20.Основні принципи і методична основа побудови змісту розділу „Ботаніка” (6кл). Основні поняття розділу та шляхи їх формування

На нинішньому ета­пі розвитку вітчизняної освіти визнано за доцільне вивчення курсу біо­логії в загальноосвітній середній школі за єдиною уніфікованою про­грамою, а саме програмою з біології для загальноосвітніх навчальних  закладів (6—11 класи) (автори П. Г. Балан, А. С. Вихренко, О. В. Данилова, В. В. Курсон, М. Ю. Макарчук, Н. Ю. Матяш, С. С. Морозюк).  Вона складається з пояснювальної записки, в якій наведено критерії оцінювання навчальних досягнень учнів, та основного змісту. В про­грамі зазначено, що шкільний предмет «Біологія» є цілісним курсом, і його зміст розподіляється за роками навчання таким чином:

• 6 клас: розділи 1—4 «Царство рослини», «Царство Гриби», «Царст­  во Дроб'янки», «Організм і довкілля»;

• 7 клас: розділ 5 «Царство Тварини»;

• 8—9 класи: розділ 6 «Біологія людини»;

• 10—11 класи: розділи 7—9 «Універсальні властивості організмів»,  «Надорганізмові рівні організації живої природи», «Історичний  розвиток органічного світу».

На вивчення цих розділів відводиться: .   6—8 класи — по 68 год (2 год на тиждень);

 9 клас — 51 год (І півріччя — 1 год на тиждень, II півріччя — 2 год на тиждень);

   10 клас — 34 год (1 год на тиждень); .   11 клас — 68 год (3 год на тиждень).

Щодо кожної теми програми визначено обов'язкові результати навчання: вимоги до знань і вмінь учнів, що можуть виражатися в різ­них видах навчальної діяльності (інтелектуальних, практичних тощо). Після вивчення теми учень має знати, а отже, називати, наводити приклади, характеризувати, обґрунтовувати, пояснювати, визначати, розпізнавати, порівнювати, застосовувати знання, робити висновки, дотримуватися правил техніки безпеки, правил поведінки в природі тощо. Порівнюючи результати навчальної діяльності учнів із запропо­нованими в програмі основними вимогами до знань і вмінь, учитель має змогу оцінити їхні навчальні досягнення.

Навчальний матеріал у програмі генералізується навколо основних біологічних ідей: різнорівнева організація живого, цілісність і саморе­гуляція живих систем, еволюція, взаємозв'язок будови й функції, вза­ємозв'язок організму й довкілля. Це сприяє об'єднанню окремих знань у систему, забезпечує їх інтеграцію й тим самим полегшує розуміння учнями навчального матеріалу, знімає необхідність запам'ятовування великого обсягу знань, розвиває теоретичне мислення.

Загалом під час конструювання навчальної програми частково вра­ховано положення концепції поліцентризму, котра передбачає розгляд усіх біологічних систем як рівнозначних, а також теорії біологічної ор­ганізації, що визнає наявність структурних рівнів живої природи й ба­зується на визнанні первинності, універсальності всіх рівнів організа­ції біосистем — молекулярно-клітинного, організмового, популяцій­но-видового, екосистемного, біосферного як таких, що формувались одночасно й самостійно.

У програмі реалізовано ідею про те, що структура шкільного курсу біології має бути адекватна ієрархічній системі природи, кожному чле­ну якої властиві функції, що забезпечують зв'язок із розташованою вище системою, інтеграцію в ній (організм — елемент популяції, по­пуляція — елемент екосистеми, екосистема — складова загальної еко­системи — біосфери). Вивчення живих систем відповідно до ієрар­хічного принципу дає змогу логічно обгрунтувати зв'язки між система­ми різних рівнів і, таким чином, сприяє формуванню в учнів цілісної біологічної картини світу. Це допомагає простежити появу в кожній системі нових властивостей, які не є сумою властивостей її складових, і показати, як проявляються закономірності життя на кожному рівні ієрархії та в природі в цілому. Тож у процесі навчання безперервно збільшується інформація про кількість зв'язків і відношень між еле­ментами системи. Так, інформація про організм на надорганізмових рівнях розширюється інформацією про нього як елемент екосистеми з притаманними йому властивостями.

За програмою, вивчення біології в б класі розпочинається з царства рослин. Різноманітність представників царства вивчається в порядку ускладнення їхньої будови, починаючи із загальної характеристики таксонів. Особливості будови, процеси життєдіяльності вивчаються для розуміння учнями пристосувань організмів до довкілля, їхньої ролі в природі й житті людини. Процеси життєдіяльності рослин вивчають­ся у зв'язку з їхньою внутрішньою будовою в темі «Основні функ­ції рослинного організму», що сприяє кращому розумінню учнями взаємозв 'язків будови й функцій, організму як цілісної системи. Різно­манітність рослин у темі «Відділ Покритонасінні» можна вивчати на прикладі двох родин класу однодольних і двох родин із класу дводоль­них за вибором учителя з урахуванням місцевих умов. Розділ «Царство Дроб'янки» можна вивчати після розділу «Царство Гриби»; достатньо ознайомити учнів із представниками царства, їхнім значенням у приро­ді й житті людини. Вивчення біології в 6 класі завершується розділом «Організм і довкілля», в якому передбачено ознайомлення учнів із надорганізмовим рівнем організації живого.

