нежные, не сцепленные крючочками бородки. У пуха стержень не развит и бородки отходят пучком от общего основания.

Крупные упругие перья, образующие основную часть несущей плоскости крыла, называются маховыми. Их опахало асимметрично - передняя сторона узкая, а задняя - широкая. Такое строение допускает при поднятии крыла прохождение воздуха между перьями, а при опускании крыла под давлением воздуха вызывает плотное соединение перьев. Более крупные маховые перья, опирающиеся на кости кисти крыла, называются первостепенными маховыми, а меньшие по размеру и не столь упругие перья, соединенные с костями предплечья,"- второстепенными маховыми (рис. 249). Рулевые перья, слагающие хвост и направляющие полет птиц, отличаются большими размерами, упругостью и асимметрией опахал. Более мелкие перья, покрывающие тело птиц, называются контурными, они придают телу обтекаемую форму. Участки, на которых они находятся, называются птери-лиями, а участки кожи, лишенные их,- аптериями (рис. 250). Аптерии расположены по средней линии груди, в подмышечной области, вдоль лопаток, т. е. в тех местах тела, где кожа над мышцами напрягается при полете. Аптерии прикрыты соседними контурными перьями. У многих птиц, особенно водных, между контурными перьями расположены пуховые перья и пух, согревающие организм.

Роль перьевого покрова в жизни птиц велика и разнообразна. Маховые и рулевые перья образуют большую часть несущей поверхности крыльев и хвоста, следовательно, они необходимы для полета. Перьевой покров придает телу птиц обтекаемую форму, что облегчает их полет. Благодаря высоким теплозащитным свойствам перьев и воздушных прослоек между ними перьевой покров способствует сохранению тепла тела птиц и, следовательно, участвует в терморегуляции организма. Он также защищает птицу от различных механических воздействий. Разнообразные пигменты перьев придают птицам ту или иную окраску, которая часто носит покровительственный характер.

Периодически, обычно один или два раза в год, перьевой покров птиц полностью или частично обновляется путем линьки; при этом старые перья выпадают, а на их месте развиваются новые (иногда другой окраски). У большинства птиц линька оперения протекает медленно и постепенно, благодаря чему они сохраняют способность полета, но у водоплавающих птиц она протекает столь быстро, что они временно не могут летать.

Рис. 250. Птершжи и аптсрии птицы (голубя)

Рис. 251. Скелет птицы (голубя):

/ - шейные позвонки; 2 - грудные позвонки; 3 - хвостовые позвонки; 4
- копчиковая кость; 5, в -ребра; 7 - грудина; S -- киль; .V--лопатки; 10 - коракоид; //-ключица (вилочка); 12
-- плечевая кость; 13 - лучевая кость; 14- локтевая кость; 15 -

пясть; 16 .....18 - фаланги пальцев;

19 -21- тазовые кости; 22 - бедренная кость; 23 - кость голени; 24 - цевка; 25, 26 - фаланги пальцев

Скелет птиц легок и в то же время прочен, что важно для полета (рис. 251). Легкость его достигается тонкостью составляющих его костей и наличием полостей в трубчатых костях передних конечностей. Прочность скелета в значительной степени обусловлена срастанием многих костей.

Череп птиц отличается большой тонкостенной мозговой коробкой, огромными глазницами, беззубыми челюстями. У взрослых птиц кости черепа полностью срастаются, что обеспечивает его прочность. Череп сочленяется с первым шейным позвонком одним мыщелком.

Шейные позвонки, число которых у разных птиц варьирует, сочленяются друг с другом седлообразными суставными поверхностями, что придает шее большую гибкость. Грудные позвонки у взрослых птиц сращены между собой. Ребра нижними концами прикрепляются к большой грудной кости; на заднем крае они имеют крючковидные отростки, которые налегают концами на ребра следующей пары; это придает грудной клетке прочность. Грудина птиц, за исключением тех, которые утратили способность к полету, несет на передней поверхности высокий костный киль, к которому с обеих сторон прикрепляются мощные грудные и подключичные мышцы, приводящие в движение крыло.

Задние грудные, поясничные, крестцовые и - передние хвостовые позвонки у взрослых птиц срастаются между собой и с тонкими подвздошными костями таза в единый крестец, который служит прочной основой для ног. Задние хвостовые позвонки сливаются, образуя копчиковую кость, имеющую вид вертикальной пластинки. Она служит опорой для рулевых перьев.

Плечевой пояс состоит из трех пар костей: саблевидных лопаток, лежащих вдоль позвоночника; топких ключиц, которые срастаются нижними концами в вилочку, распирающую основания крыльев; коракоидов - массивных костей, соединяющихся одним концом с лопатками и основаниями плечевых костей, а другим - с грудиной.

