Перья птиц
Оперение представляет основу наружных покровов птиц. Все тело птицы, за исключением клюва и задних конечностей, а так же оголенных участков вокруг глаз и у основания клюва, покрыто перьями. Несмотря на то, что создается впечатление, что перья у птиц растут по всему телу, это не совсем так. Контурные перья произрастают только на определенных участках, которые носят название птерилии. В противоположность им существуют аптерии – участки, на которых не растут контурные перья. Они могут оставаться голыми или покрываются пухом.
Перья служат не только для подъема птицы в воздух, но и являются превосходным теплоизоляционным и влагоизоляционным материалом, предохраняющим тело птицы от охлаждения, перегрева и намокания. Эволюционно перья возникают из чешуйчатого покрова пресмыкающихся. Они образуются из клеток эпителиального слоя кожи. Сформировавшееся контурное перо состоит из развитого плотного стержня, основание которого – полый очин – погружено в кожу, в перьевую сумку. Часто от основания пера отходит добавочный стержень, несущий пуховые бородки. От стержня отходят бородки, от них свою очередь бородки меньших размеров, снабженные крючочками. Они сцепляются с крючочками соседних бородок, образуя плоское опахало.
В самой нижней части пера располагаются более мягкие и длинные бородки, на которых нет крючочков. Эти участки называют пуховой частью опахала. У сов и козодоев очень хорошо выражена бархатистость (ворсистость) всех перьев. Гася завихрения воздушных потоков, ворсистость обеспечивает бесшумность полета.
Различают несколько типов перьев. Они различаются по месту расположения на теле птицы и степени развития опахала. Контурные перья составляют основу перьевого покрова. Они формируют крыло, хвост и общие обводы формы тела птицы. Пуховые перья напоминают контурные, но состоят из длинных мягких бородок, лишенных крючочков и не образующих опахала. Собственно пух представляет собой то же пуховое перо, но с очень коротким очином. У цапель, дроф, некоторых козодоев и попугаев по бокам тела и на пояснице располагаются участки постоянно растущего ломкого пуха – пудретки. Его сломавшиеся вершинки образуют мелкий роговой порошок (пудру), которой птицы посыпают свое оперение. Именно поэтому цвет оперения цапель становится таким матовым, пастельным. Вероятно, таким способом они уменьшают возможность намокания оперения. Точно так же водоплавающие птицы смазывают свои перья секретом копчиковой железы, увеличивая таким образом водоотталкивающие свойства оперения.
Нитевидные перья расположены под контурным оперением с длинным тонким стержнем и редуцированными бородками. Они выполняют осязательную функцию. Существуют предположения, что с помощью нитевидных перьев птицы улавливают направления движения токов воздуха в оперении птицы. У многих птиц в углах рта расположены щетинки – перья, полностью утратившие бородки. Они выполняют осязательную функцию, а у ряда видов щетинки увеличивают разрез рта, что помогает им схватывать больше летающей добычи.
Окраска оперения птиц
Окраска оперения птиц определяет характерный облик птицы. Она закладывается еще в перьевом зачатке. Окраска не только придает перу определенный цвет и формирует рисунок пера, но и защищает перо от изнашивания. Различают несколько типов пигментов, определяющих окраску оперения. Наиболее распространены два из них – меланины и каротиноиды. Меланин образуется в организме птицы. В оперении он может быть представлен двумя формами — эумеланин и феомеланин. Эумеланин формирует глубокую черную окраску оперения.
Также эумеланин формирует различные варианты окрасок с металлическим блеском. Такая иррадиирущая окраска формируется за счет преломления луча света в бородках пера и в гранулах эумеланина, которые имеют различные размеры и форму. Отсюда и большое разнообразие типов металлического блеска. Например, удивительное перо павлина, отливающее всеми цветами радуги, содержит всего лишь один пигмент – эумеланин, который по-разному размещен в разных участках опахала. Феомеланин похож по своему химическому составу на эумеланин, но в отличие от него он формирует бурую, желто-бурую, красновато-бурую, охристую окраску оперения. Белая окраска пера означает, что в пере вообще нет пигмента, а бледно-голубая или серая окраска сформирована мелкими гранулами меланинов, дисперсно расположенными в бородках пера.
Группа каротиноидных пигментов (их ранее называли жиросодержащими пигментами или липохромами) не может синтезироваться в организме птиц. Их птицы получают из растительного корма. Каротиноиды придают перьям яркую желтую, оранжевую, красную и розовую окраску. Часто в пере птицы сочетаются пигменты различных групп и форм, что делает рисунок пера и общую расцветку оперения очень разнообразной.
