Класс Птицы

Птицы - наземные позвоночные группы амниот, имеющие постоянную высокую температуру тела и приспособившиеся к полёту.

Систематика. В настоящее время насчитывается более 10000 видов птиц из 28 отрядов. В фауне СНГ около 800 видов из 18 отрядов.

Надотряд бескилевые – 4 отряда (страусы, эму, казуары, киви, нанду)

Надотряд пингвины – 1 отряд

Надотряд килевые – 23 отряда (гагарообразные, трубконосые, аистообразные, гусеобразные, совообразные, соколообразные, воробьинообразные и др.)

Размеры тела. Самыми мелким птицами по праву считаются колибри: вес тела некоторых из них составляет всего 1,6-1,8 г. Самая крупная из современных птиц – африканский страус. Его высота более 2 м, а вес 50-90 кг. Из летающих птиц самой тяжелой считается дрофа, весящая до 20 кг. Самый большой размах крыльев у альбатроса – 3-4 м.

Внешнее строение. Туловище имеет чаще всего яйцевидную форму. Шея длинная и тонкая, хотя под перьевым покровом этого не заметно. Голова округлая, заканчивается клювом, который имеет различное строение в зависимости от типа питания птиц. У стрижей и козодоев, которые ловят насекомых в воздухе, клюв очень маленький, зато рот очень широкий. У куликов, аистов и цапель клюв длинный и очень мощный. У хищных птиц клюв крючковатый. У уток клюв сильно уплощенный и т.д. У туканов, фламинго и некоторых других птиц клюв достигает большой относительной величины.

Передние конечности превращены в крылья, которые имеют длину до 1,5 м. Задние конечности, служащие для передвижения птицы по земле имеют цевку (плюсну) к которой прикрепляются пальцы. Чаще всего у птиц четыре пальца. У подавляющего большинства три пальца направлены вперёд, один - назад. У сов и попугаев два - вперёд, два - назад, у стрижей- все четыре пальца направлены вперёд. У некоторых птиц число пальцев уменьшается. У пингвинов и буревестников имеется три пальца, а у страусов – только два. Хвостовой отдел укорочен и служит для прикрепления рулевых перьев.

Покровы тела. Тело птиц покрыто тонкой кожей, лишенной желёз. Функционирует только копчиковая железа, выделяющая жирный секрет для смазывания перьев. Перья покрывают не все тело птицы, а лишь определенные участки, которые называют птерилии. Участки кожи, лишенные перьев, называют аптериями. У пингвинов аптерии отсутствуют. На цевке и пальцах большинства птиц покров представлен роговыми чешуйками, реже встречается перьевой покров (совы). Перья состоят из центрального стержня и опахала. Различают контурные перья (маховые 1 и 2 порядка, рулевые, кроющие), пуховые перья (располагаются под контурными), пух (укороченный стержень) и щетинки (около клюва и глаз). Перья имеют различную окраску. Различают истинную (пигментную) окраску и оптическую (металлический блеск). Смена перьевого покрова (линька) происходит в определённое время и иногда сопровождается сменой окраски (белая куропатка, овсянка). Перьевой покров очень плохо проводит тепло, это способствует поддержанию высокой температуры тела. Основная функция пера – создание обтекаемой и обеспечение манёвренного полёта.

Клюв птиц покрыт роговым чехлом. Пальцы на ногах (иногда на крыльях) заканчиваются роговыми когтями, имеющими разные размеры.

Скелет птиц сильно облегчён и пневматичен. Тонкие и губчатые кости черепа срастаются и швов между ними незаметно. Глазницы очень большие. Зубы отсутствуют. Позвоночник разделяется на 4 отдела: шейный, грудной, крестцовый, хвостовой. Шея весьма подвижна, за счет чего голова может поворачиваться на 180-270°. Короткие шейные рёбра образуют канал, в котором проходят сонные артерии. Число шейных позвонков колеблется от 9 до 25 штук. Позвонки грудного, крестцового и части хвостового отделов срастаются, образуя прочную опору. Грудные позвонки несут по паре рёбер, соединяющихся с грудной костью. Грудина имеет киль – вырост, к которому крепятся грудные мышцы. Свободная часть хвостового отдела подвижно соединена с телом. Пояс передних конечностей представлен лопаткой, коракоидом и ключицей. Коракоид срастается с лопаткой и служит опорой крыльям на грудину. Ключица вилковидная и играет роль распорки между передними конечностями. Скелет крыла содержит все отделы, характерные для хордовых, то есть плечо, предплечье и кисть. Кисть у птиц частично редуцирована. Таз срастается с позвонками в крестцовом отделе, создавая мощную опору ногам. Задние конечности состоят из бедра, голени, цевки (плюсны) и пальцев.

