48. Системы органов птиц

Определения и обозначения

Воздушные мешки — тонкостенные выросты дыхательной системы, соединённые с лёгкими. Они не заменяют лёгкие, а помогают перемещать через них воздух. Благодаря мешкам вентиляция лёгких продолжается при вдохе и выдохе.

Двойное дыхание птиц — поступление кислорода в кровь в лёгких во время вдоха и выдоха. Воздух движется по дыхательной системе так, что лёгкие получают его не только при втягивании, но и при выталкивании. Это помогает снабжать кислородом организм птицы.

Зоб — расширение пищевода, в котором пища временно накапливается и размягчается. Он позволяет не направлять каждую порцию сразу в следующие отделы пищеварительного тракта. Размягчённая пища легче проходит дальнейшую обработку.

Мускульный желудок — отдел желудка с мощными стенками, который перетирает пищу. Его работа особенно важна, потому что птицы не пережёвывают пищу зубами. Перетирание помогает сделать пищевые частицы мельче и облегчает их дальнейшее переваривание.

Как это устроено

Пища попадает в организм через клюв, а затем движется по пищеводу. У многих птиц пищевод расширен в зобе: там пища может ненадолго задержаться, размягчиться и поступать дальше постепенно. В желудке сначала действуют пищеварительные соки железистого отдела, а мускульный отдел измельчает пищу. Такое разделение обработки особенно полезно птицам, которые не могут разжёвывать пищу зубами; затем в кишечнике продолжается пищеварение и всасываются питательные вещества.

Лёгкие птиц связаны с воздушными мешками, которые служат резервуарами и участвуют в движении воздуха. При вдохе воздух проходит через лёгкие и направляется также в мешки, а при выдохе воздух из мешков снова проходит через лёгкие. Поэтому газообмен в лёгких происходит в обе фазы дыхания, а не только при вдохе. Такая вентиляция обеспечивает постоянное поступление кислорода; сами мешки при этом не заменяют лёгкие, где кислород переходит в кровь.

Сердце птицы состоит из четырёх камер: двух предсердий и двух желудочков. Правая половина направляет венозную кровь к лёгким, а левая — артериальную кровь к органам тела. Перегородки полностью разделяют эти потоки, поэтому кровь, богатая кислородом, не смешивается с кровью, в которой кислорода мало. Органы получают более эффективное снабжение кислородом, что помогает поддерживать высокую активность птиц.

Почки фильтруют кровь и удаляют из неё продукты обмена. У птиц основная часть таких отходов выводится в виде мочевой кислоты и поступает в кишечник, а затем удаляется вместе с его содержимым. У большинства птиц нет мочевого пузыря, в котором жидкость могла бы накапливаться. Отсутствие этого органа уменьшает массу тела и позволяет не переносить дополнительный запас жидкости.

У птиц происходит внутреннее оплодотворение: оно совершается внутри организма самки. После оплодотворения яйцо постепенно формируется и проходит по яйцеводу, где покрывается оболочками и скорлупой. У самок обычно развивается только левый яичник. Такое устройство связано с формированием крупного яйца и позволяет не увеличивать массу репродуктивных органов без необходимости.

Системы органов птиц: строение и значение

Сравнивайте строки таблицы по цепочке: орган — его работа — польза для птицы. Например, воздушные мешки связаны с лёгкими, но не выполняют газообмен самостоятельно. Такая связь помогает отличать строение системы от её приспособительного значения.

Разбор задач

Путь зерна от клюва до крови

Условие. Проследите, как зерно проходит пищеварительную систему и как его питательные вещества попадают в кровь. Удобно сначала перечислить органы по порядку, а затем указать, что происходит в каждом из них. Не следует путать измельчение пищи с её химическим перевариванием.

1. Зерно попадает в клюв и проглатывается, затем движется по пищеводу. Если оно задерживается в зобе, то там накапливается и размягчается.
2. В желудке железистый отдел выделяет пищеварительные соки, а мускульный отдел перетирает зерно. Значит, здесь идут разные этапы обработки.
3. В кишечнике пища окончательно переваривается, а растворённые питательные вещества всасываются через его стенки. После этого они поступают в кровь и разносятся по организму.

Ответ. Путь зерна: клюв — пищевод — зоб — желудок — кишечник. Питательные вещества попадают в кровь при всасывании в кишечнике, а не в клюве или зобе.

