Как птицы приспособлены к полету
1) Двойное дыхание у птиц – это хитро. Попытаемся разобраться по схеме:
Легкие у птиц губчатые, они не могут расширяться-сжиматься, как наши. Эту работу (расширяться при вдохе и сжиматься при выдохе) у птиц выполняют воздушные мешки. При вдохе (синие стрелки) воздушные мешки расширяются, и туда заходит воздух. В мешки №2 заходит воздух, прошедший через легкие (насыщенный углекислым газом, «использованный»). В мешках №1 запасается чистый воздух. При выдохе (красные стрелки) мешки сжимаются. Использованный воздух из мешков №2 выдыхается сразу, а чистый воздух из мешков №1, прежде чем выйти наружу, проходит через легкие. Таким образом, и при вдохе, и при выдохе через легкие птицы проходит свежий воздух. Именно поэтому птичье дыхание называется «двойным». Кстати, обратите внимание: воздух через легкие птиц движется все время в одном и том же направлении, что облегчает организацию противотока. За счет двойного дыхания и противотока (получается «четверное дыхание») птицы получают гораздо больше кислорода, чем мы.
2) Для запасания кислорода летательные мышцы содержат много миоглобина.
3) Кровеносная система не отстает от дыхательной: в ней очень высокое давление и частота сердечных сокращений. (Среднее давление у птиц 133 мм рт. ст., а у млекопитающих – всего лишь 97 мм рт. ст. Зато пульс у полукилограммового млекопитающего будет около 250 раз в минуту, а у аналогичной птицы – всего лишь 180. Зато масса сердца птицы составляет в среднем 0,8% от массы тела, а у млекопитающего – всего лишь 0,6%. Короче, кровеносные системы птиц и зверей примерно равны; птицы виыгрывают за счет того, что их кровь содержит гораздо больше кислорода, см. п. 1.)
4) За счет отлично развитых кровеносной и дыхательной систем у птиц очень быстрый обмен веществ и высокая температура тела (у млекопитающих от 36 до 39 °С, а у птиц – от 40 до 42 °С). При высокой температуре быстрее идут все процессы жизнедеятельности, в том числе быстрее происходит сокращение мышц. Это позволяет птицам совершать бóльшую работу за единицу времени. Для не-любителей физики: работа, поделенная на время, называется мощность. Птицы более мощные, поэтому они могут летать.
5) Для получения большого количества энергии птицы едят намного больше, чем млекопитающие с такой же массой тела (на фоне птиц даже бурозубка, которой приходится питаться 80 раз в день, после еды – спать 10 минут, затем снова есть – не выглядит такой уж страдалицей). Чтобы хоть немного сэкономить, некоторые птицы (например, колибри), во время сна умешьшают температуру тела (гетеротермия).
2. Аэродинамика
6) Обтекаемая форма тела. В частности, крупные мышцы, двигающие конечности, расположены на теле, а к конечностям идут сухожилия (поэтому птички такие тонконожки).
7) Пережевывание пищи происходит не в голове, а в желудке (с помощью камней). Облегчение тела получается вряд ли, но тяжелые жевательные приспособления хотя бы расположены в центре тела (центровка самолета).
3. Облегчение тела
8) Перья, образующие летательную поверхность крыльев, мертвые (аналоги наших волос). Им не нужны кровеносные сосуды, приносящие питание и кислород, поэтому перья очень легкие.
9) Легкий скелет наполнен воздухом (в костях находятся воздушные мешки из п.1). (В связи с этим у птиц нет красного костного мозга и эритроцитам приходится размножаться самим – для этого у них есть ядро.)
10) Уменьшено количество костей, особенно в крыльях и ногах.
12) Нет слюнных желез.
13) Нет мочевого пузыря (это связано скорее с выделяемым продуктом обмена – мочевой кислотой, которая не ядовита, поэтому её не надо разбавлять).
4. Другие особенности скелета
14) Киль для прикрепления мощных летательных мышц (опускающих крыло).
15) Передние конечности превратились в крылья (что, не ожидали?), поэтому приходится ходить на двух ногах. Чтобы доставать до земли, большие птицы имеют длинную гибкую шею.
16) Поясничные позвонки для создания хорошей опоры срослись между собой, с крестцовыми и хвостовыми позвонками, а также с подвздошными костями.
5. Нервная система и органы чувств
17) Увеличен мозжечок для лучшей координации движений.
18) На высоте бесполезны обоняние и слух, поэтому они у птиц развиты так себе. Зато у них лучшее на земле зрение.
Источник
Органы чувств и дыхание птиц
2. Глаза окружены двумя веками, имеется и третье — мигательная перепонка.
3. Клюв представлен надклювьем и подклювьем, зубов нет. В меловом периоде, по всей видимости, существовал подкласс зубастых птиц, но он полностью вымер.
4. Зрение цветное, у некоторых птиц (например, сов) бинокулярное. Двойная аккомодация, совершенный механизм — может меняться не только форма хрусталика, но и его положение.
5. Слух не менее важен для выживания птицы, чем хорошее зрение, так что слышат птицы в широком диапазоне. Внутреннее ухо птиц почти не отличается от такового же у крокодилов: разница только в чуть более совершенном развитии улитки. Увеличилась полость среднего уха, а слуховая косточка (стремечко) усложнилась по форме.
6. Барабанная перепонка куполообразной формы, к ней ведет наружный слуховой проход, край которого окружен кожной складкой (например, у сов) — это зачаток наружного уха. Интересно, что контурные перья над наружным слуховым проходом отличаются по строению и могут регулировать звуковой поток.
7. Осязательные рецепторы расположены на языке, на нитевидных перьях, а также на коже.
8. Орган вкуса — вкусовые почки в глотке и на языке.
9. Обоняние слабо развито.
1. Легкие имеют вид плотных, губчатых тел.
2. У птиц двойное дыхание. Рассмотрим его механизм.
3. Во время вдоха грудина отстраняется от позвоночника, в полости тела высвобождается место, и воздушные мешки расширяются, наполняясь воздухом.
4. При первом вдохе воздух с кислородом извне проталкивается в задние воздушные мешки и в легкие.
5. При первом выдохе богатый кислородом воздух из задних мешков наполняет легкие. Уникальное событие — на выдохе идет обогащение легких кислородом!
6. При втором вдохе воздух идет в передние воздушные мешки (для облегчения полета, уменьшения плотности тела).
7. При втором выдохе воздух из легких выходит через передние воздушные мешки, выталкиваясь наружу.
8. Вывод — у птиц богатый кислородом воздух проходит через легкие и при вдохе и при выдохе!
9. От глотки отходит трахея, разделяющаяся на два бронха. В начале трахеи расположена верхняя гортань. В конце трахеи, на границе с бронхами — нижняя гортань, или голосовой аппарат. Нижняя гортань есть только у птиц, в ней находятся певчие мышцы.
10. Бронхи делятся на вторичные бронхи, которые соединяются с парабронхами (третичными). От них отходят выросты — бронхиолы. Стенки парабронхов и бронхиол имеют углубления с кровеносными сосудами, где кровь набирает свежий кислород.
11. Вторичные бронхи проходят легкие и переходят в воздушные мешки, лежащие между органами, в полостях трубчатых костей, под кожей. Функция их — участие в дыхании (о двойном дыхании мы уже сказали), уменьшение плотности тела, защита органов от перегрева. Совокупный объем воздушных мешков в десять раз больше объема легких!
Хочешь сдать экзамен на отлично? Жми сюда — курсы биологии в Москве
Источник