Мышечная система у птиц чрезвычайно развита. Крупные грудные мышцы, двигающие крыльями, расположены на грудине и соединяются со скелетом крыла тонкими сухожилиями. Мощно развиты и бедренные мышцы.

Пищеварительная система имеет ряд особенностей. В ротовую полость открываются протоки слюнных желез, секрет которых может служить для одних птиц (дятлов) клеем для сбора насекомых, а для других (стрижей - саланганов) даже строительным материалом гнезда. В нижней части пищевода есть зоб, где пища некоторое время хранится и может подвергаться химическому воздействию. У некоторых птиц, например, у голубей и попугаев, железы зоба выделяют секрет (так называемое птичье молоко). Этим секретом родители выкармливают птенцов. Желудок птиц состоит обычно из двух отделов: переднего (железистого) и заднего (мускульного). В железистом отделе происходит ферментативная обработка пищи, а в мускульном отделе - механическая. При этом в заднем отделе желудка всегда содержаться мелкие камешки, выполняющие функцию жерновов. Кишечник состоит из тонкого и толстого отделов. В начало тонкого отдела впадают протоки печени и поджелудочной железы. Кишечник имеет разную относительную длину. У растительноядных птиц кишечник всегда относительно длиннее, а у плотоядных – короче. На кишечнике некоторых птиц имеются два выроста (слепые кишки). В них происходит дополнительная обработка пищи как кишечными ферментами, так и богатой бактериальной флорой. Прямая кишка очень маленькая, в связи с этим птицы часто испражняются, облегчая, таким образом, тело.

Дыхательная система. Воздух, проходя через ноздри и хоаны, попадает в гортанную щель. Гортань образована перстневидным хрящом и парой черпаловидных хрящей. От гортани отходит длинная трахея. У некоторых птиц (глухарей, лебедей, журавлей, цапель, райских птиц) трахея может делать один или несколько извивов, превышая длину шеи иногда в несколько раз. Увеличение длины трахеи способствуют лучшему резонированию глубоких тонов и разнообразному звучанию голоса птицы. Хрящевые кольца не позволяют дыхательной трубке спадаться. В месте разветвления трахеи на бронхи имеется голосообразовательный аппарат – нижняя (певчая) гортань, в которой имеются специальные голосовые перепонки. Движение нижней гортани обеспечивается особыми голосовыми мышцами. Бронхи, войдя в легкие, многократно разветвляются. Легкие губчатые и относительно небольшие по объему. Главные стволы бронхов пронизывают легкие насквозь. К крупным отверстиям бронхов, подходящих к краю лёгких, прикрепляются воздушные мешки. Эти образования уменьшают удельный вес птицы и являются резервуарами для воздуха при дыхании птиц во время полёта. В связи со способностью к полету, у птиц появился механизм двойного дыхания, позволяющий обеспечить газообмен более интенсивный, чем у нелетающих животных. Во время полета при поднятии крыльев полость тела увеличивается в объеме и воздух, пройдя через легкие, попадает в воздушные мешки. При опускании крыльев и соответственном уменьшении полостей тела воздух из воздушных мешков через легкие выдыхается наружу. Таким образом, газообмен в легких осуществляется как при вдохе, так и при выдохе. Механизм дыхания у птиц вне полета сводится к изменению расстояния между грудной костью и позвоночником посредством межреберных мышц.