Скелет крыла состоит из крупной, полой внутри кости плеча, двух костей (локтевой и лучевой) предплечья, ряда сросшихся косточек запястья и пясти и сильно редуцированных и измененных фаланг II, III и IV пальцев, I и V пальцы атрофированы, II имеет только одну фалангу, служащую опорой для обособленного пучка перьев на внешнем крае крыла, так называемого крылышка.

Тазовый пояс скелета образован тонкими подвздошными, лобковыми и седалищными костями, срастающимися у взрослых птиц в единую кость. Задние концы лобковых и седалищных костей у большинства птиц (кроме некоторых страусов) не сходятся, поэтому таз остается снизу открытым.

Скелет каждой из задних конечностей состоит из крупной кости бедра, двух костей голени (большой и малой берцовой), цевки и фаланг пальцев. Малая берцовая кость сильно редуцирована и приращена к большой берцовой кости. В процессе онтогенеза к нижнему концу голени прирастают косточки основного ряда предплюсны. Остальные косточки предплюсны и три косточки плюсны сливаются в единую вытянутую кость - цевку. К нижнему концу цевки причленяются фаланги пальцев.

Мускулатура. Особенно развиты грудные и подключичные мышцы, приводящие в движение крылья. Мощны также мышцы ног, выполняющие большую работу при хождении птицы и передвижении по веткам деревьев, при взлете и посадке.

Нервная система, особенно центральный отдел, у птиц имеет более сложное строение, чем у рептилий, что соответствует более высокому уровню жизнедеятельности. Головной мозг птиц отличается большими размерами полушарий переднего мозга, сильным развитием зрительных бугров среднего мозга и огромным складчатым мозжечком (рис. 252). Крыша полушарий имеет гладкую поверхность, и серое мозговое вещество в ней выражено слабо. Сильное развитие зрительных бугров среднего мозга, несущих зрительную функцию, обусловлено значением зрения в жизни птиц. Мозжечок велик и имеет сложное строение. Его средняя часть - червячок - передним краем почти соприкасается с полушариями, а задним концом прикрывает продолговатый мозг. Червячок покрыт характерными поперечными бороздами. Развитие мозжечка связано с полетом, требующим точно координированных движений. Головных нервов у птиц 12 пар.

Органы пищеварения начинаются ротовой полостью. Зубы у современных птиц отсутствуют - их частично заменяют острые края рогового чехла клюва, которым птица захватывает, удерживает и иногда размельчает пищу (рис. 253). Длинный пищевод у многих птиц расширяется в зоб; здесь нища, подвергаясь обработке слюной, набухает и размягчается. Из пищевода " корм попадает в железистый желудок, где смешивается с пищеварительными соками. Из железистого желудка пища переходит в мускулистый желудок. Стенки его сложены мощными мышцами, а в полости, выстланной твердой оболочкой, обычно находятся мелкие камешки, заглоченные птицей. Эти камешки и складки стенок желудка при сокращении мышц стенок перетирают пищу.

Кишечник птиц относительно короткий. В нем различают более длинный тонкий и менее протяженный толстый отделы. На границе этих отделов от кишечника отходят два слепых выроста. Прямая кишка не развита, поэтому фекалии не накапливаются в кишечнике, что облегчает массу птицы. Заканчивается кишечник расширением - клоакой, в которую открываются мочеточники и протоки половых желез. Секреты большой двухлопастной печени и поджелудочной железы, поступающие в двенадцатиперстную кишку, способствуют перевариванию пищи.

Затрата птицами во время полета огромного количества энергии и высокий уровень обмена веществ обусловливают необходимость поглощения больших масс пищи. Так, мелкая птичка наших лесов королек за день потребляет количество пищи, превышающее "/4 массы тела. Процессы пищеварения протекают у птиц очень быстро: у свиристели ягоды рябины проходят весь кишечник за 8-10 мин, а у утки, вскрытой через 30 мин после того, как она проглотила карася длиной 6 см, уже нельзя было обнаружить в кишечнике его остатков.

Рис. 253. Внутреннее строение птицы (голубя):

/- вскрытый голубь; //- разрез желудка голубя;

/ - трахея; 2 - пищевод; 3 - зоб; 4 - легкое; 5 - воздушные мешки;

6 - сердце; 7 - железистый желудок; 8 - мускульный желудок

Органы дыхания птиц также несут признаки приспособления к полету, во время которого организм нуждается в усиленном газообмене (рис. 254). От глотки птицы отходит длинная трахея, которая в грудной полости делится на два бронха. На месте разделения трахеи на бронхи имеется расширение - нижняя гортань, в которой расположены голосовые связки; стенки ее имеют костные кольца. Нижняя гортань играет роль голосового аппарата и особенно сильно развита у птиц, поющих или издающих громкие звуки.