21.Клас Птахи. Загальна характеристика класу. Походження птахів. Морфофункціональна характеристика окремих систем та органів птахів, в зв’язку з повітряним способом життя. Систематика птахів. Основні ряди птахів, їх характеристика, представники. Екологія птахів.

З а г а л ь н а х а р а к т е р и с т и к а Птахи - це різко відокремлена, високоспеціалізована група вищих хребетних тварин. За анатомічною будовою та характером ембріонального розвитку вони подібні до плазунів (являють собою прогресивну гілку останніх). Однак у їх організації виділяють ряд специфічних особливостей, які пов'язані з пристосуванням до польоту та наявністю постійної температури тіла (гомойотермність). На подібність до плазунів вказують такі ознаки: мала кількість шкірних залоз; наявність одного потиличного відростка в черепі; діапсидний монозигальний череп з редукованою верхньою скроневою дугою; протікання артеріальної крові в правій дузі аорти; тотожний розвиток зародка; зчленування кінцівок інтертарзального й інтеркарпального типу; наявність рогових лусок на пальцях, цівці та роговому покриві дзьоба; наявність гачкоподібних відростків на ребрах; метанефричні нирки; наявність клоаки. Специфічні ознаки організації птахів пов`язані з їх пристосуванням до польоту. До них належать: - обтічна форма тіла; - перетворення передніх кінцівок у крила; - наявність кіля і складного крижа; - перетворення лускового покриву в складно диференційований пір'яний покрив; - наявність потужних грудних і підключичних м'язів; - наявність полегшених пневматичних кісток; - наявність пов'язаних з легенями повітряних міхурів, які пронизують усе тіло; - редукція зубної системи й заміна масивних щелеп легким роговим дзьобом; - наявність м`язового шлунку; - відсутність задньої кишки та сечового міхура. Завдяки багатьом незначним перетворенням, які торкнулися всіх систем органів, забезпечивши значну інтенсивність фізиологічних процесів, рівень життєдіяльності птахів істотно підвищився. Птахи мають чотирикамерне серце, повне розділення артеріальної і венозної крові, що є наслідком посилення обмінних терморегуляційних процесів. Кора великих півкуль головного мозку значно розвинена. Головних нервів – 12 пар. Акомодація ока подвійна. Хребет складається з гетероцельних хребців. Можна спостерігати складні біологічні явища - гніздування, насидження яєць, вигодовування пташенят тощо

Науку, що вивчає птахів, називають орнітологією.

