10.3. Забезпечення метаболізму птахів.

Травна система. Політ потребує великих енергетичних затрат. Покриття цих витрат можливе при високій інтенсивності живлення та досконалій механічній і хімічній обробці їжі.

При відсутності зубів, що пов‘язано з необхідністю полегшити голову, у птахів формується низка пристосувань для ретельної обробки їжі. Дзьоб набуває різноманітних форм та розмірів, що зумовлено характером їжі та способами її добування. Язик рухливий і на кінчику зроговілий. Слинні залози виділяють слину для змочування їжі. У деяких птахів слина використовується для побудови гнізда (у стрижів-саланганів), а у дятлів вона клейка і сприяє добуванню комах із щілин та порожнин в дереві.

У досить крупних птахів у нижній частині стравоходу утворюється спеціальне розширення - воло. Тут їжа розм‘якшується і починається початкове травлення. У голубів, горлиць під час вигодовування малят стінки вола виділяють особливу творожисту масу - «молочко», яке дуже поживне.

Воло переходить у шлунок, який поділений на два відділи: спочатку тонкостінний залозистий, а потім товстостінний м‘язевий (рис.254).

Травоїдні птахи, які споживають грубу рослинну їжу, м‘язевий шлунок потужний. Його стінки виділяють речовину, яка твердіє і утворює рогову плівку. Крім того ці птахи заковтують дрібні камінці, які називають гастролітами. Вони полегшують механічну обробку їжі, діючи як жорнова.

Рис.254. Травна система голуба: 1 - залозистий шлунок; 2 - м‘язевий шлунок; 3 - 12-пала кишка; 4 - печінка; 5 - жовчний проток; 6 - тонка кишка; 7 - підшлункова залоза; 8 - сліпі відростки; 9 - задня кишка.

Від м‘язевого відділу шлунку починається 12-пала кишка. Вона коротка і в її петлі лежить підшлункова залоза. Крім того в цей відділ кишечнику впадає жовчний проток великої печінки. Жовч не вміщує ферментів, а лише подрібнює крапельки жиру, полегшуючи його травлення. Жовчний міхур є не у всіх птахів.

Тонка кишка коротка і переходить у задній відділ кишечнику. Цей відділ не поділений на товсту і пряму кишку, а впадає прямо в клоаку. На межі тонкої і задньої кишки розташовані сліпі відростки. Загалом травна трубка птахів коротка і не перевищує довжину птаха більш як в 4 рази. Травні соки (ферменти) дуже активні і забезпечують швидке і дуже ефективне травлення.

Активний політ потребує досконалої будови кровоносної системи. Необхідно вчасно транспортувати до працюючих клітин поживні речовини та кисень і також вчасно забрати метаболіти та СО₂. У птахів нарешті формується два незалежних кола кровообігу і кров не змішується. Це відбувається завдяки чотирикамерній будові серця. Неповна перегородка шлуночків, яка характерна для рептилій, у птахів повністю поділила серце на праву та ліву частини (рис.255).

Рис.255. Схема будови серця птаха: 1 - ліве передсердя; 2 - лівий шлуночок; 3 - праве передсердя; 4 - правий шлуночок; 5 - права дуга аорти; 6 - легеневі артерії.

Від серця відходить права дуга аорти, а ліва відсутня, тому кров тепер не змішується. Тіло та голова отримують чисту артеріальну кров, що забезпечує максимальну інтенсивність метаболізму. Середня температура тіла дорівнює 42^ОС і нерідко досягає 45^ОС.

Газообмін у птахів також спеціальний і не зустрічається ні у яких інших хордових. З ротової порожнини повітря через гортанну щілину потрапляє до гортані. Вона складається з хрящів. Від гортані відходить трахея, яка біля входу у легені ділиться на два бронхи. У цьому місці розташована так звана нижня гортань - голосовий апарат птахів. Ця гортань пронизана голосовими перетинками, які змінюють свою форму під дією співочих м‘язів. Ці перетинки п ри проходженні повітря вібрують і створюють різноманітні звуки. «Чемпіонами» у різноманітнітності співу є горобині птахи.

Бронхи у легенях галузяться на дрібні бронхіоли. Навколо частини з них утворюється густа сітка кровоносних капілярів. Тут і відбувається газообмін. Самі легені щільно прилягають до грудної клітки і рухаються разом з нею. Тканина легень, в порівнянні з плазунами, має значно складнішу губчасту будову.

Інша частина бронхіол проходить через легені, розширюється і утворює повітряні мішки. У більшості птахів їх чотири парних і один непарний (рис.256).

