От чего зависит форма яиц
Геометрия птичьих яиц зависит от того, где их откладывают и высиживают.
Свои более овальные яйца гагарки откладывают подальше от края, стараясь выбрать углубление или расщелину в скале, где яйцо можно прочно уложить. (Фото: John R Chandler / Flickr.com)
Птичьи яйца довольно сильно отличаются по форме: например, у куликов яйца с одного конца довольно сильно сужаются, так что становятся похожи на грушу, у сов яйца шарообразные и напоминают теннисные мячи, а у колибри они в форме фасолины. Функция у всех яиц одна – защищать и питать птенца во время его эмбрионального развития; значит, разнообразие форм зависит не от «внутренностей» яиц, а от какой-то внешней причины.
Год назад мы писали про статью в журнале Science, в которой говорилось, что форма яиц зависит от того, любит ли птица летать. Авторы статьи пришли к выводу, что у тех, кто летает хорошо и много времени проводит в воздухе (вроде альбатросов и колибри), яйца вытянутые и асимметричные; если же птицы поднимаются в воздух неохотно, много времени проводят на земле или перелетая на небольшие расстояния с куста на куст и с дерева на дерево (как, например, африканские питты и трогоны), то их яйца будут более округлыми.
Чтобы спокойно отложить округлое яйцо, нужен широкий яйцевод и широкий таз, но если мы хотим быстро летать и маневрировать в полете, тело должно быть легким и вытянутым, и широкий таз тут совсем не к месту. То есть разнообразные комбинации вытянутости и остроконечности – это все результаты попыток соединить необходимость узкого яйцевода с необходимостью снабдить яйцо достаточным объемом питательных веществ.
Однако такое объяснение подходит лишь частично: по словам Тима Биркхеда (Tim R. Birkhead) из Университета Шеффилда, различия в манере полета соответствуют лишь 4% различий в форме яиц. Эти 4% вполне достоверны – авторы работы в Science изучили огромную массу материала (50 тыс. яиц от 1400 видов птиц), но что делать с остальными 96% различий? И хотя в той статье утверждалось, что нет никакой связи между формой яиц и типом гнезда, или выбором места для гнездования, или количеством яиц в кладке, Биркхед и его коллеги полагают, что эти факторы – надо сказать довольно очевидные – на форму яиц все же влияют.
Для сравнения исследователи взяли яйцо кайры и яйцо гагарки. У кайр яйца сильно вытянутые и эллиптические, и притом асимметричные – сами птицы гнездятся на узких каменистых выступах многонаселенными колониями, так что можно предположить, что такая форма яиц помогает сохранить их в целости и сохранности: они никуда со скалы не скатятся, даже если их кто-нибудь толкнет. У гагарок форма яиц похожа, но они у них не так сильно сужаются и больше напоминают правильный эллипс. Гагарки откладывают их не так, как кайры: они тщательнее выбирают место для кладки, и гагарочьи яйца лежат обычно либо в скальном углублении, либо окружены небольшими камнями.
В статье в журнале The Auk говорится, что у яиц кайр больше шансов уцелеть, если они начнут скатываться по какому-нибудь ступенчатому уклону. И эксперименты на настоящих скалах, и опыты в лаборатории показали, что гагарочьи яйца, которые не так сильно сужаются к концу, быстрее скатываются с наклонной уступчатой поверхности; напротив, яйца кайр дольше разгоняются и вообще склонны замедлятся в таком опасном движении вниз. Иными словами, если толкнуть яйцо гагарки, оно сразу начнет катиться, тогда как яйцо кайры прямо так сразу никуда не покатится; из-за своей вытянутой асимметричной формы оно плотнее контактирует с поверхностью, на которой лежит. Так что кайры могут, не особо беспокоясь, откладывать свои яйца на самом краю скал безо всяких дополнительных предосторожностей.
В другой статье, опубликованной в журнале Ibis, Биркхед с коллегами пишут о том же – о взаимосвязи формы яиц и места высиживания. В этой работе сравнивали тридцать видов птиц, которые живут в похожих условиях, но не приходятся друг другу близкими родственниками, от кайр до пингвинов. В итоге оказалось, что геометрические различия в яйцах на две трети зависят от того, где именно их откладывают и насиживают.
Наконец, не так давно Journal of Experimental Biology опубликовал статью исследователей из Иллинойсского университета в Урбане-Шампейне и Городского университета Нью-Йорка, которые проанализировали форму нескольких сотен яиц от 11 видов птиц. Авторы работы создали модель, которая предсказывала, как будет скатываться яйцо той или иной формы по наклонной плоскости. В соответствии с моделью несколько искусственных яиц (с силиконовым наполнением внутри) напечатали на 3D-принтере – и эти искусственные яйца катились так, как предсказывала модель: асимметричные заостренные и вытянутые яйца на ступенчатом скате начинали описывать круги и останавливались.