Птахи - високоорганізовані хребетні тварини, тіло яких вкрите пір'ям, а передні кінцівки перетворені в крила. Здатність пересуватися в повітрі, теплокровність і інші особливості будови і життєдіяльності дали їм можливість широко розселитися на Землі. Особливо різноманітні види птахів у тропічних лісах. Всього налічується близько 9000 видів.  Це високоспеціалізований і широко поширений клас вищих хребетних, що представляє собою прогресивну гілку плазунів, що пристосувалися до польоту.  Про подібність птахів із плазунами свідчать загальні ознаки:  1) тонка, бідна залозами шкіра;  2) сильний розвиток на тілі рогових утворень;  3) наявність клоаки та інші.  До числа прогресивних рис, що відрізняють їх від плазунів, відносяться:  а) більш високий рівень розвитку центральної нервової системи, який зумовлює пристосувальне поведінку птахів;  б) висока (41-42 градуси) і постійна температура тіла, підтримувана складною системою терморегуляції;  в) вчинені органи розмноження (гнездостроеніе, насиживание яєць і вигодовування пташенят).  Особливості будови  Еволюція птахів йшла за єдиним шляху, пов'язаному з освоєнням повітряного середовища. Політ як основний спосіб їхнього пересування наклав відбиток на їх зовнішнє і внутрішнє будова (хоча зберегли також здатність пересуватися по деревах, по землі).  1) Тіло їх розчленоване на голову, шию, тулуб і хвіст. На невеликій голові розташовані різні органи чуття. Щелепи позбавлені зубів і одягнені роговими чохлика, утворюють дзьоб. Форма дзьоба різна, що пов'язано зхарактером споживаної їжі. Шия у різних птахів різної довжини і відрізняється великою рухливістю. Тулуб має округлу форму. Передні кінцівки перетворені в крила. Задні - ноги - різної будови. Це пов'язано з різноманітністю місць проживання. На ногах чотири пальці, що закінчуються кігтями. Нижня частина ніг покрита роговими щитками. Скорочений хвіст забезпечений віялом рульового пір'я. У різних птахів він має різну будову.  2) Шкіра суха, позбавлена ​​залоз (за винятком куприкової), яка служить для змащування пір'яного покриву і надання йому водонепроникності. Тіло вкрите пір'ям. Основу складають контурні (складаються з стрижня, очинь, опахала) - вони надають тілу птаха обтічну форму. На крилах вони називаються маховими, а утворюють площину хвоста - керманичами. Під контурними розташовуються з тонким стрижнем - пухові пера. Вони позбавлені борідок 2-го порядку і відповідно не утворюють суцільного опахала. Є також власне пух, який має вкорочений стрижень з пучком відходять від них борідок 1-го порядку. Пір'яний покрив сприяє збереженню постійної температури тіла птахів.  3) Скелет птахів у зв'язку з пристосуванням до польоту легкий і міцний. Легкість обумовлена ​​пневматичность, а міцність - зрощенням окремих кісток ще в ранньому віці (череп, тулубна відділ хребта, цівка, кістки кисті та інших) Трубчасті кістки порожнисті, містять повітря, тому вони легкі. У скелеті виділяють шість відділів: череп, хребет, пояс передніх кінцівок, скелет передньої кінцівки, пояс задніх кінцівок, скелет задньої кінцівки. Череп характеризується великими розмірами мозкової коробки і очниць, беззубими щелепами. Тонкі кістки черепа зростаються, не утворюючи швів. Для зчленування черепа з хребтом служить один мищелок. Хребет складається з шийного, грудного, поперекового, крижового і хвостового відділу. Тільки шийний відділ рухливий, всі інші малорухливі або зрослися між собою (кінцеві хвостові відділи зростаються в копчиковую кістка). Є грудна клітка, утворена грудними хребцями, що відходять ребрами і грудиною. У літаючих птахів і пінгвінів грудина несе високий гребінь - кіль, до якого прикріплюється сильні м'язи, що забезпечують рух крил (або ластів). Плечовий пояс складається з лопатки, поракоіда і ключиці - він створює опору для крил. Тазовий пояс складається з трьох парних кісток: клубової, сідничної і лобкової. Внизу кістки тазу не з'єднані, що пов'язано з відкладанням великих яєць.  Скелет птаха  4) Мускулатура має важливе значення в пересування, як у повітрі, так і на суші і воді. Великого розвитку досягають м'язи грудей, що піднімають і опускають крило. У птахів, які втратили здатність до польоту, добре розвинені м'язи задніх кінцівок (страуси, кури, гуси).  5) Будова органів травлення характеризується подальшим ускладненням і тісно пов'язане з польотом птахів. У них немає зубів, їх частково замінюють гострі краї дзьоба. Ротова порожнина невелика і веде в глотку, яка переходить у стравохід. У деяких він утворює розширення - воло (у зерноядних). Тут їжа зберігається і розм'якшується. Шлунок складається з двох відділів: переднього - залозистого і заднього - м'язистого. У першому відбувається хімічна обробка їжі, а в м'язистому - механічна. Кишечник короткий, на кордоні тонкого та товстого відділів є сліпі вирости. Коротка товста кишка не накопичує калові маси, і випорожнення виводяться з кишечника дуже часто, що полегшує масу птиці. Пряма кишка відсутня - пристосування до полегшення тіла. Процес перетравлення їжі у птахів дуже активний: у комахоїдних він не перевищує 1 години, а у зерноядних - 4 години. З інтенсивним обміном речовин пов'язано споживання значної кількості корму, особливо зростаюче у дрібних птахів, яким властиві великі втрати тепла.  Внутрішні органи птахів:  1-стравохід; 2-залозистий шлунок; 3-селезінка; 4-мускульний шлунок;  5 - підшлункова залоза; 6-дванадцятипала кишка; 7-тонка кишка;  8-пряма кишка; 9 - сліпі кишки; 10-клоака; 11 - зоб; 12-печінка; 13-трахея;  14-нижня гортань; 15-легкі і повітряні мішки; 16 - сім'яники;  17-семяпроводи; 18-нирки; 19-сечоводи  6) Дихальна система має ряд особливостей, пов'язаних з пристосуванням до польоту. Починається ніздрями, розташованими біля основи наддзьоб'я. З рота горлова щілина веде в гортань, а з неї в трахею. У нижній частині трахеї і початкових ділянок бронхів знаходиться голосовий апарат - нижня гортань. Джерелом звуків служать вібруючі при проходженні повітря перетинки між останніми хрящовими кільцями трахеї та бронхів півкільцями. Бронхи проникають у легені, розгалужуються в них на дрібні трубочки - бронхіоли - і дуже тонкі повітряні капіляри, які утворюють у легенях повітроносну мережу. З нею тісно переплітаються кровоносні судини, газообмін відбувається через стінки капілярів. Частина бронхіальних відгалужень не поділяється на бронхіоли, виходить за межі легень, утворюючи тонкостінні повітряні мішки, розташовані між внутрішніми органами, м'язами і навіть усередині порожніх кісток. Обсяг повітряних мішків майже в 10 разів перевищує об'єм легенів. Парні легкі невеликі і мало розтяжним, вони приростають до ребер з боків хребта. У спокійному стані і під час руху по землі акт дихання здійснюється за рахунок руху грудної клітки. Грудна кістка при вдиху опускається, віддаляючись від хребта, а при видиху піднімається, наближаючись до нього. Під час польоту грудна кістка нерухома. При піднятті крил відбувається видих, багате киснем повітря потрапляє з повітряних мішків у легені, де здійснюється газообмін. Таким чином, насичений киснем повітря проходить через легені два рази: і при видиху, і при вдиху (так зване подвійне дихання). Повітряні мішки запобігають перегріву організму, так як надлишок тепла видаляється з повітрям.  