Легкие птиц имеют губчатое строение. Бронхи, входя в легкие, распадаются на все более мелкие ветви. Последние заканчиваются тончайшими слепыми канальцами - бронхиолами, в стенках которых проходят капилляры кровеносных сосудов.

Часть разветвлений бронхов выходит за пределы легких, продолжаясь в тонкостенные воздушные мешки, расположенные между мышцами, среди внутренних органов и в полостях трубчатых костей крыльев. Эти мешки играют большую роль в дыхании птицы во время полета. У сидящей птицы дыхание осуществляется путем расширения и сжатия грудной клетки. В полете же, когда движущимся крыльям нужна твердая опора, грудная клетка остается почти неподвижной и прохождение воздуха через легкие обусловливается в основном расширением и сжатием воздушных мешков. Этот процесс получил название двойного дыхания, поскольку отдача кислорода в кровь происходит как при вдохе, так и при выдохе. Чем быстрее машущий полет, тем интенсивнее дыхание. При подъеме крыльев они растягиваются и воздух засасывается в легкие и далее в мешки. При опускании крыльев происходит выдох, причем через легкие проходит воздух ил мешков, что способствует окислению крови в легких.

/ трахеи;
2-- легкие; 3-11
- воздушные мешки

Рис. 255. Кровеносная система птицы (голубя):

/ пряное предсердие; 2 - правый желудочек сердца; 3 -левая легочная артерия; 4 правая легочная артерия; 5 - левое предсердие; 6 - левый желудочек сердца; 7 -- правая дуга аорты; Н, 9 - безымянные артерии; 10 -12 - сонные артерии; 13 - подключичная артерия; 14-- левая грудная артерия; 15 - аорта; 16 - правая бедренная артерия; 17 почечная артерия; 18 -седалищная артерия; 19 -- иод-шдошиая артерия; 20 задняя брыжеечная артерия;
21 - хвостовая артерия; 22 хвостовая вена; 23 - воротная вена почек; 24 - бедренная вена; 25 - иод-I! шинная иена; 2 в задняя полая вена; 27 -кишечная вена; 28
- надкишечная вена; 29 почечная вена; 30 - яремная вена; 31
- подключичная вена; 32 - передняя полая вена

Кровеносная система птиц имеет два круга кровообращения (рис. 255). Большое по объему сердце полностью разделено на правую и левую половины и имеет левое и правое предсердия и левый и правый желудочки. Этим достигнуто полное разделение потоков артериальной и венозной крови. Артериальная кровь, идущая от легких но легочной вене, попадает в левое предсердие, а оттуда - в левый желудочек, из которого уходит в аорту. Венозная кровь со всего тела поступает в правое предсердие, а из него - в правый желудочек, с тем чтобы потом направиться по легочной артерии к легким.

У эмбрионов птиц, как и пресмыкающихся, закладываются как левая, так и правая дуги аорты, но в процессе эмбрионального развития животного левая атрофируется. Начинаясь от левого желудочка сердца, правая дуга аорты изгибается направо (почему и называется правой), поворачивает назад и продолжается стволом аорты, тянущимся под позвоночником. От дуги аорты отходят большие парные безымянные артерии, которые вскоре делятсяиа сонные артерии, несущие кровь к голове, и мощные грудные и подключичные артерии, идущие к грудным мышцам и крыльям. От спинной аорты ответвляются артерии к различным частям туловища птиц и к ногам. Венозная система птиц в основном сходна с таковой пресмыкающихся.

Высокая активность процесса обмена веществ у птиц делает необходимым быструю и обильную доставку питательных веществ и кислорода во все части организма. Поэтому кровообращение у них совершается очень быстро, что обеспечивается энергичной работой сердца. Так, у многих мелких птиц сердце сокращается более 1 тыс. раз в минуту (у человека 60-80 раз).

Органы выделения птиц также приспособлены к интенсивному обмену веществ в организме, вследствие чего увеличивается объем продуктов распада, подлежащих удалению. Почки у птиц отличаются большими размерами и лежат в углублениях тазовых костей. От них отходят мочеточники, открывающиеся в клоаку. Густая моча поступает в клоаку, откуда выводится наружу вместе с калом.

Органы размножения. Два семенника, лежащих в брюшной полости, имеют бобовидную форму. От них отходят семяпроводы, открывающиеся в клоаку. У некоторых птиц (гуси) самцы имеют совокупительный орган. У самок обычно имеется только один, левый, яичник, лежащий близ почки. Вышедшее из яичника яйцо попадает в непарный яйцевод, в верхней части которого происходит оплодотворение. Пройдя по яйцеводу, яйцо приобретает белковую оболочку, а попав в более широкую матку, покрывается известковой скорлупой. Через конечный отдел половых путей самки- влагалище-- яйцо попадает в клоаку, а оттуда выводится наружу.

