§ 45. Внутреннее строение птиц

Определения и обозначения

Воздушные мешки — тонкостенные выросты лёгких, участвующие в вентиляции дыхательной системы птицы. Они помогают перемещать воздух через лёгкие, но не заменяют их. Благодаря мешкам воздух проходит через лёгкие не только во время вдоха, но и во время выдоха. Это особенно полезно при интенсивной работе организма.

Двойное дыхание — поступление свежего воздуха через лёгкие и при вдохе, и при выдохе благодаря движению воздуха через лёгкие и воздушные мешки. Слово «двойное» указывает не на два вдоха подряд, а на вентиляцию лёгких в обе фазы дыхания. Так организм может получать кислород эффективнее. Это помогает обеспечить потребности тканей.

Четырёхкамерное сердце — сердце с двумя предсердиями и двумя желудочками, в котором артериальная и венозная кровь не смешиваются. Предсердия принимают кровь, а желудочки направляют её дальше по сосудам. Разделение потоков позволяет доставлять к тканям кровь, богатую кислородом. Поэтому органы получают подходящее для их работы снабжение.

Клоака — конечный отдел пищеварительной системы, куда открываются также протоки выделительной и половой систем. Это общий участок, через который наружу выводятся остатки пищи и продукты выделения. Такое устройство объединяет выходы нескольких систем. Поэтому клоаку нельзя считать только частью пищеварительного тракта.

Как это устроено

Пищеварительная система должна быстро обработать пищу и передать организму содержащиеся в ней вещества. Пища проходит из ротовой полости через глотку и пищевод; у многих птиц пищевод расширяется в зоб, где пища временно накапливается и размягчается. Затем она попадает в желудок: в его отделах пища обрабатывается пищеварительными соками и перетирается. В кишечнике питательные вещества всасываются, а непереваренные остатки направляются к клоаке.

Лёгкие птиц образованы системой трубочек, по которым движется воздух и происходит газообмен. Одних лёгких для эффективной вентиляции недостаточно: поэтому с ними соединены воздушные мешки, работающие как резервуары и помогающие перемещать воздух. При вдохе воздух поступает в дыхательную систему и воздушные мешки, а при выдохе проходит через лёгкие. Так свежий воздух достигает лёгких в обе фазы дыхания, что и называют двойным дыханием.

Кровь переносит кислород от лёгких к тканям, а углекислый газ — от тканей к органам дыхания. В четырёхкамерном сердце правая половина направляет кровь к лёгким, а левая — к органам тела. Перегородки между камерами не дают потокам артериальной и венозной крови смешиваться. Благодаря этому к тканям поступает кровь с высоким содержанием кислорода, что поддерживает активную работу организма.

В клетках постоянно образуются продукты обмена, и их накопление могло бы нарушить работу организма. Почки фильтруют кровь и удаляют из неё ненужные вещества; образующиеся продукты выделения поступают по мочеточникам в клоаку. Выведение через клоаку позволяет не иметь отдельного наружного отверстия для мочеточников. Такое строение связано с общим планом организации птицы и помогает удалять отходы обмена.

Нервная система принимает сигналы, обрабатывает их и согласует работу органов. Головной и спинной мозг связаны с нервами, которые передают команды к разным частям тела. Органы чувств дают птице сведения о положении предметов, звуках и других изменениях вокруг. Благодаря этому птица может выбирать направление движения и своевременно реагировать на опасность.

Внутренние органы птицы и их функции

Сначала найдите в таблице нужную систему органов, затем проследите связь между её строением и функцией. Например, наличие воздушных мешков объясняет, как поддерживается движение воздуха через лёгкие. Таблица также помогает сравнить системы и увидеть, что каждая выполняет свою задачу.

Разбор задач

Задача 1. Назовите органы, по которым проходит пища от ротовой полости до клоаки.

Чтобы ответить, нужно восстановить путь пищи по пищеварительному тракту. Важно не перепутать органы, через которые пища проходит, с органами, например печенью, которые выделяют пищеварительные вещества, но не проводят пищу. Зоб есть у многих птиц, однако встречается не у всех. Последовательность можно записать так:

1. Из ротовой полости пища поступает в глотку.
2. Затем она проходит по пищеводу; у многих птиц на его пути есть зоб.
3. Из пищевода пища направляется в желудок, а после него — в кишечник.
4. Непереваренные остатки попадают в клоаку.