7) Кровоносна система птахів представлена ​​чотирьох камерним серцем (два передсердя, два шлуночка) і відходять кровоносними судинами. У правій частині серця концентрується венозна кров, а в лівій - артеріальна. Органи і тканини отримують чисту артеріальну кров, що сприяє посиленому обміну речовин і забезпечує постійну високу температуру тіла (38-42 градуси). З лівого шлуночка артеріальна кров надходить у праву дугу аорти (тільки у птахів). Від неї відходять артерії, що живлять киснем всі частини тіла. Венозна кров по переднім і заднім порожнистим венах повертається у праве передсердя. Цей рух крові становить велике коло кровообігу. За малому колі кровообігу венозна кров з легеневої артерії надходить з правого шлуночка до легенів. Окислена кров з легких направляється по легеневих венах у ліве передсердя, в якому мале коло закінчується. Циркулює кров з великою швидкістю, що пов'язано з енергійною роботою серця, високим кров'яним тиском. Пульс у горобиних у спокої становить 400-600 ударів, при польоті - 1000.  Їх маса становить 1-2% від маси тіла. По двох сечоводах сечова кислота стікає в клоаку і виділяється разом з екскрементами назовні. Сечового міхура немає, що полегшує вагу птиці.  9) Птахи - теплокровні тварини, у них постійна температура тіла (у середньому 42 ^о С). Теплокровність обумовлена ​​підвищенням рівня обміну речовин шляхом інтенсифікації травлення, дихання, кровообігу, виділення і наявністю теплоізолюючих покривів. Сталість температури навколишнього середовища - важливий прогресивна ознака птахів в порівнянні з попередніми класами тварин.  10) Нервова система птахів в порівнянні з нервовою системою плазунів значно ускладнилася. Високий розвиток центральної нервової системи обумовлено більш складну поведінку птахів. Воно проявляється в різних формах турботи про потомство (гнездостроеніе, відкладання і висиджування яєць, обігрівання пташенят, їх годування), у сезонних переміщеннях, у розвитку звукової сигналізації. Представлена ​​головним, спинним мозком і відходять нервами. Головний мозок укладений в об'ємну мозкову коробку. Великі півкулі переднього мозку великих розмірів і утворені смугастими тілами. Середній мозок має розвинені зорові частки.Мозочок забезпечує збереження рівноваги і точну координацію птахи під час польоту. Нюхові частки розвинені слабко. Черепно-мозкових нервів 12 пар.  Складні форми турботи про потомство у птахів - це прогресивні особливості, що склалися в процесі їх історичного розвитку.  11) Найважливіші органи чуття - органи зору і слуху. Очі в них великі, забезпечені верхнім і нижнім століттями і третім століттям, або мигательной перетинкою. Всі птахи мають кольоровий зір. Гострота зору в кілька разів вище, ніж у людини. Орган слуху, як і у плазунів, представлений внутрішнім і середнім вухом. У внутрішньому вусі краще розвинена равлик, у ній збільшено число чутливих клітин. Порожнину середнього вуха велика - єдина слухова кісточка - стремінце - більш складної форми. Барабанна перетинка знаходиться глибше, ніж поверхня шкіри, до неї веде канал - зовнішній слуховий прохід. Слух дуже гострий. У порівнянні з плазунами у птахів збільшена поверхня носової порожнини та нюхового епітелію. У деяких птахів (качки, кулики, що харчуються падаллю хижаки) нюх добре розвинене і використовується при пошуку корму. В інших птахів розвинене слабко. Органи смаку представлені смаковими бруньками в слизовій оболонці ротової порожнини, мовою і у його заснування. Багато птахів розрізняють солоне, солодке і гірке.  12) Птахи роздільностатеві, запліднення у них внутрішні. У самки функціонує тільки лівий яєчник і лівий яйцепровід, правий яєчник і правий яйцепровід скорочені. Це пов'язано з великими розмірами яєць: за наявності двох яєчників їх велика маса і жорстка шкаралупа ускладнили б політ і просування яєць по яйцепроводу. У самців сім'яники парні, їх протоки відкриваються в клоаку. Яйцеклітини птахів мають великі розміри через вміст в них великої кількості поживних речовин. Власне яйце (або яйцеклітину) птахів називають жовтком. На його поверхні знаходиться зародковий диск, з якого розвивається зародок. Основна маса жовтка служить запасом поживних речовин і води. Проходячи по яйцепроводу, яйце оточується спочатку шаром білка, що оберігає його від механічних пошкоджень і служить джерелом води для розвитку зародка, потім одягається подскорлуповой оболонкою і, нарешті, міцної вапняною шкаралупою. Шкаралупа пронизана дрібними порами, що забезпечують газообмін зародка з зовнішнім середовищем. Надскорлуповая оболонка охороняє яйце від проникнення бактерій. Коли яйцеклітина надходить в яйцепровід, розвиток зародка в ньому тільки починається. Для продовження розвитку поза організмом необхідно, щоб яйце обігрівати. У птахів виробився інстинкт насиджування, під час якого в яйці здійснюється ембріональний розвиток. На самих ранніх стадіях розвитку зародка птахів має велику схожість із зародками своїх предків - закладається хорда, зяброві щілини і зяброві артерії, з'являється довгий хвіст - свідчення того, що далекі предки птахів були водними тваринами. Палеонтологічні знахідки свідчать, що безпосередніми предками птахів булиплазуни.  13) За ступенем фізіологічної зрілості пташенят у момент вилуплення всіх птахів ділять на дві групи - виводкових і птенцових. У виводкових, пташенята відразу після вилуплення вкриті пухом, зрячі, можуть пересуватися і знаходити корм. Дорослі птахи захищають свій виводок, періодично гріють пташенят (особливо в вперше дні життя), допомагають у пошуках корму. Сюди відносяться всі курообразні (тетерева, рябчики, куріпки, фазани та інші), гусіобразни (гуси, качки, лебеді, гаги), журавлі, дрохви, страуси. У птенцових птахів пташенята спочатку сліпі, глухі, голі або слабо опушені, не можуть пересуватися, в гнізді залишаються довго (у горобиних - 10-12 днів, у деяких-до двох місяців). У цей час батьки їх обігрівають і вигодовують. Сюди відноситься голуби, папуги, горобині, Дятлоподібні і багато інших. Пташенята залишають гніздо оперенням, майже досягши розмірів дорослих птахів, але з непевним польотом - одна-два тижні після вильоту батьки продовжують годувати і навчати пошуку корму. Завдяки різноманітним формам турботи про потомство плодючість птахів набагато нижче, ніж у плазунів, риб, земноводних. 