Рис. 256. Строение яйца птицы:

/ ...... скорлупа; 2-.....нодскорлуповпя оболочка; ,4 -

воздушная камера; *"/ белок; Л желточная оболочка; в желток; 7 - зародышевый диск;
Н ~ белый желток; 9 -желтый желток; 10 --халазы

Яйцо птиц имеет (относительно к величине животного) очень крупные размеры, так как содержит много питательных веществ в виде желтка и белка (рис. 256). Зародыш развивается из небольшого зародышевого диска, находящегося на поверхности желтка.

На тупом конце яйца иод скорлупой и подскорлуповой оболочкой находится полость, наполненная воздухом; она помогает дыханию зародыша. Развитие птенца в яйце показано на рис. 257.

Рис. 257. Развитие зародыша птицы:

/- IV - последовательные стадии развитии чмбриона; / - зародыш; 2 - желток; 3 -белок; 4-- амшютическая складка; 5 шевая полость; 6" - воздушная камера; 7 -~ скорлупа; Н-
сероза; 10 - полость амниона; // -- аллантоис; 12 ■- желточный мешок

Экология птиц. Основная форма передвижения большинства птиц - полет. Приспособление к полету вызвало ряд описанных изменений в строении организма этих животных, а также наложило отпечаток па все виды их жизнедеятельности. Благодаря способности к полету птицы обладают огромными возможностями для далеких миграций и расселения: именно полет позволил им заселить все океанические острова, нередко лежащие в сотнях километров от материка. Полет помогает птицам избегать врагов. Многие птицы во время полета добывают пищу или высматривают ее па земле.

Характер полета разных видов птиц далеко не одинаков - он всегда находится в соответствии с их образом жизни. Различают два основных вида полета птиц: парение и гребной полет. Парением называется полет птиц на более или менее неподвижных, распростертых крыльях. Этот полет может осуществляться при постепенном снижении птицы в воздухе. Но часто птица путем парения может сохранять набранную высоту над землею или даже подниматься вверх (достигается благодаря использованию птицей восходящих потоков воздуха). Гребной полет осуществляется взмахами крыльев. У многих птиц такая активная форма полета чередуется с парением в воздухе. Ворона при спокойном гребном полете делает в среднем 2,9, а чайка -- 2,2 взмаха крыла в секунду. Максимально возможная скорость полета ласточки 28 м, глухаря- 16 и лебедя - 14 м в секунду. Некоторые птицы могут летать без остановки для отдыха более 3 тыс. км.

Способность к активному полету, теплокровность и высокий уровень развития центральной нервной системы обеспечили птицам возможность широкого распространения на Земле. С приспособлением птиц в ходе эволюции к жизни в различных условиях (леса, открытые пространства, водоемы) связано образование разных экологических групп, отличающихся внешним обликом и специфическими чертами строения.

Древесные птицы - обитатели разнообразных лесов и кустарниковых зарослей. К этой группе относятся дятлы, попугаи, поползни, пищухи, кукушки, скворцы, дрозды, голуби, глухари, рябчики и др. Добывают корм и гнездятся обычно на деревьях, реже на земле. У наиболее специализированных, приспособленных к лазанию по деревьям птиц (попугаи, дятлы, поползни) лапы сильные, вооруженные загнутыми когтями. У дятлов два пальца направлены вперед, два - назад, что позволяет им ловко лазать по стволам деревьев, опираясь при этом на жесткие и упругие перья хвоста. Попугаи используют при передвижении по ветвям деревьев не только задние конечности, но и клюв.

Наземные птицы - обитатели открытых пространств -- лугов, степей и пустынь. В эту группу входят страусы, дрофы, стрепеты, некоторые кулики. Кормятся и гнездятся на земле. В поисках корма передвигаются преимущественно путем хождения и бега, а не полета. Это крупные и средних размеров птицы с массивным и широким туловищем и длинной шеей. Ноги длинные и сильные, с короткими и толстыми пальцами, число которых может сокращаться до трех, а у африканского страуса - до двух.

Болотные птицы населяют заболоченные луга, болота, заросли побережий водоемов. Типичные представители: цапли, аисты, журавли, многие кулики. Корм обычно собирают на земле. Гнезда устраивают на земле или на деревьях. Это крупные или средней величины птицы. Большинство имеют длинные тонкие ноги с удлиненными пальцами, при помощи которых они легко передвигаются по вязкому грунту или мелководью. Голова небольшая, с длинным твердым клювом. Крылья хорошо развиты. Хвост короткий. Оперение рыхлое, со слабо развитым пухом.

