Богатый мир пернатых: летающие и нет
Наверное, нет ни одного человека, который, наблюдая за стайкой пернатых, не задался вопросом: «почему птицы летают»? Многие из нас в детстве не раз пытались взлететь: разбегаясь, подпрыгивали и отчаянно взмахивали руками, имитируя движения птичьих крыльев. Но, к сожалению, сила притяжения неумолимо возвращала нас на землю. Почему же птицы способны ее преодолевать? Давайте разбираться.
Благодаря чему птица парит
Пернатые идеально приспособлены для полета. Миллионы лет эволюции не только наделили их массой приспособлений, но и максимально адаптировали к нему птичий организм.
Строение тела
Именно крылья помогают птичкам преодолеть силу земного притяжения и создают подъемную мощь, которая отрывает их от земли. Происходит это благодаря выгнутой конструкции крыла. Скорость воздушного потока над крылом выше, чем под ним, в отличие от давления, которое над крылом является более низким и разреженным, а под крылом более высоким. Именно из-за этой разницы в давлении и возникает подъемная сила.
Перья – это не что иное, как видоизмененная чешуя древнейших рептилий, близкими родственниками которых являются пернатые. Благодаря им тело птицы приобретает отличную обтекаемость, что увеличивает подъемную силу и формирует тягу.
Изменяя положение каждого отдельного пера, птичка способна регулировать направление полета. Перья не только прочны и эластичны, но и отлично защищают от любых воздействий внешних природных факторов: сырости, холода, жары, сильного ветра.
Безупречно обтекаемая форма тела помогает преодолевать сопротивление воздуха и снижает связанные с этим затраты энергии.
Строение скелета у птиц уникально и во многом отличается от скелета млекопитающих. Только у пернатых грудина снабжена костным выростом – килем: именно он является местом крепления грудных мышц, приводящих в движение крылья.
Кости птичьего скелета прочно сращены друг с другом: поясничные, крестцовые, хвостовые позвонки сращены не только между собой, но и с подвздошными костями, что создает хорошую костную опору и прочный костяк.
Благодаря наличию воздухоносных полостей птичий скелет необыкновенно легок. Кости не содержат красного костного мозга.
Особенности мускулатуры также обусловлены приспособленностью к полету. Четверть массы птичьего тела приходится на грудные мышцы, управляющие крыльями. Расположены они на теле и крепятся к грудному килю, что придает телу достаточную обтекаемость. Нижними конечностями управляют сухожилия: именно поэтому лапки у птиц такие невесомые и тонкие.
В мышцах птичьего тела находится большое количество кислорода благодаря значительному содержанию особого белка (миоглобина).
Особенности дыхания направлены на дополнительный приток кислорода в легкие летящей птицы. Происходит это следующим образом: во время вдоха воздух через бронхиолы в легких поступает в воздушные мешки. Во время выдоха происходит обратная миграция воздуха из воздушных мешков через трубочки в легких. Благодаря этой особенности газообмен одной порции воздуха происходит дважды.
Особенности метаболизма и строения сердечно-сосудистой системы также направлены на осуществление успешных полетов.
У всех пернатых очень крупное сердце (частота его сокращений может достигать тысячи ударов в минуту в момент полета): это обеспечивает ускоренную циркуляцию крови. Повышенное содержание эритроцитов в крови способствует лучшему насыщению организма кислородом.
Особенности кровеносной и дыхательной систем приводят к ускорению обмена веществ и повышению температуры тела (у пернатых она колеблется в пределах 40-42 градусов).
Особенность нервной системы птичек состоит в хорошем развитии мозжечка, который отвечает за скоординированность движений, без чего полноценный полет попросту невозможен.
Вследствие всего вышеперечисленного осуществляются быстрее процессы, происходящие в организме птиц. Вот почему они такие ловкие и подвижные. А еще одним следствием ускорения метаболизма является повышенная потребность пернатых в пище: ведь им нужно откуда-то брать энергию на восполнение потраченных сил.
Стили лета
Их полет можно разделить на два типа. Он может быть:
Большинство пташек летают, помахивая крыльями. Машущий тип полета включает два стиля:
Горизонтальный стиль характерен для большинства хорошо известных нам птиц, однако большим заблуждением было бы считать, что во время такого полета крылья совершают движения вверх – вниз. Если смотреть на летящую птицу сбоку, можно заметить, что они движутся по траектории, напоминающей восьмерку.