Систематика

С и с т е м а т и к а к л а с у Птахи – найбільш численний серед наземних тварин клас, який нараховує більше 8600 видів. Нижче наведено найбільш розповсюджену систематику класу:

Клас ПТАХИ – AVES

+Підклас ЯЩЕРОХВОСТІ – SAURURAE

+Ряд АРХІОПТЕРИКСОПОДІБНІ – ARCHAEOPTERYGIFORMES

Підклас ВІЯЛОХВОСТІ, або СПРАВЖНІ ПТАХИ – ORNITURAE, S. NEORNITES

+Надряд ЗУБАТІ ПТАХИ – ODONTOGNATHE

+Ряд ГЕСПЕРОРНІСИ – HESPERORNITHIFORMES

+Ряд ІХТІОРНІСИ – ICHTHYORNITHIFORMES

Надряд ПЛАВАЮЧІ – NATANTES

Ряд ПІНГВІНОПОДІБНІ – SPHENISCIFORMES

Надряд БІГАЮЧІ, АБО БЕЗКІЛЬОВІ – GRADIENTHES, S. RATITAE

Ряд АФРИКАНСЬКІ СТРАУСИ – STRUTHIONIFORMES

Ряд АВСТРАЛІЙСЬКІ СТРАУСИ – DROMAEIFORMES

Ряд АМЕРИКАНСЬКІ СТРАУСИ – RHEIFORMES

Ряд БЕЗКИЛЬОВІ – APTERYGIFORMES

Надряд ЛІТАЮЧІ, АБО КІЛЬОВІ – VOLANTES, S. CARINATAE

Ряд ТІНАМУ – TINAMIFORMES

Ряд НОРЦІ – COLYMBIFORMES Ряд ГАГАРИ – GAVIIFORMES

Ряд ТРУБКОНОСІ – PROCELLARIIFORMES

Ряд ВЕСЛОНОГІ – STEGANOPODIFORMES Ряд ГОЛІНАСТІ – GRESSORIFORMES

Ряд ФЛАМІНГО – PHOENICOPTERIFORMES

Ряд ГУСИ – ANSERIFORMES

Ряд ХИЖІ ПТАХИ – FALCONIFORMES

Ряд КУРИНІ – GALLIFORMES

Ряд ЖУРАВЛІ – GRUIFORMES

Ряд ПАСТУШКИ – RALLIFORMES

Ряд ДРОФИ – OTIDIFORMES

Ряд КУЛИКИ – CHARADRIIFORMES

Ряд МАРТИНИ – LARIFORMES

Ряд ЧИСТИКИ – ALCIFORMES

Ряд РЯБКИ – PTEROCLETIFORMES

Ряд ГОЛУБИ – COLUMBIFORMES

Ряд ПАПУГИ – PCITTACIFORMES

Ряд ЗОЗУЛІ – CUCULIFORMES

Ряд СОВИ – STRIGIFORMES

Ряд ДОВГОКРИЛІ – MACROCHIRIFORMES

Ряд ДРІМЛЮГИ – CAPRIMULCIFORMES

Ряд ПТАХИ – МИШІ – COLIIFORMES

Ряд ТРОГОНИ – TROGONIFORMES

Ряд СИВОРАКШІ – CORACIIFORMES

Ряд ОДУДИ – UPUPIFORMES

Ряд ДЯТЛИ – PICIFORMES

Ряд ГОРОБИНІ – PASSERIFORMES

Екологія птахів

1. Поширення птахів. Здатність до польоту, а також теплокров­ність і високий рівень обміну речовин дали змогу птахам засели­ти практично всю Землю. Недалеко від Південного полюса можна зустріти великих поморників, а пінгвіни, буревісники навіть гніз­дяться там. Мартини, чистуни, снігові подорожники залітають на Північній полюс. На арктичних островах між 82° і 83° п. ш. гніз­дяться біла сова, тундрова куріпка, сніговий подорожник, крижень, гага та інші птахи. Вертикальне поширення птахів також значне: орли і грифи в Гімалаях, кондори в Андах піднімаються до 7000 м. Інші птахи лише під час перельотів досягають значної висоти. Морські ж птахи, здобуваючи корм, занурюються на гли­бину до 20 м. Проте спеціалізація до польоту обмежила адаптив­ну реакцію птахів. Серед них немає видів із підземним і виключно водним способом життя.

