Какие есть приспособления птиц к полету

перечислите приспособления к полету, хорошо видные во внешнем строении птиц

Все строение птиц направлено на наилучшее приспособление к полету.

Чтобы летать, необходимо иметь легкое тело. Поэтому большинство птиц маленьких размеров. Тело птиц обтекаемо. Оперение снижает сопротивление воздуха. Хвост во время полета играет роль руля, а при приземлении помогает тормозить.

Скелет птиц очень легкий, что обусловлено пневматичностью костей, редукцией костного мозга, отсутствием зубов. У птиц меньше костей, чем у других позвоночных. Все эти особенности привели к тому, что масса скелета составляет 4-18% от массы тела птиц. Самая тяжелая кость в скелете – грудина; у летающих птиц она имеет большой гребень (киль) , к которому крепится мощная мускулатура, управляющая движением крыльев.

У птиц большое сильное сердце и очень своеобразное дыхание. Между внутренними органами птицы находятся воздушные мешки, являющиеся выростами легких. При вдохе воздух по трахее и первичным бронхам попадает преимущественно в задние воздушные мешки, при выдохе продвигается в легкие. При втором вдохе воздух из легких попадает в передние мешки, при втором выдохе выходит наружу. Такой способ дыхания птиц, при котором насыщенный кислородом воздух попадает в легкие и при вдохе, и при выдохе, называется двойным дыханием. Примечательно, что в дыхательных путях птиц не обнаружено никаких клапанов, так что все причудливые движения воздуха происходят по законам гидродинамики. Кровь в кровеносных сосудах легких птиц и воздух движутся в противоположных направлениях, навстречу друг другу. Это обеспечивает эффективный газообмен. Птицы из 1 литра воздуха могут извлекать 40 мл кислорода, тогда как млекопитающие – только 30. Также важным приспособлением к полету является быстрое пищеварение. Так как на полеты тратится много энергии, птицы должны много и часто есть. Но с полным желудком тяжело летать. Поэтому пища переваривается быстро. Птицы опорожняются прямо перед тем, как подняться в воздух.

Быстрота передвижения птиц в воздушной среде привела и к большему развитию органов зрения и слуха. Острота зрения у птиц весьма велика, и минимум восприятия значительно превосходит таковой у человека: сокол-сапсан, например, видит горлиц на расстоянии более 1000м. Есть основания полагать, что в отношении восприятия пространства и расстояния птицы занимают первое место среди всех животных.

Источник

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

Приспособления птиц к полету.

Палеонтологические материалы по птицам очень скудны. Несомненно, что птицы обособились от архозавров господствовавшей в мезозойскую эру многочисленной и разнообразной груп­пы диапсидных пресмыкающихся. Непосредственных предков птиц нужно искать не среди летающих ящеров, а среди наиболее древней группы архозавров — текодонтов, которые дали начало и остальным группам архозав­ров. Текодонты по внешнему виду напоминали ящериц и вели наземный образ жизни. У части видов задние конечности были несколько длиннее передних, и при быстром беге животные, вероятно, опирались о землю только задними конечностями. В некоторых особенностях скелета псевдозухий можно усмотреть черты сходства с птицами (детали строения черепа, таза, задних конечностей).

Промежуточные формы между текодонтами и птицами, которые показывали бы последовательные стадии развития оперения и преобразования скелета, пока не обнаружены. Предполагают, что некоторые текодонты постепенно переходили к древесному образу жизни. Разрастание роговых чешуй по бокам тела и хвоста, по заднему краю конечностей позволяло удлинить прыжки с ветки на ветку (гипотетическая стадия предптицы). Дальнейшая специализация и отбор привели к формированию скелетно-мышечной структуры и оперения крыла (и соответствующих преобразований в других системах органов), обеспечившего возможность сначала планирующего, а затем и активного полета. Оперение тела, возможно, развивалось сначала как приспособление к термоизоляции, а уже потом приобрело и добавочную функцию обеспечения обтекаемости тела; оно сформировалось еще до приобретения способности к полету. У некоторых текодонтов на теле были удлиненные чешуи с продольным гребнем и мелкими поперечными ребрышками. Видимо, из них путем расчленения и образовалось перо.