Специфика машущего полета разнообразна и зависит от величины птицы, особенностей ее поведения и характеристик местности ее обитания. Машущий полет бывает:
а) волнообразным (у ласточек);
б) хлопающим (у семейства куриных);
в) трепещущим (у пустельги);
г) вибрационным (у стрижей и колибри).
Полет с зависанием характерен для бакланов и чаек, выслеживающих добычу над поверхностью водоема.
Парящий полет – отличительная черта хищных птиц: беркута, коршуна, орла. Это – экономичный с точки зрения энергетических затрат тип полета, который происходит в результате использования восходящих воздушных потоков или при потере высоты.
Необычный способ планирования
Какая птица летает хвостом вперед? Такой способностью обладает единственная птичка на свете: колибри. Это крошечное создание способно выделывать трюки, немыслимые для всех остальных птиц: она может летать в любом направлении и в том числе даже задом наперед.
Недаром ее сравнивают с вертолетом, который способен зависать на одном месте. Только колибри проделывает это значительно более виртуозно. Ведь в момент зависания ее тельце находится почти в вертикальном положении. Впрочем, зависать она может, сохраняя и наклонное, и вертикальное положение своего тела.
Надолго зависая над цветком, чтобы полакомиться его нектаром, колибри совершает до 70 движений в секунду своими крылышками, описывающими восьмерки. Эти движения настолько быстры, что незаметны человеческому глазу.
Уникальность крыльев колибри в том, что их масса составляет чуть ли не половину ее общего веса за счет развитых мышц. Необыкновенно гибкие плечи позволяют колибри легко изменять угол направления жестких перышек и осуществлять повороты крыла.
Нелетающие пернатые
Для того чтобы летать, необходимо наличие:
а) относительно небольшой массы тела;
б) хорошо развитой мускулатуры крыльев;
в) соразмерности крыльев и веса.
Если же масса тела очень велика, а крылья маленькие и лишенные развитых мышц, ни о каких полетах не может быть и речи. Какие птицы не умеют летать? Страусы и пингвины. Зато природа наделила их умением отлично бегать и нырять.
Самое большое количество нелетающих видов живет в Новой Зеландии:
- киви;
- султанка такахе;
- пастушок-уэка;
- попугай какапо;
- некоторые виды пингвинов.
Отсутствие естественных врагов в этом регионе привело к тому, что у птиц отпала необходимость искать спасения в полете. Большинство нелетающих птиц находятся под постоянной угрозой исчезновения, поскольку они совершенно беззащитны в случае проникновения хищников на территорию их обитания. Полным истреблением закончилась история совершенно безобидной птицы дронт, некогда обитавшей на острове Маврикий.
Птицы – интереснейшие создания, их мир необыкновенно многолик. Вы никогда не задумывались, почему петух петух? А почему птицы улетают на юг? А почему кукушка подбрасывает яйца в чужие гнезда?
История эволюции птиц насчитывает не один миллион лет, и за это время на земле появились тысячи видов, самой ценной особенностью большинства из которых является способность летать. Именно птицы заставили человека устремить свой взгляд в небо и заразили мечтой о полете.
Источник
Как летают птицы?
Птицы — удивительные существа живущие по всей Земле. Они смогли освоить полёт, но что помогает им летать? Какие ещё особенности они приобрели в ходе эволюции и освоения полёта? Ответы на эти вопросы вы найдёте в этой статье.
Опорно-двигательный аппарат
Для способности полёта важно иметь лёгкий скелет, и к тому же крайне прочный, чтобы он мог выдерживать нагрузки при взлёте и посадке. Лёгкость обеспечивают полости в костях, заполненные воздухом. Но если кости были б полностью полые, они бы не отличались прочностью. Чтобы это компенсировать природа создала «балки» подпирающие кости изнутри.
Клюв — тоже способ облегчения скелета, к тому же он повышает аэродинамику, важную в полёте. Он намного легче челюстей с зубами. Скелет птиц имеет ещё много особенностей и различных видоизмененных костей, служащих как для полёта, так и для других приспособлений. Итак, скелет лёгкий и прочный, но что дальше? Основной летательный аппарат птиц это крылья. Что же они из себя представляют?
Передние конечности птиц — это редукцированные передние конечности рептилий, от которых птицы произошли. Миссия крыльев быть аэродинамичными и сильными, но при этом лёгкими. Как же это достигает природа?