Водоплавающие птицы значительную часть жизни проводят на водоемах. К данной группе относятся гагары, поганки, кайры, чистики, пингвины, бакланы, пеликаны, утки, гуси, лебеди. Они хорошо плавают, а многие и ныряют, но ходят по суше и летают обычно плохо, а некоторые вообще не летают (пингвины). Многие птицы добывают корм (рыба, моллюски, ракообразные) в воде, другие кормятся на суше вегетативными частями растений и семенами. Гнездятся по берегам водоемов, на земле, па деревьях, в зарослях тростника, на скалах и в их расщелинах, в норах. Это крупные и средней величины птицы с несколько уплощенным с брюшной стороны туловищем и коротким хвостом. Ноги отнесены далеко назад, что обеспечивает почти вертикальное положение тела при хождении. Имеют плотное оперение с хорошо развитым пухом, плавательные перепонки на лапах, большинство - развитую копчиковую железу.

Воздушно-водные птицы в отличие от предыдущей группы в меньшей степени связаны с водоемами. В группу входят чайки, крачки, буревестники. Они обычно хорошо летают, плавают, но плохо ныряют. Полет парящий с использованием завихрений воздуха над волнами или разной скорости воздушных потоков. Питаются в основном рыбой, которую высматривают во время полета, затем стремительно бросаются на нее и вытаскивают из воды своим крепким и длинным клювом, загнутым на конце. Гнездятся часто па берегах рек, озер, морей, на каменистых уступах морских берегов. Это крупные и средних размеров птицы с вытянутым туловищем, длинными, острыми крыльями и короткими лапами, на которых три передних пальца соединены плавательной перепонкой. Оперение густое, с большим количеством пуха.

Воздушно-наземные птицы значительную часть светового времени суток проводят в воздухе, где ловят насекомых своим коротким, по широко раскрывающимся клювом. Типичные представители: стрижи, ласточки, козодои. Это отличные летуны, обладающие быстрым и маневренным полетом. Гнездятся обычно в постройках, в норах но берегам рек, на земле. Их туловище вытянутой формы, шея короткая, крылья длинные и узкие. Ноги короткие, что затрудняет хождение по земле.

Питание птиц. Большинство птиц животноядны, другие растительноядны или всеядны. Имеются виды, питающиеся преимущественно вегетативными частями растений (гуси), ягодами (дрозды, свиристели), семенами (воробьи, клесты), нектаром (колибри), насекомыми (кукушки, дятлы, многие воробьиные), рыбой (чайки, бакланы, пеликаны), лягушками (утки, аисты, цапли), ящерицами и змеями (аисты, некоторые дневные хищники), птицами (ястреба), грызунами (совы, многие дневные хищники). Некоторые хищники предпочитают поедать падаль (грифы, стервятники, сипы). Характер пищи может изменяться в зависимости от возраста: большинство зерноядных птиц выкармливают своих птенцов насекомыми. Состав нищи варьирует и по сезонам года. Например, тетерев летом кормится зелеными частями растений, ягодами и насекомыми, а зимой - в основном хвоей сосны, почками, побегами и сережками березы и ольхи.

Годовая периодичность в жизни птиц. У птиц, как и у других животных, годовая периодичность жизнедеятельности тесно связана с сезонными изменениями условий существования и имеет большое приспособительное значение. Она позволяет приурочить наиболее ответственный момент в жизни каждого вида - размножение - к определенному сезону, когда условия для выкармливания птенцов будут наиболее благоприятны. Можно выделить следующие этапы годового цикла птиц: подготовка к размножению, размножение, линька, подготовка к зиме, зимовка.

Подготовка к размножению выражается в образовании пар. Объединение в брачное время в нары (моногамия) свойственно большинству видов птиц. Однако продолжительность существования пар у разных птиц существенно различна. На несколько лет или возможно даже пожизненно образуют пары лебеди, аисты, орлы. Другие птицы образуют пары на сезон размножения, а многие утки держатся парами только до начала яйцекладки. У меньшего числа видов птиц пары не образуются и самец за период размножения оплодотворяет несколько самок, которые несут всю заботу о потомстве. Такое явление получило название и о л н-гамии (многоженство). Оно свойственно тетеревам, фазанам, глухарям, домашним курам. У этих птиц особенно хорошо выражен половой диморфизм.

Разбивка на пары у птиц сопровождается токованием: птицы принимают различные позы, необычно держат оперение, издают особые звуки, у некоторых полигамных видов происходят драки между самцами. Брачное поведение птиц облегчает встречу особей разного пола и образование пар, стимулирует синхронное созревание половых продуктов обоих партнеров.

