49. Размножение и развитие птиц. Сезонные явления в жизни птиц

Определения и обозначения

Половое размножение птиц — образование нового организма после слияния яйцеклетки и сперматозоида; у птиц оплодотворение внутреннее. Это означает, что половые клетки соединяются в организме самки, а не во внешней среде. Внутреннее оплодотворение важно потому, что зародыш затем может развиваться в защищённом яйце.

Яйцо птицы — развивающийся зародыш вместе с запасом питательных веществ и защитными оболочками. Желток служит основным запасом питания, а белок содержит воду, смягчает толчки и помогает защищать зародыш. Скорлупа предохраняет яйцо от повреждений и высыхания, при этом её поры позволяют происходить газообмену.

Насиживание — согревание яйца одним из родителей или обоими родителями. Оно необходимо, чтобы зародыш развивался при подходящей температуре. Родитель не просто находится на яйцах, а регулярно поддерживает условия, без которых нормальное развитие невозможно.

Выводковые и гнездовые птенцы — две группы, которые различаются степенью развития при вылуплении и зависимостью от родителей. Выводковые птенцы обычно способны вскоре передвигаться, а гнездовые остаются в гнезде и нуждаются в кормлении и обогреве. Такое различие связано с образом жизни взрослых птиц и условиями, в которых растёт потомство.

Как это устроено

Размножение начинается с образования половых клеток: самка производит яйцеклетки, а самец — сперматозоиды. Во время спаривания сперматозоиды попадают в половые пути самки и могут встретиться с яйцеклеткой. Поскольку оплодотворение внутреннее, зародыш начинает развитие внутри организма самки, а затем оказывается в яйце с питательным запасом и оболочками.

Части яйца выполняют разные задачи, поэтому зародыш не зависит от одного только желтка. Желток даёт ему запас питательных веществ, а белок содержит воду и смягчает толчки при движении яйца. Оболочки и скорлупа защищают содержимое от внешних воздействий; поры скорлупы обеспечивают газообмен, а воздушная камера содержит запас воздуха. Так яйцо одновременно снабжает зародыш ресурсами и создаёт ему защищённую среду.

Для развития зародышу нужна подходящая температура, поэтому родители насиживают кладку. Птица согревает яйца телом и может переворачивать их, чтобы прогрев был равномернее. Если условия меняются слишком сильно, развитие может замедлиться или нарушиться. Срок насиживания не у всех видов одинаков: он связан с особенностями развития и тем, насколько сформированным должен выйти птенец.

При вылуплении птенцы различаются по готовности к самостоятельной жизни. Выводковые обычно покрыты пухом, имеют открытые глаза и вскоре могут передвигаться; родители охраняют их и помогают находить пищу. Гнездовые часто появляются с закрытыми глазами и без развитого оперения, поэтому остаются в гнезде, где взрослые кормят и согревают их. Эти стратегии подходят разным условиям гнездования и поведения взрослых птиц.

Годовой цикл птиц меняется вместе с температурой, длиной дня и доступностью пищи. В благоприятный сезон многие виды размножаются, чтобы птенцы росли тогда, когда корм найти легче; сроки могут различаться в разных районах. Линька — смена перьев — помогает обновлять оперение, а подготовка к зиме может включать накопление запасов или изменение поведения. Перелёты позволяют многим птицам покинуть места, где в холодный сезон становится мало пищи, и добраться до более подходящих условий.

Сравнение выводковых и гнездовых птенцов

Сравнивайте птенцов сразу по нескольким признакам: один признак не всегда даёт полную картину. Особенно полезно обратить внимание на способность передвигаться и на то, кто добывает пищу. Примеры показывают типичные группы, но главные различия — степень развития и зависимость от заботы родителей.

Разбор задач

Задача 1. Расположите стадии размножения птиц в правильной последовательности: насиживание, спаривание и оплодотворение, вылупление, откладывание яйца. Нужно восстановить ход событий от соединения половых клеток до появления птенца. Для этого выясним, какое событие должно произойти раньше, чтобы стало возможным следующее.

1. Сначала происходит спаривание, а вслед за ним — внутреннее оплодотворение яйцеклетки.
2. Затем самка откладывает яйцо, в котором уже развивается зародыш.
3. Родитель насиживает яйцо, поддерживая нужную для развития температуру.
4. Когда развитие завершается, птенец вылупляется.