Природа создала крылья — чудо инженерии. С птиц люди и черпали знания, чтобы тоже освоить воздушное пространство.
Крылья прекрасны с аэродинамической стороны. По форме крыло в разрезе напоминает каплю, приплюснутую снизу. Благодаря этой форме воздух над крылом проходит быстрее. Из-за увеличения скорости потока, давление уменьшается. В то же время под крылом создаётся высокое давление и крыло вместе с птицей (или самолётом) летит вверх.
Ещё одна особенность крыла это ограниченное движение запястного сустава. Мы, люди, можем двигать кистью в разные стороны без препятствий. Птицам же в полете требуется твёрдое положение крыла в пространстве. Движение запястья тут совсем ни к чему. Поэтому, птичье запястье может двигаться только в одной проскости, как локоть.
Двойное дыхание
Способность летать, довольно энергозатратная штука. Мыщцам требуется много кислорода постоянно. Для этого есть ещё один крайне интересный механизм. У птиц не бывает отдышки, они буквально вдыхают когда выдыхают.
Механизм двойного дыхания не такой замысловатый каким кажется на первый взгляд. Птицы обладают не растижимыми лёгкими, но при этом все пространство между органами, а иногда и пространство в костях, заполненно очень даже растижимыми воздушными мешками. В состоянии покоя, то есть не в полёте, дыхание происходит без участия легочных мешков. Самое интересное начинается, когда птица взмывает в воздух.
В состоянии покоя дыхание производится за счет мышц грудины, но в полете её мышцы заняты поднятием и опусканием крыльев. Как же тогда птица дышит? За счёт крыльев! При поднятии и опускании крыльев воздушные мешки расширяются, засасывая воздух, и сжимаются обратно, выталкивая воздух.
Важно уточнить, что газообмен происходит только в лёгких. Легочные мешки не способны совершать газообмен.
На стадии вдоха передние и задние воздушные мешки расширяются, свежий воздух попадает в лёгкие и задние мешки, а отработанный воздух из лёгких переходит в передние мешки.
Во время выдоха легочные мешки сжимаются, отработанный воздух из лёгких и передних мешков выдыхается, а в лёгкие из задних мешков попадает свежий воздух. Получается, что в лёгких постоянно есть свежий воздух. Очень удобная вещь, думаю многие бы не отказались от двойного дыхания. Также воздушные мешки участвуют в терморегуляции во время полёта. Находясь рядом с активно работающими грудными мышцами, они выводят лишнее тепло вместе с выдыхаемым отработанным воздухом. Так как перьевой покров очень хорошо сохраняет тепло, птица может перегреться, а легочные мешки помогают избежать этого. Такой механизм дыхания есть не только у птиц, но и у некоторых рептилий.
Организм птиц это несомненно совершенное инженерное решение, комплекс систем, которые крайне слаженно работают вместе, чтобы обеспечить птицам полёт и выживание. Птица — это прекрасный баланс лёгкости и силы, в ней собраны множество эффективных систем, которым людям ещё предстоит учиться.
Источник
Почему некоторые птицы могут летать, а другие нет?
Птицы могут летать благодаря своим анатомическим особенностям и адаптациям, которые позволяют им подняться в воздух и перемещаться в нем. Главным фактором, определяющим возможность полета у птиц, являются их крылья. Крылья птиц имеют специальную структуру, включающую костяные элементы и перья, которые создают подъемную силу при движении воздуха.
Кроме крыльев, птицы имеют легкую скелетную структуру, что позволяет им снизить вес тела и облегчить полет. Они также обладают сильными грудными мышцами, которые обеспечивают движение крыльев и подъем в воздух.
Некоторые птицы, такие как орлы, соколы и голуби, имеют крылья с длинными перьями и широким размахом, что обеспечивает хорошую маневренность и скорость в полете. Другие птицы, например, колибри, обладают очень быстрым и мощным крыльевым движением, позволяющим им зависать в воздухе и летать назад.
Однако не все птицы могут летать. Некоторые виды, такие как пингвины, страусы и эму, имеют сильные ноги и адаптированы к передвижению по суше. Их анатомия не предоставляет им возможность летать, но они могут быть отличными бегунами или пловцами.
Таким образом, способность птиц летать зависит от их анатомических адаптаций, в первую очередь от структуры крыльев, их силы, размера и формы, а также от мускулатуры и веса тела.
Оставьте свой комментарий
Источник