Абіотичні фактори. Птахи як теплокровні тварини, порівняно з холоднокровними, менш залежать від коливань температури. Тому вони ведуть активний спосіб життя і взимку. Проте різні види птахів можуть витримувати температурні коливання до певних меж. Так, звичайна вівсянка може витримувати зниження темпе­ратури до —40 °С, а садова вівсянка — лише до —17 °С. Знижен­ня температури збільшує віддачу тепла в навколишнє середовище. Для підтримування постійної температури тіла необхідна компен­сація витрат енергії за рахунок підсилення живлення та процесів окислення. Взимку значне зниження температури може стати при­чиною загибелі птахів, бо потреба у їжі зростає, а можливості для здобування корму обмежені. Від температури залежить пів­нічна межа поширення комахоїдних птахів, оскільки вона визна­чає наявність або відсутність комах. У міру зниження температу­ри зменшується різноманітність рослин, що також негативно по­значається на житті рослиноїдних птахів. Із замерзанням водойм водоплавні птахи не можуть здобувати корм.

Біотичні фактори. Інтенсивний обмін речовин у птахів пов"яза­ний із споживанням великої кількості їжі та різноманітними тро­фічними зв"язками. Маса їжі, що з"їдають дрібні горобині за добу, становить 50—80 % маси їх тіла. При великій кількості кормів птахи вживають їжі значно більше, нагромаджуючи енергетичні резерви у вигляді жиру. Так, рожевий шпак масою 70—80 г при великій чисельності сарани може з"їсти за добу до 200 г її.

Птахи живляться різноманітною тваринною і рослинною їжею. Живлення тими або іншими об"єктами лежить в основі численних адаптацій (морфологічних, екологічних, етологічних). Із морфо­логічних це насамперед — особливості будови і форми дзьоба, бо саме він у більшості птахів є органом здобування їжі (рис. 167). За способом живлення птахів умовно поділяють на такі групи: хижі, трупоїдні, рибоїдні, комахоїдні, зерноїдні, плодоїдні, всеїдні.

Хижі птахи (денні хижаки, сови) живляться здебільшого іншими пернатими або звірами. Вони мають короткий, дуже зігнутий, із гачком на кінці, дзьоб. Наддзьобок у них ширший від піддзьобка і має різальні краї. Основне його призначення — розривати на частини здобич. Нижні кінцівки у хижих птахів сильні, з добре розвиненими кігтями; ними вони схоплюють жертву. Мають гост­рий зір.

До трупоїдних птахів належать грифи, сипи, стерв"ятники, кон­дори; вони мають великий дзьоб, голу голову і шию. Падлом живляться і деякі орли, ворони, буревісники, але для них це не основна їжа.

Рибоїдні птахи — пінгвіни, крохалі, гагари, пелікани, баклани, чайки, чаплі, рибалочки та інші — мають ряд пристосувань до живлення рибою. Пінгвіни хапають рибу міцним гострим дзьобом; утримують її за допомогою язика і піднебіння, на яких є рогові сосочки, спрямовані назад. Пилкоподібні зазубрини по краях дзьоба у крохаля і гострий гачок на його кінці у баклана допома­гають цим птахам схоплювати і міцно тримати здобич. У пеліка­нів є шкіряний мішок на нижній щелепі, що виконує роль сачка під час ловлі риби.

До комахоїдних належать стрижі, дрімлюги, частково дятли, більшість горобиних, осоїд із ряду Денні хижаки. У птахів, які ловлять комах на льоту (стрижі, дрімлюги, ластівки, мухоловки), дзьоб короткий, але широко розкривається; його краї усаджені довгими щетинками, що полегшують ловлю комах. Комахами в основному живляться різні кулики. Дзьоби у них довгі, тонкі, часто нагадують пінцет, бо корм вони дістають із поверхневих шарів грунту. Птахи, які відшукують комах у тріщинах стовбурів дерев (крутиголовки, пищухи, повзики) або щілинах грунту (одуди), мають довгий, тонкий, шилоподібний дзьоб. У дятлів дзьоб силь­ний, долотоподібний, що є пристосуванням до довбання стовбурів дерев.

Зерноїдні птахи (ряди Курині, Голуби, родина В"юркові із ряду Горобині та ін.) живляться переважно насінням рослин, хоча пташенят багато з них вигодовують комахами. Вузька спе­ціалізація щодо живлення властива шишкарям, які споживають лише насіння хвойних дерев; ним же вигодовують і пташенят. За допомогою хрестоподібного дзьоба вони вилущують насіння із шишок. В інших зерноїдних дзьоб міцний, конусоподібний (родина В"юркові), іноді з випуклим наддзьобом (курині, голуби).

Плодоїдні птахи особливо численні в тропічних лісах (папуги, носороги, тукани), їм властивий великий дзьоб, за допомогою якого вони зривають плоди з тонких гілок.

До всеїдних належать птахи, які живляться різноманітною їжею (воронові).

