§ 46. Размножение и развитие птиц

Определения и обозначения

Внутреннее оплодотворение — слияние мужской и женской половых клеток внутри организма самки, у птиц — в яйцеводе. Оно позволяет оплодотворённой яйцеклетке начать развитие до откладки яйца. Благодаря этому размножение птиц не зависит от того, есть ли вокруг вода, в которой могли бы встретиться половые клетки.

Яйцо — яйцеклетка с запасом питательных веществ, оболочками и скорлупой, внутри которой развивается зародыш. Основные части яйца — скорлупа, подскорлуповые оболочки, белок и желток. Вместе они защищают зародыш и создают запас веществ для развития вне организма самки.

Насиживание — согревание яиц птицей и поддержание условий, нужных для развития зародыша. Родитель сидит на кладке, а при необходимости переворачивает яйца и защищает их. Так зародыши получают тепло, необходимое для нормального развития.

Птенцовые и выводковые птицы — две группы, различающиеся состоянием птенцов после вылупления. Птенцы птенцовых видов беспомощны и зависят от родителей, а выводковые появляются более развитыми и вскоре могут передвигаться. Разделение помогает описать, насколько самостоятельным становится птенец и какой уход ему требуется.

Как это устроено

Размножение у многих птиц приурочено к сезону, когда для взрослых и будущих птенцов достаточно пищи и подходят условия среды. Продолжительность дня и температура могут служить сигналами к началу периода размножения. В организме птиц меняется работа половых желёз: они активизируются, образуются половые клетки. Такой срок повышает вероятность, что птенцы появятся в благоприятное время.

Мужские половые клетки образуются в семенниках, женские — в яичнике; обычно развивается главным образом левый яичник. Во время спаривания сперматозоиды попадают в половые пути самки, и оплодотворение происходит внутри неё, в яйцеводе. После слияния клеток яйцеклетка начинает делиться, а затем на её поверхности постепенно формируются белок, оболочки и скорлупа. Поэтому к моменту откладки зародыш уже находится внутри яйца, а не оплодотворяется снаружи.

Яйцо приспособлено к развитию зародыша на суше, где нет постоянного доступа к воде. Скорлупа защищает от механических повреждений и уменьшает испарение влаги, а её поры пропускают кислород и углекислый газ. Подскорлуповые оболочки дополняют защиту, белок содержит воду и питательные вещества и смягчает удары. Желток — главный запас питательных веществ для растущего зародыша; вместе эти части обеспечивают его потребности до вылупления.

Для нормального развития зародышу требуется тепло, поэтому птицы насиживают яйца, прижимая их к телу. Взрослая птица может менять положение яиц, чтобы они прогревались равномернее, а также охранять кладку. По мере развития зародыш использует запасы яйца и дышит через поры скорлупы. Когда развитие завершается, птенец разбивает скорлупу изнутри и вылупляется.

Вылупившиеся птенцы отличаются степенью развития, поэтому различается и родительская забота. Птенцовые появляются беспомощными: им нужны тепло и пища, которые приносят взрослые. Выводковые обычно зрячие, покрыты пухом и способны вскоре ходить или плавать; они могут следовать за родителями и искать корм, хотя всё ещё нуждаются в защите. Это разные способы заботы о потомстве, а не простое различие в размере или силе птенцов.

Развитие птенцов и забота родителей

Сравнивайте птиц по нескольким признакам сразу: зрению, оперению и способности двигаться и питаться. Таблица показывает типичную картину, а забота родителей не прекращается у выводковых сразу после вылупления. Для определения типа развития важнее всего состояние птенца и его самостоятельность.

Разбор задач

Задача 1. На схеме яйца обозначены скорлупа, белок и желток. Определите, какие части защищают зародыш и какие обеспечивают его питательными веществами. Не нужно выбирать только одну функцию для каждой части: некоторые части одновременно участвуют в защите и обеспечении зародыша.

1. Сначала найдите скорлупу: она образует наружную защиту и предохраняет яйцо от повреждений и высыхания. Её поры при этом сохраняют возможность газообмена.
2. Затем рассмотрите белок: он содержит воду и питательные вещества, а также смягчает механические воздействия. Значит, его роль не сводится только к питанию.
3. Желток — основной запас питательных веществ, которые расходуются при развитии зародыша. В полной схеме учитывают и оболочки, расположенные под скорлупой: они также служат защитой.