Ответ: ротовая полость, глотка, пищевод, зоб (если он есть), желудок, кишечник, клоака. Зоб указывают с оговоркой, потому что он развит не у всех птиц. Печень и поджелудочная железа участвуют в пищеварении, но пища через них не проходит.

Задача 2. Объясните, какую роль выполняют воздушные мешки при дыхании птицы.

В вопросе важно различить место газообмена и органы, которые помогают двигать воздух. Газообмен происходит в лёгких, а мешки связаны с ними и участвуют в вентиляции. Проследим, как это объясняет двойное дыхание:

1. При вдохе воздух поступает в дыхательную систему и часть его перемещается в воздушные мешки.
2. При выдохе воздух из мешков проходит через лёгкие.
3. Поэтому воздух проходит через лёгкие и при вдохе, и при выдохе.

Ответ: воздушные мешки помогают поддерживать движение воздуха через лёгкие в обе фазы дыхания, благодаря чему вентиляция лёгких происходит непрерывно. Они не выполняют основную работу газообмена и не служат самостоятельной заменой лёгким. Именно сочетание лёгких и мешков объясняет двойное дыхание.

Задача 3. Сравните строение кровеносной системы птицы и пресмыкающегося и объясните значение различий.

Для сравнения выберем признаки, которые связаны с движением крови: число камер сердца и разделение её потоков. У большинства пресмыкающихся сердце имеет два предсердия и один желудочек, поэтому артериальная и венозная кровь могут частично смешиваться. У птиц строение сердца устроено иначе:

1. У птицы два предсердия и два желудочка — всего четыре камеры.
2. Перегородка полностью разделяет правую и левую половины сердца.
3. Венозная кровь направляется к лёгким, а артериальная — к органам тела, не смешиваясь с венозной.
4. У большинства пресмыкающихся желудочек не разделён полностью, поэтому разделение потоков менее полное.

Ответ: сердце птицы четырёхкамерное, а у большинства пресмыкающихся — трёхкамерное. Полное разделение крови помогает эффективнее снабжать ткани кислородом. При сравнении следует учитывать, что у крокодилов сердце также четырёхкамерное.

Типичные ошибки

Ошибка: считать, что воздушные мешки заменяют лёгкие. Её допускают, потому что мешки заметны в описании дыхательной системы и связаны с движением воздуха. Но газообмен происходит в лёгких, а мешки помогают вентиляции. Проверьте себя вопросом: какой орган обеспечивает обмен газов между воздухом и кровью?

Ошибка: понимать двойное дыхание как два вдоха подряд. Такое толкование возникает из-за обычного значения слова «двойное». На самом деле термин описывает прохождение воздуха через лёгкие при вдохе и при выдохе. Чтобы проверить ответ, назовите обе фазы дыхания, в которых воздух проходит через лёгкие.

Ошибка: предполагать, что в сердце птицы смешиваются артериальная и венозная кровь. Иногда это переносят на птиц по аналогии с большинством пресмыкающихся. У птицы сердце разделено на четыре камеры, и его правая и левая половины изолированы. Проверка простая: вспомните, сколько предсердий и желудочков и разделены ли их потоки.

Ошибка: считать клоаку отдельным органом пищеварения. Так можно подумать, потому что остатки пищи выходят через неё. Однако клоака — общий конечный отдел, куда открываются также протоки выделительной и половой систем. Уточните, какие системы связаны с клоакой, — это поможет не путать её назначение.

Связь с другими темами

Для изучения внутреннего строения птиц нужны знания о системах органов позвоночных: так легче понять назначение каждого органа и проследить путь веществ в организме. Сравнение дыхания, кровообращения и выделения у птиц и пресмыкающихся помогает увидеть, какие особенности строения различаются. Позже эти знания пригодятся при изучении приспособленности птиц к полёту и сравнении классов позвоночных. Связывая строение органов с их работой, проще объяснить, как устроен организм целиком.

Что запомнить

• Пищеварительная система птицы переваривает пищу и обеспечивает всасывание питательных веществ.
• Газообмен у птиц происходит в лёгких.
• Воздушные мешки помогают движению воздуха через лёгкие и участвуют в двойном дыхании.
• Сердце птицы четырёхкамерное.
• Артериальная и венозная кровь в сердце птицы не смешиваются.
• Почки удаляют продукты обмена, а мочеточники открываются в клоаку.