Плодовитость птиц значительно меньше, чем рептилий, что связано с наличием у птиц разнообразных форм заботы о потомстве (гнездостроение, насиживание и выкармливание птенцов). Количество яиц в кладке колеблется от 1 (пингвины, кайры) до 22 (серая куропатка). Большинство птиц насиживают свою кладку. У полигамных видов насиживание осуществляется только самкой (курообразные, гусеобразные), у моногамных - попеременно самцом и самкой (голуби, чайки, многие воробьиные) или только самкой, а самец кормит ее и охраняет гнездовой участок (совы, дневные хищники, некоторые воробьиные).

Длительность инкубации у разных птиц различна п зависит от размеров яйца и птицы, типа гнезда и интенсивности насиживания. Мелкие воробьиные насиживают в течение 11 -12 сут, ворона - 17, лебеди - 35-40. Продолжительность инкубации у домашних птиц: у курицы 21 - сут, у утки - 28, у гусыни - 30, у индейки - 28, 29 сут.

В зависимости от степени развития птенцов, только что вылупившихся из яиц, птиц делят на выводковых, полувыводковых и птенцовых (рис. 258). Птенцы выводковых птиц опушенные, зрячие, способны через короткое время самостоятельно питаться (курообразные, гусеобразные, страусы). Птенцы полувыводковых птиц вылупляются зрячими и опушенными, но выкармливаются родителями до приобретения способности к полету (чайки, чистики, буревестники). У птенцовых птиц птенцы голые, слепые, длительное время остаются в гнезде (воробьиные, дятлы, голуби), где их интенсивно кормят родители. Так, пара мухоловок, синиц или пеночек приносит корм своим птенцам до 450-500 раз в сутки.

После завершения выкармливания птенцов семья обычно распадается и птицы объединяются в стаи. Самая высокая смертность наблюдается в первый год жизни птиц. Иногда она может достигать более 50 % числа особей, вылетевших из гнезда. Половой зрелости птицы достигают в разном возрасте. Большинство птиц мелких и средних размеров (многие воробьиные) начинают размножаться уже на следующий год жизни, более крупные птицы (серая ворона, утки, мелкие хищники и чайки) - на 2-м году, а гагары, орлы, буревестники - на 3-4-м, страусы - на 4- 5-м году.

Рис. 258. Птенцы различных птиц в одном возрасте:

/ - птенцовых (конек); // - полувыводковых (орел); ///-выводковых (куропатка)

Средняя продолжительность жизни мелких воробьиных птиц составляет 1 - 1,5 года, а предельная - 8-10 лет. Более крупные виды птиц могут жить 40 и более лет.

Линька различно протекает у разных птиц. У одних видов (воробьиные) она постепенная, у других (курообразные, гусеобразные) - бурная. Линные особи гусеобразных на 2-5 недель теряют способность к полету. Линька обычно начинается сразу после размножения. У самцов многих видов птиц, которые не участвуют в выводе потомства, линька наступает раньше, чем у самок. Линяющие самцы глухарей и тетеревов держатся поодиночке в глухих участках леса, а селезни уток на период линьки скапливаются в больших количествах в труднодоступных заболоченных местах.

Подготовка к зиме . В этот период птицы начинают кочевать в поисках корма. Интенсивное питание обеспечивает накопление жира. Некоторым птицам свойственно запасание кормов, что облегчает их зимовку. Сойки собирают и закапывают в почву или под лесную подстилку желуди, а кедровки - орешки. Зимой птицы используют эти запасы лишь частично. Другая часть семян поедается мышевидными грызунами и насекомыми или, сохранившись до весны, прорастает. Поползни и синицы прячут семена различных деревьев в трещинах коры, обеспечивая себя кормами на 50-60 %. Мелкие совы (воробьиный и мохноногий сычи) заготавливают на зиму тушки мышевидных грызунов и складывают их в дупла деревьев. Свои кладовые птицы находят, по-видимому, благодаря памяти и обонянию.

Зимовк а. В зимний период птицы сталкиваются с большими трудностями при добывании нужного количества корма. В поисках мест обитания, которые наиболее полно могут обеспечить тот или иной вид кормом и защитными условиями, многие птицы начинают совершать направленные перемещения (кочевки и миграции). Лишь оседлые птицы остаются в тех местах, где проходило их размножение, а если и меняют места обитания, то улетают не далее чем за несколько десятков километров (глухари, рябчики, дятлы, воробьи, синицы). Кочуюнще птицы могут улетать за сотни километров, по обычно держатся в пределах одной природной зоны (свиристели, чечетки, снегири). Самые дальние миграции совершают перелетные птицы, зимующие в других природных зонах, находящихся за тысячи километров от мест гнездования.