Кровеносная система. Птицы имеют постоянную высокую температуру тела, что непосредственно связано с развитием кровеносной системы. Сердце у них четырёхкамерное; артериальная кровь полностью отделена от венозной. Сохраняется только одна дуга аорты, которая поворачивает направо. От дуги отходят две безымянные артерии, они отпускают от себя сонные, подключичные и грудные артерии. Последние снабжают кровью мощные грудные мышцы. В почках хорошо развита воротная система. Эритроциты птиц овальные, содержат ядро.

Температура тела птиц в среднем равна 42°С . У водоплавающих птиц она достигает 37-39°С, а у дроздов - до 45°С. У некоторых птиц, например, у стрижей, температура тела, и следовательно, интенсивность метаболизма может на время снижаться в неблагоприятную погоду.

Нервная система. Головной мозг относительно крупнее, чем у рептилий. Сильно развит передний мозг, мозжечок и зрительные доли среднего мозга. Обонятельные доли развиты слабо. Мозг образует резкие изгибы в горизонтальной плоскости. В крыше головного мозга появляются нервные клетки, однако большая часть ее покрыта первичным сводом (архипаллиумом). Спинной мозг имеет утолщения в плечевом и поясничном отделе позвоночника.

Органы чувств. У птиц особенно хорошо развито зрение. Четкое изображение на сетчатке глаза достигается как изменением кривизны хрусталика, так и изменением расстояния от хрусталика до сетчатки. Эта способность называется двойная аккомодация. Орган слуха представлен средним и внутренним ухом. Во внутреннем ухе имеется только одна слуховая косточка – стремя. С помощью такого органа птица способна воспринимать звуки от 20 до 20000 герц. Последние исследования выявили у птиц способность к эхолокации. Обоняние развито довольно слабо.

Выделительная система представлена парой крупных почек. Почечной лоханки у птиц нет, корковый слой не дифференцирован от сердцевинного. От почек отходят мочеточники, впадающие в клоаку. Мочевой пузырь у птиц отсутствует.

Половая система. Птицы - строго раздельнополые животные.

У самцов в тазовом отделе находится пара семенников. Протоки этих желез открываются в клоаку. Семенники особенно развиты в период размножения. Они увеличиваются в размере до нескольких раз. В остальное время года они мало заметны.

У самок развит только один (левый) яичник и яйцевод, открывающийся в клоаку.

Для птиц характерен половой диморфизм. Самцы отличаются от самок, как правило, более яркой окраской. На голове могут быть разнообразные выросты (гребни, сережки у куриных птиц).

Биология питания. По характеру питания птиц довольно условно разделяют на следующие группы:

Зерноядные – снегири, воробьи, клесты.

Насекомоядные – мухоловки, дятлы, ласточки, стрижи, козодои, пищухи.

Хищные – совы, ястребы, орлы.

Рыбоядные – бакланы, пеликаны, скопа, крачки, чайки.

Падальщики – грифы, сипы.

Разноядные – вороны.

Условность такого деления связана с тем, то птицы зачастую питаются смешанной пищей. Например, воробьи и скворцы птенцов выкармливают только насекомыми и другими беспозвоночными, а в конце лета и осенью переходят только на семена.

Некоторые птицы – сойки, поползни, некоторые совы – делают запасы пищи впрок. Сойки, например, закапывают желуди и орехи в мох и в почву, чем способствуют распространению растений. Некоторые растения – рябина, омела - распространяются в основном с помощью птиц. Сорокопут-жулан ловит насекомых, и излишек их накалывает на шипы растений.

Биология размножения. Спариванию птиц часто предшествует ритуал ухаживания. Самец привлекает самку расцветкой перьев, песней или поведением. Часто самцы дерутся за самок, собираясь в одних и тех же местах из года в год. Такие места называю токовище. Птицы могут быть полигамными и моногамными. К моногамам относят воронов, лебедей и некоторых других птиц, образующих пары на всю жизнь.

После спаривания птицы строят гнездо. Это делает либо только самка (глухари, тетерева), либо вместе с самцом (многие воробьиные). Некоторые птицы (кайры) гнезд не строят, а откладывают яйца на камни. Для строительства гнезд птицы используют различный материал. Постройки иногда достигают значительной сложности.