Ответ. Зародыш защищают скорлупа и подскорлуповые оболочки; белок также смягчает воздействия. Питательные вещества содержатся в желтке и белке, причём желток — главный запас для развития.

Задача 2. Сравните птенцов курицы и воробья сразу после вылупления. Определите тип развития каждого вида и обоснуйте ответ. Не делайте вывод только по тому, что один птенец крупнее другого: нужно оценить его состояние и самостоятельность.

1. Установите, какой птенец после вылупления видит, покрыт пухом и способен двигаться. Такие признаки указывают на более развитое состояние.
2. Птенец курицы обычно зрячий, покрыт пухом и вскоре ходит за наседкой. По этим признакам курица относится к выводковым птицам.
3. Птенец воробья вылупляется беспомощным и зависит от родителей, которые согревают и кормят его в гнезде. Поэтому воробей — птенцовая птица.

Ответ. Курица — выводковая птица, воробей — птенцовая. Вывод основан на развитости птенцов и их способности передвигаться после вылупления.

Задача 3. Птенец вылупился зрячим, покрытым пухом и может вскоре следовать за родителями. Опишите особенности его развития и сравните их с развитием птенцовых птиц. В условии уже даны основные признаки, поэтому важно связать их с типом развития, а затем объяснить различие в уходе.

1. Зрячее состояние и пух показывают, что птенец более развит к моменту вылупления, чем беспомощный новорождённый.
2. Способность следовать за родителями означает, что он может передвигаться вскоре после появления из яйца. Это характерные признаки выводкового типа развития.
3. У птенцовых видов птенцы обычно остаются в гнезде, не могут самостоятельно добывать пищу и нуждаются в длительном кормлении и обогреве. Выводковые тоже нуждаются в защите, но родители могут вести их за собой.

Ответ. Это выводковый птенец: он зрячий, покрыт пухом и способен следовать за взрослыми. Птенцы птенцовых птиц вылупляются менее развитыми и дольше зависят от родительского кормления и обогрева.

Типичные ошибки

Ошибка — считать, что оплодотворение происходит в яйце уже после его откладки. Так можно подумать, потому что именно в яйце заметен зародыш, но яйцо формируется после оплодотворения внутри организма самки. Проверяйте себя вопросом: где встречаются половые клетки? У птиц — в яйцеводе, до откладки яйца.

Ошибка — смешивать функции белка и желтка или утверждать, что питает зародыш только одна часть. Белок и желток оба участвуют в обеспечении развития, но желток служит главным запасом питательных веществ, а белок содержит воду и вещества и смягчает воздействия. Проверяйте ответ по роли каждой части, а не по упрощённому правилу «одно защищает, другое кормит».

Ошибка — представлять скорлупу полностью герметичной оболочкой. Она кажется сплошной, поэтому легко забыть о микроскопических порах, через которые идёт газообмен. Зародышу нужен кислород, а углекислый газ должен выводиться; если в объяснении нет пор и обмена газами, проверьте его.

Ошибка — определять тип развития лишь по размеру птенца или по знакомому названию вида. Размер не показывает, зряч ли птенец, покрыт ли пухом и способен ли он передвигаться и питаться. Сравнивайте состояние после вылупления и самостоятельность, а примеры птиц используйте как подтверждение, а не как единственный довод.

Связь с другими темами

Чтобы понять размножение птиц, нужно знать строение половой системы позвоночных и различать половое и бесполое размножение. Здесь важны половые клетки и их слияние при оплодотворении. Сходство с пресмыкающимися помогает сравнить развитие в яйце, а различия — увидеть особенности строения яйца птиц и заботы о потомстве.

Тема также связана с приспособленностью животных к среде обитания: яйцо позволяет зародышу развиваться на суше, а насиживание поддерживает необходимые условия. Различные способы развития птенцов показывают разнообразие заботы о потомстве. Эти знания пригодятся при изучении многообразия позвоночных и связи их строения и поведения с условиями жизни.

Что запомнить

• У птиц оплодотворение внутреннее.
• Яйцо защищает зародыш и обеспечивает его развитие вне организма самки.
• Скорлупа предохраняет яйцо, а её поры обеспечивают газообмен.
• Насиживание поддерживает условия, необходимые для развития зародыша.
• Птенцы вылупляются после завершения развития зародыша в яйце.
• У выводковых птенцы после вылупления более самостоятельны, чем у птенцовых.