Собственно, то, что вытянутые асимметричные яйца будут вести себя именно так, можно догадаться интуитивно. Удивительно же то, что в той прошлогодней статье в Science «фактор гнезда» назвали несущественным по сравнению с «фактором полета». Однако в том случае анализировали огромное число видов с самой разной экологией, от морских птиц до сов, от куликов до колибри.
Вероятно, при таком широком сравнении на первое место действительно выходит «фактор полета». Но если сравнивать птиц, схожих по образу жизни, которые гнездятся примерно в одинаковых местах (как живущие на скалах кайры и гагары), то тут форма яиц будет зависеть уже от других, более очевидных вещей.
Автор: Кирилл Стасевич
Источник
Тип яйца у птиц
Размножение и развитие птиц
• Каковы особенности поведения птиц в период выведения потомства.
• Как развивается зародыш у птиц.
• Каково строение яйца у пресмыкающихся? Какие функции выполняют его части?
У птиц, как и у других позвоночных, органами размножения служат: у самцов — семенники, у самок — яичники (см. рис. 161). От семенников отходят семяпроводы, открывающиеся в клоаку.
У самок имеется только один — левый — яичник. Это связано с откладыванием крупных яиц, покрытых жёсткой скорлупой: через узкий таз возможно продвижение только одного яйца.
Яйцеклетки у птиц крупные, богатые желтком. Созревшая яйцеклетка попадает в яйцевод. В верхней его части происходит оплодотворение. Стенки яйцевода проталкивают яйцо (оплодотворённую яйцеклетку) в сторону клоаки. При движении оно покрывается яйцевыми оболочками , которые формируются из веществ, выделяемых стенками яйцевода. Внутренние оболочки тонкие, плёнчатые, а наружная — скорлупа — прочная, твёрдая. Яйцо попадает в клоаку и откладывается наружу.
Яйца птиц крупные, содержат много питательных веществ и воды (рис. 162).
Рис. 162 . Строение яйца: 1 — белок; 2 — желток; 3 — воздушная камера; 4 — подскорлуповая оболочка; 5 — скорлупа
Желток находится в центре яйца. Зародыш по сравнению с желтком очень маленький и расположен на его поверхности.
В известковой скорлупе есть многочисленные микроскопические поры. Через них происходит газообмен между развивающимся зародышем и внешней средой. Известь скорлупы частично используется на образование скелета зародыша. Поверх известковой скорлупы имеется тонкая оболочка, которая препятствует проникновению микробов в яйцо. Скорлупа яиц у открыто гнездящихся птиц имеет защитную окраску. Скорлупа яиц дуплогнездников и норников светлая или чисто белая.
Зародыш в яйце развивается очень быстро при высокой температуре и определённой влажности (рис. 163). Эти условия обеспечивает птица, насиживающая кладку. Наседка регулярно переворачивает яйца, при излишне высокой температуре воздуха птица охлаждает кладку, периодически смачивая оперение, и защищает её от солнечных лучей собственной тенью.
Рис. 163 . Развитие цыплёнка: 1 — эмбрион; 2 — желток; 3 — воздушная камера; 4 — белок; 5 — зародышевые оболочки
Выводковые и гнездовые птицы
Рис. 164 . Птенцы выводковых ( 1 ) и птенцовых ( 2 ) птиц
У кур, уток, гусей, лебедей птенцы вылупляются из яйца зрячие, покрытые густым пухом. После обсыхания через несколько часов они покидают гнёзда и следуют за родителями. Птиц с таким типом развития называют выводковыми (рис. 164, 1 ). Птенцы выводковых птиц способны питаться самостоятельно, но первое время нуждаются в защите от врагов и обогреве родителями.
У певчих птиц, голубей, дятлов, попугаев птенцы вылупляются беспомощными, с закрытыми глазами. Тело их покрыто редким пухом или голое. Они беспомощны, нуждаются в кормлении, обогреве и защите родителей. Птиц с таким типом развития называют птенцовыми или гнездовыми (рис. 164, 2 ). Родители долго кормят таких птенцов в гнёздах, докармливают их после вылета из гнезда до тех пор, пока молодые птицы не становятся самостоятельными.
Как правило, гнездовые птицы откладывают меньше яиц, чем выводковые.
У птиц оплодотворение внутреннее, зародыш развивается в яйце. Яйца у птиц содержат много желтка. Температурный режим и влажность обеспечивает взрослая птица, насиживающая кладку. По типу развития птенцов всех птиц делят на выводковых и гнездовых (птенцовых).
Яйцевые оболочки, выводковые и птенцовые (гнездовые) птицы.
1. Охарактеризуйте особенности строения органов размножения птиц, связанные с полётом.
2. Опишите основные этапы формирования яйца до его откладывания.
3. Опишите строение яйца птиц и функции его основных частей.
4. Используя рисунок 164, найдите черты различия выводковых и гнездовых птиц.
5. Занесите сведения о птицах в таблицу, составленную при изучении систем органов животных.
Источник