Рис.256. Схема повітряних мішків птаха: 1 - трахея; 2 - легені; 3 - повітряні мішки.

Ці повітряні мішки розташовуються між внутрішніми органами, а їх відростки заходять і в порожнини кісток. Об‘єм повітря мішків великий і переважає об‘єм легень у 10 разів.

Дихальні рухи відбуваються за рахунок розширення та звуження грудної клітки. Повітря засмоктується через ротову порожнину і потім виштовхується. Газообмін, при цьому, відбувається двічі. Перший раз на вдосі, коли повітря проходить у бронхіоли легень і другий раз на видохі, коли повітря проходить другий раз через легені з легеневих мішків. Таке дихання отримало назву подвійного. Крім того легеневі мішки виконують терморегуляційну функцію, полегшують вагу тіла.

Видільна система представлена тазовими нирками. Це парні видовжені тіла, які розташовані вздовж хребта. Їх відносні розміри більші за рептилій і навіть за ссавців, що зумовлено вищим рівнем метаболізму. Сечовий міхур відсутній. Кашицеподібна сеча, яка переважно складається з сечової кислоти, швидко виводиться назовні.

Нервова система. Загальне посилення метаболізму, досконалість роботи систем органів зумовили відповідне ускладнення центральної нервової системи. Подальшого розвитку набуває передній мозок, який контролює складну поведінку птахів. Досконалості досягає мозочок, який забезпечує складну координацію рухів в польоті. Більших розмірів набувають зорові частки середнього мозку (рис.257).

Рис.257. Головний мозок птаха: 1 - передній мозок; 2 - зорові частки середнього мозку; 3 - мозочок; 4 - довгастий мозок.

Органи чуттів, або сенсорні канали птахів розвинуті відповідно рівню організації. Так органи зору набувають найбільшої досконалості. Разом з органами слуху вони є основними в сприйманні та обробці інформації. Хоча за будовою органи зору схожі на очі рептилій, але їх чутливість, гострота та акомодація значно переважають. Загальне поле зору птахів досягає 300^О, а, наприклад, в людини всього 50^О.

Так сокол-сапсан може тримати здобич у полі зору на відстані 800 - 1 000 м. Птахи здатні розрівнювати предмети за формою.

У багатьох птахів очі розміщені по боках голови і кожне око бачить оремо. Такий зір називають монокулярним, тобто бачення одним оком. Хоча це і дає певні переваги, розширюючи поле зору, однак не дає можливості визначати відстань до предметів. У деяких птахів, наприклад у сов, очі спрямовані вперед, що зумовлює бінокулярний зір. Таке розташування очей дає змогу визначати місце жертви у просторі і точно атакувати її. У денних хижих птахів присутні обидва типи зору. Хоча очі в них розташовані по боках голови, але кришталик повернений вперед.

Органи слуху складаються з трьох відділів: внутрішнього, середнього та зовнішнього вуха. Внутрішнє та середнє схожі за будовою до рептилій, а зовнішнє утворене або шкірною складкою, або пір‘ям. В середньому вусі присутня лише одна слухова кісточка. Порожнина цього відділу з‘єднана з ротовою порожниною євстахієвими трубами для врівноваження тиску. Слух у птахів значно кращій, ніж у рептилій і не поступається ссавцям.

Органи нюху розвинені слабо. Лише у співочих птахів і деяких інших (американські грифи, кулики, качки) нюх розвинений добре. Птахи розрізнюють всі основні смаки. У них добре розвинені органи дотику, які розміщені на вільних від пір‘я ділянках тіла, на язиці, дзьобі.

Загалом поведінка птахів набуває значно більшої складності. Як приклад можна привести застосування птахами різних пристосувань для добування корму (рис.258).

Рис.258. Використання птахами різних «інструментів» для добування корму.

Великої складності набувають інстин- кти гніздобудування, вигодовування пташенят та їх виховання. Не менш складна поведінка птахів при здійснення кочівок, тривалих перельотів тощо.

Цікавим є питання тривалості життя птахів. Звичайно тут ми маємо дві цифри – це тривалість життя в неволі і в природі. Так в неволі круки доживали до 69 років, дрібні горобині до 20 – 24 років, сови – 68, папуги – 49 – 64, денні хижаки кондор – 65, орел-беркут – 46. В природі птахи живуть менше. Шляхом кільцювання отримані дані, що озерна чайка, наприклад прожила 16 років, качки-крижні – 20, лелеки – 11, шуліка – 15, сіра ворона – 14,5, шпак – 12, хатній горобець – 11,5, ластівка – 9 років.