Проте цей поділ на групи умовний, оскільки характер живлен­ня птахів може змінюватися залежно від сезону, умов навколиш­нього середовища, віку. Так, шпаки навесні і на початку літа живляться комахами, влітку і восени — переважно ягодами. Більшість зерноїдних птахів пта­шенят вигодовують комахами.

Більшість птахів активно роз­шукують їжу, але є й такі, що підстерігають її (мухоловки, яструби, рибалочки, сиворакші).

Сезонна циклічність. Життя птахів змінюється протягом року. Це зумовлено сезонними змінами умов існування і характером спадкових пристосувань виду до навколишнього середовища. У ре­зультаті річний життєвий цикл складається з ряду біологічних фаз або періодів.

1. Підготовка до розмноження зумовлюється природженими інстинктами, що проявляються під дією факторів навколишнього середовища. Ці фактори, за І. П. Павловим, мають «сигнальний» характер. Так, важливими стимуляторами статевого інстинкту є: збільшення інтенсивності освітлення, присутність і поведінка самця та інші фактори. Підготовка до розмноження проявляється у роз­бивці птахів на пари і зайнятті ними гніздових територій.

У більшості видів самець і самка на період розмноження утво­рюють пару — це моногами. В орлів, лебедів, гусей, лелек, деяких чапель пари зберігаються протягом кількох років або усе життя.

2. Розмноження, гніздування і виведення пташенят. У період розмноження у птахів спостерігається токування – своєрідний вияв статевого збудження. Проявляється по різному: в особливих руках, співах і специфічних криках, своєрідному польоті; у бійках між самцями, зрідка – між самками. У полігамних птахів спостерігається групові токовища, на які збираються самці та самки. Токування полегшує зустріч птахів одного виду для розмноження.

Розміщують свої гнізда птахи в різних місцях : на землі (курині, пастушки, журавлі, дрохва, кулики, чайки, гуси, дрімлюга, деякі горобині та ін.); у норах та інших земляних укриттях (берегова ластівка, бджолоїд­ка, рибалочка та ін.); у дуп­лах дерев (дятли, деякі сови, голуби, синиці, шпаки, мухо­ловки і ін.); на деревах і ку­щах (денні хижаки, воронові, дрозди, славки, зяблики, івол­га та багато інших).

Основними методами вивчення міграції птахів є їх мічення. Найдавнішим способом мічення є кільцювання птахів. Щороку у всьому світі кільцюють близько 5 млн. птахів, у тому числі в СРСР — до 300 тис. Існує Міжнародний комітет по кільцюванню птахів, у нашій країні — Центр кільцювання Академії наук СРСР. В останні роки все більшого розповсюдження набуває комбінова­не мічення птахів: крім звичайних алюмінієвих кілець використо­вують пластикові кільця і спіралі, криломітки, дзьобомітки, мітки-прапорці, мітки-галстуки, еластичні ошийники та ін. Пір"я птахів фарбують у яскраві кольори, що дозволяє стежити за їхнім переміщенням візуально. Мічення дає змогу встановити місця гніздування і зимівлі птахів, їхні міграційні шляхи, трива­лість життя і смертність та ін. За допомогою радіолокаторів ви­значають висоту і швидкість перельоту.

Роль та значення птахів

Завдяки відносно великій чисельності, значній рухливості і ви­сокому рівню метаболізму птахи відіграють помітну роль у біогеоценозах. Комахоїдні птахи концентруються у вогнищах масового розмноження комах і сприяють значному зниженню їх чисельно­сті. Вони можуть знизити кількість комах-шкідників на 40—75 %, особливо у період вигодовування пташенят, які живляться пере­важно комахами. Так, велика синиця за день знищує 500—600 гу­сениць. Шпак за гніздовий період виловлює до 8 тис. травневих хрущів та їхніх личинок. Найменший представник лісових пта­хів— корольок — за рік знищує 8—10 млн. комах.

Птахи, живлячись комахами, займають різні екологічні ніші. У траві і на землі комах збирають одуди, шпаки, граки, дрозди, зяблики, вівсянки. У кущах за комахами полюють славки, кропив­ники, малинівки. У кронах дерев живляться синиці, зозулі, івол­ги, корольки, вівчарики. Стовбури оглядають дятли, повзики, пищухи. Ластівки, стрижі, живлячись у повітрі, знищують комах-кровососів (мошок, комарів, мух, ґедзів).

Значна роль птахів у біосфері зумовлює їхнє різнобічне як позитивне, так і негативне значення для людини. Знищуючи вели­чезну кількість комах-шкідників, мишовидних гризунів, птахи збе­рігають урожай сільськогосподарських рослин, захищають зелені насадження. Близько 180 видів птахів — об"єкти спортивного і промислового полювання. У північних районах основними промис­ловими птахами є біла і частково тундрова куріпки, у лісовій зоні — курині (рябчики, тетерева), качки (крижень, чирок, шило­хвіст та ін.), кулики (вальдшнеп, дупель, бекас та ін.); у півден­ній — фазан. Крім м"яса від птахів людина одержує пух і перо. Особливо ціниться пух гаги звичайної, яким цей птах вимощує власні гнізда. З одного такого гнізда одержують 20—30 г пуху. Він легкий, еластичний, з високими теплоізоляційними властиво­стями. З пуху виготовляють спальні мішки, ковдри, спецпалатки, утеплюють одяг полярників, людей інших професій, які довго перебувають на холоді.

