Лекция 16. Класс птицы (aves) План:
Происхождение и эволюция птиц.
Система класса Птицы.
Особенности организации птиц.
Развитие. Поведение и образ жизни.
Распространение птиц, их роль в биоценозах и хозяйственное значение. Охрана птиц.
Общая характеристика класса
Птицы — это покрытые перьями теплокровные амниоты, передние конечности которых превратились в крылья. По морфологическим признакам близки к своим непосредственным предкам — пресмыкающимся, основными чертами сходства являются: почти полное отсутствие кожных желез; наличие роговых чешуй на пальцах задних конечностей и роговом покрове клюва. Череп диапсидного типа с редуцированной верхней дугой; наличие одного затылочного мыщелка и сходного с рептилиями набора костей. В конечностях образуются межпредплюсневое (интертарзальное) и межзапястное (интеркарпальное) сочленения. Ребра имеют крючковидные отростки. Артериальная кровь из сердца поступает по правой дуге аорты, а схема периферического кровообращения близка к таковой рептилий. Имеют сходства с пресмыкающимися в строении мочеполовой системы и характере эмбрионального развития.
Незначительные морфологические преобразования практически всех систем органов обеспечили интенсификацию физиологических процессов и существенно повысили общий уровень жизнеспособности птиц, создали возможность перемещаться в пространстве с помощью крыльев (полет) при сохранении способности передвигаться по субстрату (по суше, в кронах деревьев, у части видов в толще воды и по ее поверхности). Значительно усложнилось поведение, стали разнообразнее основанные на его особенностях внутривидовые отношения и связи с окружающей средой.
Специфические черты организации птиц, отличающие их от рептилий, многообразны. Для птиц характерна постоянная температура тела; более высокий уровень развития центральной нервной системы и органов чувств (зрения, слуха, равновесия); сложный комплекс приспособлений к полету.
Важнейшими приспособлениями к полету являются: обтекаемость формы тела, которая обеспечивается перьевым покровом; перьевой покров образует также несущие плоскости в полете (крылья, хвост) и выполняет теплоизоляционную функцию. Превращение передних конечностей в крылья сопровождалось перестройкой скелета и мускулатуры, образованием киля на грудине; одновременно происходило преобразование скелета задних конечностей и тазового пояса для обеспечения возможности бипедального (двуногого) передвижения на суше и в воде. Позвонки гетероцельного типа позволили резко увеличить подвижность шеи и головы. Интенсификация зрения и слуха, прогрессивное развитие головного мозга расширили возможности ориентации в пространстве, улучшили координацию сложных движений, обеспечили усложнение поведения, в том числе и возрастание роли индивидуального опыта, приводящего к выработке сложных условных рефлексов. Формирование способного к сложным дифференцированным движениям клюва, несмотря на редукцию зубов, способствовало разнообразной пищевой специализации и значительно расширило спектр используемых кормов. Перестройки в пищеварительной трубке (обособление мускульного желудка, удлинение кишечника) обеспечили лучшее усвоение пищи. Образование связанной с легкими системы воздушных мешков позволило интенсифицировать дыхание. Полное разделение кругов кровообращения способствовало лучшему снабжению тканей кислородом и питательными веществами и выведению углекислоты и продуктов метаболизма.
Интенсификация дыхания, кровообращения и пищеварения обеспечила возрастание уровня обмена веществ, что вместе с появлением теплоизолирующего покрова привело к становлению гомойотермии: повысилась устойчивость птиц к изменяющемуся температурному режиму внешней среды и расширились их возможности к расселению. Насиживание кладки, обогрев и выкармливание птенцов сократило продолжительность ранних этапов онтогенеза и снизили эмбриональную и постэмбриональную смертность.
Гомойотермия в сочетании с высокой подвижностью, сложным и разнообразным поведением позволила птицам широко расселиться по земному шару и заселить практически все наземные биотопы, в том числе водные и околоводные. Однако глубокая специализация птиц к полету привела к ограничению их адаптивной радиации. Среди них нет видов с чисто водным и подземным образом жизни. В связи с полетом ограничены максимальные размеры.
Отсутствие такой узкой специализации позволило млекопитающим освоить все типы местообитаний, занимаемых птицами, и помимо этого заселить почву (роющие виды) и воду; чисто водные формы (китообразные, сирены) полностью утрачивают связи с сушей.