Почему кислород поступает в кровь и при выдохе?

Условие. Объясните, почему газообмен у птиц происходит в лёгких не только при вдохе, но и при выдохе. Для ответа нужно проследить движение воздуха, а не считать вдох и выдох двумя отдельными вдохами. Главную роль в этом движении играют лёгкие и связанные с ними воздушные мешки.

1. При вдохе воздух поступает в дыхательную систему, проходит через лёгкие и часть его направляется в воздушные мешки.
2. При выдохе воздух из мешков снова проходит через лёгкие. Значит, лёгкие омываются воздухом в обе фазы дыхания.
3. Именно в лёгких кислород переходит в кровь. Воздушные мешки помогают вентиляции, но сами не заменяют лёгкие и не являются местом газообмена.

Ответ. Кислород поступает в кровь при вдохе и выдохе, потому что воздух проходит через лёгкие в обе фазы дыхания. Это и называют двойным дыханием птиц.

Сравнение кровообращения птицы и пресмыкающегося

Условие. Сравните сердце птицы и пресмыкающегося и объясните связь строения сердца с активностью. Для сравнения сначала назовите число камер, затем оцените, смешиваются ли потоки крови. После этого свяжите разделение крови с доставкой кислорода к органам.

1. У птицы сердце четырёхкамерное: два предсердия и два желудочка. Артериальная и венозная кровь полностью разделены.
2. У большинства пресмыкающихся сердце трёхкамерное, и кровь в желудочке частично смешивается. Поэтому разделение потоков у птицы полнее.
3. Кровь с высоким содержанием кислорода эффективнее снабжает органы. Это помогает птице поддерживать высокую активность, хотя одним устройством сердца все особенности образа жизни не объясняются.

Ответ. Четырёхкамерное сердце птицы полностью разделяет артериальную и венозную кровь, а у большинства пресмыкающихся разделение неполное. Благодаря этому органы птицы получают кислород эффективнее.

Типичные ошибки

Ошибка: считать воздушные мешки заменой лёгких. Её допускают потому, что мешки заметно участвуют в дыхании и связаны с лёгкими. Проверьте себя вопросом: где кислород переходит в кровь? Это происходит в лёгких, тогда как мешки помогают двигать воздух.

Ошибка: понимать двойное дыхание как два вдоха подряд. Такое прочтение возникает из-за слова «двойное», но оно обозначает газообмен при вдохе и выдохе. Проверьте, названы ли обе фазы дыхания и движение воздуха через лёгкие; дополнительного второго вдоха термин не подразумевает.

Ошибка: путать функции двух отделов желудка. Железистый отдел выделяет пищеварительные соки, а мускульный перетирает пищу; смешение функций возникает потому, что оба отдела участвуют в обработке еды. Чтобы проверить ответ, спросите себя, где действуют соки, а где пища измельчается механически.

Ошибка: утверждать, что у птиц совсем не образуется моча. Обычно так говорят, заметив отсутствие мочевого пузыря, однако почки продолжают выводить продукты обмена, преимущественно в виде мочевой кислоты. Проверка простая: отсутствие органа для накопления не означает отсутствия выделения; отходы всё равно удаляются из организма.

Связь с другими темами

Для понимания систем органов птиц нужны общие знания о позвоночных и назначении пищеварительной, дыхательной, кровеносной и выделительной систем. Если вы уже умеете различать органы и их функции, легче увидеть, как отделы работают вместе. Например, лёгкие обеспечивают поступление кислорода, а кровеносная система доставляет его тканям.

Особенности птиц пригодятся при сравнении классов позвоночных: можно сопоставить строение сердца, дыхание и пищеварение. Эти знания помогают объяснять приспособления к полёту и высокой активности, не сводя их к одному признаку. Сравнивайте не только названия органов, но и то, как их строение помогает выполнять функцию.

Что запомнить

• Пищеварительная система птиц включает отделы, приспособленные к характеру их пищи.
• Воздушные мешки участвуют в вентиляции лёгких, но не являются местом газообмена.
• У птиц газообмен в лёгких происходит и при вдохе, и при выдохе.
• Сердце птицы четырёхкамерное; артериальная и венозная кровь не смешиваются.
• Почки выводят продукты обмена, а мочевой пузырь у большинства птиц отсутствует.
• Оплодотворение у птиц внутреннее, а яйцо формируется в яйцеводе.