22.Цитологічні основи статевого розмноження.Мейоз як цитологічна основа утворення і розвитку статевих клітин. Мейоз  — особливий вид поділу еукаріотичних клітин, характерний тільки статевим клітинам (не соматичним), унаслідок якого хромосомний набір зменшується вдвічі, клітини переходять з диплоїдного стану в гаплоїдний. Мейоз характерезується двома послідовними поділами вихідної клітини. Під час першого поділу відбувається редукція числа хромосом, тому його називають редукційний, а під час другого відбуваєть екваційний поділ. Розрізняють І (редукційний) і  ІІ (екваційний) мейотичний поділ. Як І, так і ІІ мейотичні поділи характерезуються чотирьма морфологічними стадіями: профаза, метафаза, анафаза, телофаза. Проте найдовший з них і найскладніша – це стадія профази І мейотичного поділу. Перша, найдовша і найскладніша стадія, як було сказано, у мейозі – це стадія профази  редукційного поділу. Вона поділяється на підстадії лептонема, зигонема, пахінема, диплонема, діакінез. Лептонема розпочинається появою в клітині хромосомного матеріалу. У вигляді тонких ниток, які спіралізуючись, починають скорочуватись. Зигонема розпочинається синапсисом пар гомологічних хромосом. Кожна точка однієї хромосоми зближується в притул з морфологічно однаковою точкою відповідної їй гомогічної хромосоми. Внаслідок парної кон’югації хромосом – гомологів утворюються хромосомні асоціації – біваленти.

Мейоз - складний тип поділу клітин, що забезпечує перекомбінацію генетичного матеріалу та зменшення (редукцію) числа хромосом удвічі, властивий усім рослинним і тваринним організмам із статевим розмноженням. Мейоз відбувається лише в певні періоди життя рослин і тварин. У тварин він проходить при утворенні статевих клітин (гамет), а у квіткових рослин при утворенні пилкових зерен і зародкових мішків. У результаті мейозу гамети набувають гаплоїдного набору хромосом і містять перекомбіновану генетичну інформацію. При статевому розмноженні в процесі запліднення гамети зливаються і утворюють зиготу з диплоїдним набором хромосом. Отже, статеве розмноження веде до подвоєння числа хромосом у клітинах, а мейоз зменшує їх удвічі. Завдяки цьому зберігається постійне число хромосом у поколіннях для кожного виду. При мейозі відбуваються два поділи ядра, які проходять швидко, один за одним. Перший поділ редукційний, в результаті його утворюються клітини, що містять у два рази менше хромосом, ніж було у вихідній материнській клітині. Другий поділ – екваційний - відбувається по типу мітозу. В кожному поділі розрізняють профазу, метафазу, анафазу і телофазу (рис. 1). Профаза І тривала і складна; вона складається з ряду послідовних стадій. На початку цієї фази, на стадії лептонеми, хромосоми з'являються в подвійній кількості (диплоїдному наборі) у вигляді довгих, тонких ниток. Далі, на стадії зигонеми гомологічні хромосоми, з яких одна одержана від батька, а друга - від матері, наближаються, кон'югують, утворюють одну подвійну нитку - бівалент. Наступна стадія, пахінема - стадія товстих ниток. Одержала цю назву через те, що після попарної кон’югації хромосом вони стали товстішими, правда число цих потовщених хромосом рівне гаплоїдному набору. На цій стадії відбувається надзвичайно важлива подія мейозу - кросинговер - обмін гомологічними ділянками гомологічних хромосом, і в результаті цього процесу здійснюється перекомбінація генетичного матеріалу. На стадії диплонеми хромосоми роз'єднуються і тільки в деяких точках залишаються з'єднаними між собою (точки зв'язку називаються хіазмами). В цей час стає помітним, що кожна з хромосом складається з двох хроматид, а кожний бівалент - з чотирьох ниток. Профаза І закінчується діакінезом; під час цієї стадії біваленти вкорочуються, потовщуються, хіазми залишаються лише на кінцях хромосом. Ядерна оболонка руйнується. В метафазі І біваленти розміщуються в екваторіальній площині веретена і нитки веретена поділу прикріплюються до центромер гомологічних хромосом. В анафазі І відбувається розходження гомологічних хромосом до полюсів. При мітозі до полюсів розходилися сестринські хроматиди. Особливо слід відзначити, що розходяться гомологи цілком випадково, тому це приводить до перекомбінації хромосом із різних гомологічних пар. У телофазі І утворюються дочірні ядра, кожне з яких одержує лише по одній хромосомі від кожного бівалента, тобто лише половину тієї кількості хромосом, що була в клітині під час про- і метафази. Між двома мейотичними поділами настає інтеркінез. Тривалість інтеркінезу може бути різною, найчастіше він триває недовго, і ядра дуже швидко починають ділитися. Другий поділ мейозу відбувається за типом мітозу (рис. 1). Так, з кожної клітини, що вступає до мейозу, після двох послідовних поділів утворюється чотири клітини з половинним числом хромосом. Завдяки кросинговеру на стадії пахінеми та випадковому розходженню їх в анафазі І, утворені клітини не ідентичні одна одній.