Деление птиц па оседлых, кочующих и перелетных осложнено тем, что один и тот же вид в разных частях своего ареала может вести себя различно. Так, серая ворона на юге европейской части СССР – оседлый вид, на юге- перелетный. Изменение погодных и кормовых условий по годам также сказывается па характере подвижности птиц. В теплые зимы при достаточной обеспеченности кормом некоторые перелетпые для данного района виды остаются зимовать в местах своего размножения (утки, грачи, дрозды). Это свидетельствует о том, что основная причина перелетов птиц заключается в сезонных изменениях условий существования. В районах, где эти изменения но сезонам выражены резче, число перелетных видов больше. Так, в СССР из 750 видов птиц 600 - перелетные, зимующие в основном на Британских островах, в Южной Европе, в Средиземноморье, в Африке и Азии.

Миграционные пути птиц огромны. Пролетный путь наших пеночек и ласточек, зимующих в Африке, составляет 9-К) тыс. км, а полярной крачки от побережий Баренцова моря до побережий Африки 16 18 тыс. км. Пролетные пути водоплавающих и болотных птиц приурочены к речным долинам и морским побережьям, где имеются условия, подходящие для их отдыха и кормежки. Многие птицы летит широким фронтом. Мелкие воробьиные покрывают за сутки расстояние 50.....100 км, утки- 100-

500, аисты -~ 250, вальдшнепы 500 км. В сутки па полет птицы обычно тратят 1-2 ч, используя остальное время па остановки для отдыха и кормежки. Пересекая водные пространства, они без отдыха пролетают расстояние в тысячи километров. Весной остановки птиц более редки и кратковременны, чем осенью, поэтому весенние миграции обычно происходят с большей скоростью, чем осенние.

Перелеты птиц - один из интереснейших и слабоизученных вопросов биологии птиц. До сих пор не изучен до конца механизм, определяющий ориентацию птиц во время перелетов. На основе наблюдений в природе и постановки экспериментов удалось выявить, что мигрирующие птицы могут ориентироваться но положению солнца, луны, звезд, по особенностям ландшафта. Важную роль в миграционном поведении птиц и выборе общего направления во время полета играет врожденный миграционный инстинкт. Однако он проявляется при наличии определенной суммы факторов внешней среды. Под влиянием условий среды возможно изменение этого врожденного инстинкта.

Перелеты птиц сложились в течение тысячелетий. Бесспорно влияние ледникового периода на формирование миграционных путей птиц в Северном полушарии. Современные пролетные пути некоторых птиц повторяют исторический путь их расселения в послеледниковое время.

Большое значение для изучения перелетов птиц имеет метод кольцевания, когда птенцам перед вылетом из гнезда или взрослым птицам одевают на лапу металлическое кольцо с номером и обозначением учреждения, проводящего мечение. В нашей стране все сведения о кольцевании и добыче окольцованных птиц направляются в Центр кольцевания Академии наук СССР (Москва). Ежегодно в мире кольцуют около 1 млн птиц, из них в СССР - более 100 тыс. Кольцевание позволяет проследить миграционные пути, скорость полета, продолжительность жизни и другие важные вопросы экологии птиц.

Хозяйственное значение птиц. Роль птиц в хозяйственной деятельности человека велика и многообразна. Птицы, одомашненные человеком (куры, гуси, утки, индейки, цесарки, голуби), издавна используются для получения от них мяса, яиц, пуха, пера и других ценных продуктов и промышленного сырья. В пашей стране птицеводство - важнейшая и быстро развивающаяся отрасль животноводства. Многие виды диких птиц (курообразные, гусеобразные, некоторые кулики) служат объектами спортивной и промысловой охоты, что позволяет дополнительно вовлекать в хозяйственный оборот значительное количество вкусного мяса.

Велика роль птиц в истреблении насекомых и мышевидных грызунов - вредителей сельского хозяйства. Значение синиц, мухоловок, поползней, скворцов, дроздов и многих других птиц как регуляторов численности вредных насекомых особенно возрастает в период выкармливания птенцов. Так, семья обыкновенного скворца за гнездовой период уничтожает 8-10 тыс. майских жуков и их личинок или свыше 15 тыс. гусениц зимней пяденицы. Многие хищные птицы, совы, чайки, аисты и ряд других истребляют мышей, полевок, сусликов, крыс, хомяков и других вредных грызунов. Полезность птиц связана с их способностью быстро находить и концентрироваться в очагах массового размножения вредителей, а для многих видов птиц -- переходить на многочисленный, хотя часто не свойственный им корм. Так, в годы массового размножения мышевидных грызунов ими начинают питаться грачи, чайки и др.

Некоторые птицы выступают в роли распространителей растений. Так, в тайге Восточной Сибири па гарях восстановление кедра часто связано с деятельностью кедровки. Сойки участвуют в расселении дуба. Свиристели, дрозды, рябчики и многие другие разносят семена рябины, черемухи, терна, бузины, калины, бересклета, черники, малины, брусники и т. д.