Ответ: спаривание и оплодотворение, откладывание яйца, насиживание, вылупление. Эта последовательность показывает, почему нельзя поставить насиживание перед откладыванием яйца. Вылупление происходит после того, как зародыш достаточно развился.

Задача 2. Один птенец после вылупления покрыт пухом и может следовать за матерью, другой голый, с закрытыми глазами и остаётся в гнезде. Определите группы птенцов и объясните различие. Здесь достаточно сопоставить указанные признаки с типичными особенностями двух групп.

1. Пух и способность передвигаться вскоре после вылупления характерны для выводковых птенцов.
2. Значит, первый птенец относится к выводковым: он может покинуть место вылупления и следовать за родителем.
3. Голое тело, закрытые глаза и пребывание в гнезде указывают на гнездового птенца.
4. Он зависит от взрослых сильнее, потому что сам не может достаточно хорошо передвигаться и добывать пищу.

Ответ: первый птенец выводковый, второй — гнездовый. У первого основные органы чувств и движения развиты лучше к моменту вылупления. Второму требуется больше времени и ухода, поэтому родители кормят и согревают его в гнезде.

Задача 3. Птицы одного вида в северных и южных районах начинают размножаться в разное время. Объясните возможную причину и назовите ещё два сезонных явления, помогающих приспособиться к переменам. Нужно связать сроки размножения не с календарной датой, а с условиями среды.

1. Сравните, когда в двух районах наступают тепло и доступность пищи, необходимые для выращивания птенцов.
2. В северном районе подходящие условия могут наступить позже, поэтому и размножение начинается позднее.
3. В качестве других сезонных явлений назовите линьку и подготовку к зиме; также многие виды совершают перелёты.

Ответ: сроки различаются из-за неодинакового наступления благоприятных условий, например тепла и изобилия корма. Ещё два сезонных явления — линька и подготовка к зиме. Перелёты тоже помогают приспособиться, когда в привычном месте становится холодно или не хватает пищи.

Типичные ошибки

Ошибка — считать, что зародыш получает всё необходимое только из желтка. Так думают, потому что желток заметен и действительно служит основным запасом питательных веществ. Но белок содержит воду и смягчает толчки, а оболочки и скорлупа защищают яйцо; проверьте себя вопросом, какую задачу выполняет каждая часть.

Ошибка — понимать насиживание как простое пребывание птицы на яйцах. Такое представление возникает, если не учитывать, что зародышу нужны определённые условия для развития. На самом деле родитель согревает кладку и помогает поддерживать необходимую температуру; чтобы проверить ответ, спросите, что изменилось бы, если бы яйца оставались без тепла.

Ошибка — полагать, что любой птенец сразу после вылупления может покинуть гнездо. Это легко перепутать, если помнить только о пухе у некоторых птенцов и не сравнивать группы. Выводковые обычно более самостоятельны, а гнездовые нуждаются в уходе; сверяйте вывод по оперению, зрению, передвижению и зависимости от родителей.

Ошибка — считать перелёт единственным сезонным явлением. Перелёты хорошо заметны, поэтому другие изменения могут остаться без внимания. Но птицы также размножаются в подходящий сезон, линяют и готовятся к неблагоприятному времени года; проверьте себя, назвав хотя бы три сезонных изменения, а не только перемещение между местами.

Связь с другими темами

Чтобы понять размножение птиц, нужны знания о строении половой системы позвоночных, половых клетках и оплодотворении. Они объясняют, как начинается развитие нового организма и почему оплодотворение у птиц называют внутренним. Представление о сезонных приспособлениях пригодится при изучении миграций животных и экологии. Оно также помогает понять, почему охрана птиц должна учитывать места их размножения, зимовки и пути перелётов.

Что запомнить

• У птиц оплодотворение внутреннее.
• Яйцо защищает зародыш и содержит запас веществ для его развития.
• Для нормального развития зародыша яйца необходимо насиживание.
• Выводковые птенцы после вылупления более самостоятельны, чем гнездовые.
• Размножение птиц связано с сезонными условиями.
• Линька, перелёты и подготовка к зиме — сезонные явления в жизни птиц.