Обособление птиц от пресмыкающихся, вероятно, произошло уже в конце триаса — начале юры, но ископаемых остатков древнейших птиц этого периода пока не найдено. В сланцевых песчаниках — отложениях мелководного залива Юрского моря (возраст около 150 млн. лет) — были найдены отпечатки перьев и пять разной сохранности отпечатков скелета и оперения наиболее древней из известных нам птиц — археоптерикса — по размерам примерно равного сороке. Его относят к особому подклассу ящерохвостых птиц, так как в отличие от современных птиц он имел длинный хвост примерно из 20 позвонков; к боковым поверхностям каждого позвонка крепились парные рулевые перья. Хорошо развито оперение крыла, оперено и все тело. Плечо похоже на птичье, пряжка еще не образовалась, а три хорошо развитых, свободных пальца оканчиваются острыми когтями. Ключицы срослись в вилочку, а лопатка саблевидна; грудина, видимо, еще не имела киля. Задняя конечность птичьего типа, но с примитив­ными чертами (развита малая берцовая кость, не завершено образование цевки). Как и у многих пресмыкающихся, у археоптерикса были брюшные ребра. Череп рептиль­ного типа, но уже с некоторым подобием клюва, с утонченными костями и увеличенными глазницами. На верхней и нижней челюстях в альвеолах сидят зубы. Вероятно, археопте­риксы были способны лишь перепархивать с ветки на ветку или планирующим полетом перелетать от дерева к дереву. При пере­мещениях в кронах они, видимо, использовали хорошо развитые подвижные пальцы крыльев. Несмотря на многие черты сходства с пресмыкающимися, — это, несомненно, птицы. Археоптерикс представляет примитивную, но специализированную боковую ветвь древних птиц. Предками современных птиц, вероятно, были какие-то еще более примитивные ящерохвостые птицы.

Современные и все остальные ныне известные ископаемые птицы относятся к подклассу настоящих, или веерохвостых, птиц: у них хвостовой отдел позвоночного столба резко укорочен, а последние хвостовые позвонки сливаются в единую косточку — пигостиль, к которой веером прикрепляются рулевые перья. Формируется типичный птичий скелет крыла, на грудине образуется киль, завершается образование цевки, исчезают брюшные ребра и т. д. Примитивных веерохвостых птиц Юрского периода пока не обнаружено, хотя несомненно, что в этот период они уже существовали. Наиболее древние остатки веерохвостых птиц обнаружены в отложениях мелового периода. Их относят к двум надотрядам. Гесперорнисы были крупные, длиной до метра плававшие и нырявшие птицы, по внешнему облику напоминавшие гагар или поганок. Они утратили способность к полету: передние конечности и пояс сильно редуцированы, а грудина без киля. Ихтиорнисы и другие были размерами с голубя. Скелет крыла у них типично птичий, а на грудине хорошо развит киль; несомненно, они были способны летать. От современных эти меловые птицы отличаются наличием мелких зубов на верхней и нижней челюстях и очень маленьким объемом мозговой полости. Вероятно, это боковые специализированные ветви примитивных веерохвостых птиц. В конце мела — в третичном периоде кайнозойской эры, при­ мерно 70—40 млн. лет назад, идет интенсивная адаптивная радиация веерохвостых птиц и возникает большинство современных отрядов. К сожалению, палеонтологические остатки этого времени малочисленны и не дают представления о характере и темпах эволюции птиц. Резкое увеличение числа видов птиц и формирование современных отрядов по времени совпадает с бурной эволюцией покрытосеменных растений и насекомых: возрастание потенциальных пищевых ресурсов способствовало выработке новых пищевых связей и тем самым обеспечивало интенсивное видообразование птиц.

Источник