Время гнездования у большинства птиц нашего региона – весна – начало лета. Но клесты, например, выводят птенцов в феврале.

Количество отложенных яиц варьирует от 1 (пингвины) до 20 (утки). Размеры яиц колеблются от 10 кг (вымершие моа, эпиорнисы) до 0,5 г (колибри). После откладки яиц начинается период насиживания, который длится от 10 дней до 1,5 месяцев. Насиживает либо только самка (тетерев), либо только самец (африканский страус насиживает яйца, отложенные разными самками), либо оба родителя делают это вместе.

У одних птиц из яиц вылупляются голые, слепые и беспомощные птенцы. Таких птиц называют птенцовыми. У других птиц птенцы появляются на свет покрытыми пухом и вполне самостоятельными. Мать с выводком быстро покидают гнездо. Это выводковый тип. К первой группе относятся воробьи, синицы, вороны, дятлы. Ко второй – куриные, утки. Выкармливают птенцов либо один из родителей, либо оба. В гнезде птенцы находятся от 2 недель до 2 месяцев. Некоторые птицы в наших условиях успевают сделать 2-3 выводка (мелкие воробьиные).

Для кукушек характерен гнездовой паразитизм. Самка откладывает на землю яйцо, берет его в клюв и подбрасывает в гнезда мелких певчих птиц в отсутствие родителей. Вылупившийся кукушонок голый и слепой, но, тем не менее, в первую очередь он выбрасывает из гнезда все яйца и даже птенцов. Так что оба родителя выкармливают только одного кукушонка.

Продолжительность жизни птиц колеблется в очень широких пределах от 1-2 лет до 10-30 лет. Вороны, по некоторым данным, доживают до 60-70 лет.

Миграции птиц. Ряд видов птиц, обитающих в северных широтах, совершают периодические сезонные миграции. По дальности такие миграции разделяются на перелеты и кочевки.

Перелеты – миграции на большие расстояния, связанные, как правило, со сменой климато-географического региона. Так, например, большая часть наших перелетных птиц зимуют в северо-западной и восточной Африке, а так же в Индии и юго-восточной Азии. На зиму улетают все строго насекомоядные птицы (мухоловки, козодои, кукушки, стрижи, ласточки). Весной они возвращаются к местам гнездования.

Кочевки – миграции в пределах одной климато-географической зоны. Во время наступления холодов вороны и дрозды, обитающие у нас, откочевывают на 50-200 км к югу. А из северной тайги на зиму к нам прилетают свиристели и снегири.

Ряд видов остаются на зимовку в местах гнездования. Такие птицы называются оседлыми. К ним относятся глухари, тетерева, дятлы, голуби, воробьи и синицы.

Деление птиц по дальности миграций зачастую довольно условно. Например, утки и грачи, традиционно считавшиеся перелетными или кочующими, перешли к оседлому образу жизни и зимуют в городах.

Происхождение птиц. Сходство птиц с рептилиями очевидно, однако вопрос о происхождении их весьма сложен. Палеонтологических находок птиц немного. Остатки, принадлежащие настоящим птицам, впервые появляются в отложениях конца мезозойской эры. В качестве предков птиц рассматриваются древние рептилии эозухии. Археоптерикс, часто называемый первоптицей, скорее всего, является тупиковой ветвью развития рептилий.

Значение птиц. Птицы, населяя различные биотопы, включаются в сложные пищевые цепочки. Они служат зачастую главным регулятором численности насекомых и мелких грызунов, добывая их в огромном количестве особенно во время выкармливания птенцов. Ряд видов являются объектами охоты. Некоторые виды птиц находятся под охраной.

Нельзя переоценить и хозяйственное значение птиц. Продукция этого направления сельского хозяйства является незаменимой. Развивается и декоративное птицеводство.

Птицы могут иметь и отрицательное хозяйственное значение. Велика их роль как резервуаров опасных заболеваний человека (орнитоз, птичий грипп). Некоторые виды наносят определенный ущерб растениеводству, поедая зерно, ягоды и др. Рыбоядные птицы иногда наносят вред рыбному хозяйству.