Рис. 259. Различные типы ломиков для гиездонапия полезных насекомоядных ПТИЦ

Для повышения численности и привлечения полезных птиц создают благоприятные условия для их гнездования, развешивают искусственные гнездовья: скворечники, дуплянки (рис. 259),

проводят зимнюю подкормку ит. д. При развешивании искусственных гнездовий численность итиц-дуилогиезднпков (мухоловки, синицы, скворцы) резко возрастает.

В некоторых случаях птицы могут причинять определенный ущерб. Грачи, полезные уничтожением почвенных насекомых, местами вредят посевам сельскохозяйственных культур (особенно кукурузе), выклевывая семена и выдергивая проростки. Кочующие скворцы расклевывают зрелые плоды вишни и винограда. В южных районах нашей страны местами серьезный вред урожаю зерновых причиняют воробьи. Золотистая щурка, истребляющая пчел, может приносить вред пчеловодству. Охотничьему хозяйству местами вредят камышовый лунь и серая ворона. При столкновении в воздухе со скоростными самолетами птицы иногда становятся причиной серьезных аварий, что обусловливает создание системы отпугивания птиц с территории аэродромов. Необходимо учитывать также роль птиц в распространении некоторых опасных для человека и сельскохозяйственных животных заболеваний (орнитозы, грипп, энцефалит и др.).

Яйца различных видов птиц различаются по весу, окраске, форме и степени симметрии. Однако большинство их имеют овальную, слегка вытянутую форму с одним более тупым и другим — более острым концом.

Колибри высиживают эллиптические яйца, совы — круглые, а ржанки — каплевидные, заостренные с одного конца. Причина, по которой яйца птиц имеют разную форму, интересовала ученых с давних времен.

Этим вопросом задавался даже греческий философ Аристотель, который ошибочно считал, что яйца, внутри которых развиваются птенцы мужского пола, имеют более заостренный конец.

Ответ на этот вопрос удалось наконец получить ученым из , которые провели титаническую работу по изучению яиц и пришли к выводу, что форма яиц зависит от способности птиц отдельного вида к полету.

Согласно одному из традиционных объяснений, вытянутая форма яиц может мешать им скатываться из гнезд и позволяет проще проходить через клоаку.

«В отличие от классической гипотезы мы обнаружили, что полет может влиять на форму яиц. Птицы, которые хорошо летают, откладывают асимметричные или эллиптичные яйца. Вдобавок мы предположили, что мягкая мембрана яиц, а не их твердая скорлупа отвечает за все разнообразие их форм, которое мы наблюдаем в природе», — пояснила Мэри Касвелл, автор исследования, опубликованного в журнале Science .

Чтобы понять причину формирования яиц разной формы у разных птиц, международная команда ученых провела многошаговое междисциплинарное исследование с применением методов компьютерного моделирования и сравнительной биологии.

Для начала они изучили фотографии порядка 50 тыс. разнообразных яиц, принадлежащих 1400 различных видам птиц, живущим ныне и уже вымершим. Образцы были отобраны со всего земного шара и хранятся в базе данных Музея зоологии позвоночных в Беркли, Калифорния. Все они собирались натуралистами в течение XIX и XX века.

Чтобы формализовать описание различных форм яиц, ученые ввели всего два параметра — эллиптичность и степень асимметрии (отличие тупого конца от острого). Используя высокопроизводительные средства обработки изображений, а также описательные данные из той же коллекции, ученые смогли составить «карту» различных форм птичьих яиц. Так, самые асимметричные яйца оказались у песочника-крошки, наиболее эллиптические — у птичек малео с острова Сулавеси, которые откладывают их в нагретый солнцем песок или вулканический грунт.

sciencealert.com

Карта помогла заметить, что птицы, имеющие крылья, позволяющие им совершать эффективный с точки зрения аэродинамики полет и улетать далеко от гнезда, имеют более вытянутые и острые яйца.

«Вариации между размером и формой яиц у различных видов птиц не являются просто случайными, а связаны с различиями в экологии, в частности — способности каждого вида к уверенному и изящному полету», — пояснил соавтор Йозеф Тобиас из имперского колледжа Лондона.

Ученые считают, что яйца более вытянутой формы появляются у птиц, имеющих более гладкое, «аэродинамическое» тело, предназначенное к эффективному полету. Пингвины, которые не летают, но тоже имеют вытянутые яйца, — скорее исключение, подтверждающее правило, поскольку их тело имеет также обтекаемые формы для наименьшего сопротивления при плавании.

Те же птицы, что проводят много времени на земле, часто имеют более круглые яйца, для которых требуется более широкий яйцевод.