Выделяют несколько типов окраски оперения птиц. Покровительственная окраска служит для маскировки птицы на местности. Такой тип окраски свойственен, в основном, самкам и молодым птицам. Наибольшего развития покровительственная окраска достигает у наземногнездящихся видов. Им необходимо быть максимально незаметными во время насиживания кладки. Другой, противоположный, тип окраски оперения – демонстрационная. Она отличается наличием различных ярких, контрастных участков оперения. Такие выделяющиеся участки оперения демонстрируются птицами во время брачных церемоний или во время социальных конфликтов. Специфический рисунок оперения используется птицами для опознания особей своего вида. Еще один своеобразный тип окраски носит название «обратная маска» . Он характерен для морских видов птиц, верхняя сторона которых окрашена в серый или черный цвет, а низ тела белый. Существует предположение, что такая окраска маскирует птицу на фоне темной воды при нападении хищников сверху и делает их незаметными для рыб, служащих чайкам, крачкам и трубконосым птицам основным кормом.
Линька
Со временем перья изнашиваются и нуждаются в обновлении. Поэтому у большинства птиц дважды в году происходит смена оперения или линька. Во время линьки старые перья выпадают, а их место занимают новые. После окончания гнездового сезона, летом или осенью, сменяется все оперение. Это полная или послебрачная линька, которая свойственна только взрослым птицам. У молодых в это время также проходит линька, но она затрагивает только часть оперения. Весной, перед началом гнездового сезона, большинство птиц проходит еще одну неполную линьку — весеннюю или предбрачную.
Какие птицы меняет окраску?
И птицы, и звери каждый год линяют – меняют оперение или шерстный покров. У зверей зимняя шерсть гуще и теплее, у птиц перья в полете треплются и разрушаются, их нужно обновлять. У некоторых видов животных линька выполняет еще одну функцию – сезонную смену окраски. Все знают, что меняют цвет зайцы, белки, горностаи, ласки. Но и некоторые птицы из тех, кто остается зимой на севере, становятся к концу осени белыми. Два вида куропаток – белая и тундряная – линяют в конце лета, и цвет их оперения к зиме меняется с коричневого на белый. А весной птицы снова линяют и опять становятся коричневыми.
Источник
Ученые разгадали загадку цветового разнообразия перьев у птиц
Иризация — оптический эффект, проявляющийся в виде радужного цветового сияния — лежит в основе многих ярких визуальных проявлений в животном мире. Благодаря исследованию перьев почти 100 видов современных птиц ученые узнали, как развивалось это цветовое разнообразие.
Иризация означает изменение цвета объекта при рассмотрении его под разными углами. Птицы производят эту разнообразную окраску в своих перьях, используя множество заполненных меланином наноразмерных органелл (меланосом), покрытых кератином. В этой форме структурной окраски формы меланосом в совокупности со слоем кератина и определяют цвет.
Группа исследователей из Бристольского университета, результаты работы которой опубликованы в журнале Evolution, использовала сканирующую электронную микроскопию для количественной оценки экстрактов меланосом из перьев 97 видов современных птиц с переливающимся или радужным оперением. Их взяли из коллекций Зоологического музея Копенгагена. Исследование показало, что радужные перья содержат самые разнообразные формы меланосом всех типов окраски птиц, отобранных на сегодня. Однако, в отличие от черных, серых и коричневых перьев, которые всегда содержат твердые меланосомы, радужные перья могут содержать и полые, и сплюснутые их разновидности.
«Мы обнаружили, что меланосомы в современных радужных перьях более разнообразны по форме, чем те, что встречаются в серых, черных или коричневых. Кроме того, известно, что структурная окраска ответственна за 70% изменчивости цвета у птиц. Эти два факта могут быть связаны: птицы развили различные формы меланосом, чтобы достичь еще большего разнообразия в цвете», — утверждает одна из авторов исследования Клара Норден (Klara Nordén).
Кроме того, полученные результаты позволили восстановить перьевую окраску древних птиц. Ученые взяли образцы Scaniacypselus — далекого предка древесных стрижей, и Primotrogon — предка современных трогоновых. Сегодня обе группы имеют переливающиеся перья. Разработанная учеными модель позволила предположить, что перья Primotrogon, вероятно, также переливались разными цветами, несмотря на иную форму самих меланосом.
Это исследование было сосредоточено на определении изменения органелл в радужных перьях птиц. Дальнейшие работы в этой сфере будут концентрироваться на том, почему птицы используют такое разнообразие типов меланосом в радужных перьях. Эта информация в итоге может улучшить наше понимание того, почему древние птицы и динозавры могли использовать подобную морфологию, и даст новую информацию об их поведении.
Источник