§ 44. Опорно-двигательная система птиц

Определения и обозначения

Киль — выступ грудины, к которому прикрепляются мощные грудные мышцы. Когда эти мышцы сокращаются, они помогают двигать крыльями. Поэтому киль служит не отдельной костью, а важным участком опоры для мышц.

Цевка — удлинённая часть скелета задней конечности, образованная срастанием костей. Она находится в нижней части ноги и помогает птице опираться на землю. Благодаря ей птица может ходить и отталкиваться от опоры.

Вилочка — сросшиеся ключицы, соединённые в виде дуги. Она входит в состав плечевого пояса и поддерживает его. Это помогает плечевому поясу выдерживать нагрузку, возникающую при движении крыльев.

Пневматичность костей — наличие воздушных полостей в некоторых костях. Такие полости уменьшают массу скелета, не превращая его целиком в пустую оболочку. Это облегчает тело, которому нужно подниматься в воздух.

Как это устроено

Скелет птицы должен одновременно быть лёгким и выдерживать нагрузки при движении. Поэтому в некоторых костях есть воздушные полости, а другие особенности их строения также помогают снизить массу. При этом многие кости срослись: так скелет становится более прочным и устойчивым. Воздушные полости есть не в каждой кости, поэтому лёгкость скелета нельзя объяснить только ими.

Передние конечности птицы преобразованы в крылья, и их скелет отличается от скелета обычной ноги. Во время полёта крылья совершают повторяющиеся движения, поэтому им нужна надёжная опора. Её обеспечивают кости плечевого пояса, в том числе вилочка, а также грудная клетка. Такое соединение помогает передавать нагрузку от крыльев на туловище.

Грудина у птиц имеет киль, к которому прикрепляются крупные грудные мышцы. При сокращении мышц крылья движутся, а при их работе в противоположном направлении крылья поднимаются. Мышцы должны быть мощными, потому что движение крыльев требует значительных усилий. Киль увеличивает площадь, к которой могут крепиться эти мышцы, и помогает передавать их усилие скелету.

Задние конечности поддерживают тело, когда птица стоит, и помогают ей передвигаться по земле или отталкиваться при взлёте. В их строении есть длинные кости и цевка, которая укрепляет нижнюю часть ноги. Такая конечность принимает на себя вес тела при посадке и ходьбе. Она выполняет другую задачу, чем передняя пара конечностей, преобразованная в крылья.

Ноги птиц устроены неодинаково, потому что разные виды передвигаются и добывают пищу по-разному. Для ходьбы по земле нужны конечности, позволяющие уверенно опираться на поверхность. У плавающих птиц ноги помогают отталкиваться от воды, а у хищных — удерживать добычу. Значит, особенности ног связаны с образом жизни и выполняемой работой.

Особенности опорно-двигательной системы птиц и их значение

В таблице удобно сопоставлять каждую часть скелета с её особенностью и работой. При чтении проследи, как строение связано с движением: крылья опираются на плечевой пояс, а ноги поддерживают тело. Такое сопоставление помогает объяснить, почему скелет птицы устроен именно так.

Разбор задач

Задача 1. Укажите две особенности строения скелета птицы, которые уменьшают его массу, и объясните их значение.

Чтобы ответить, нужно выбрать именно особенности скелета, связанные с уменьшением массы, а затем объяснить, как они помогают птице. Не стоит приписывать это свойство каждой кости или забывать о прочности. Разберём ход рассуждения по шагам.

1. Находим в описании скелета воздушные полости: они есть в некоторых костях и уменьшают их массу.
2. Учитываем облегчённое строение костей, которое тоже помогает сделать скелет легче, не превращая его в набор хрупких пустых трубок.
3. Связываем меньшую массу с полётом: птице легче поднимать тело и перемещать его в воздухе.

Ответ: массу скелета уменьшают воздушные полости в некоторых костях и особенности их строения. Они облегчают тело, что помогает птице летать. При этом прочность скелета поддерживается, в частности, срастанием многих костей.

Задача 2. Объясните, почему у птицы развиты киль и крупные грудные мышцы.

Здесь нужно установить связь между частью скелета, местом прикрепления мышц и движением. Киль сам по себе не двигает крылья, поэтому важно не перепутать его роль с работой мышц. Проверим объяснение шаг за шагом.

1. Определяем, что киль — выступ грудины, а не отдельная кость.
2. Вспоминаем, что к нему прикрепляются крупные грудные мышцы.
3. Связываем работу мышц с движениями крыльев: мышцы сокращаются и создают усилие, необходимое для полёта.

Ответ: развитый киль даёт место для прикрепления мощных грудных мышц. Эти мышцы двигают крылья, поэтому и мышцы, и участок грудины, на котором они держатся, должны быть хорошо развиты.

Задача 3. Сравните строение передних и задних конечностей птицы и объясните, как каждая пара конечностей участвует в движении.

Сравнивая конечности, сначала определяем, во что они преобразованы и какую работу выполняют. У птицы передняя и задняя пары не дублируют друг друга: их функции различаются. Это связано с тем, что птице нужно и летать, и опираться на поверхность.

1. Передние конечности преобразованы в крылья; они обеспечивают движение, необходимое для полёта.
2. Задние конечности имеют длинные кости и цевку; они поддерживают тело, помогают ходить и отталкиваться от опоры.
3. Сопоставляем функции с образом жизни: крылья работают в воздухе, а ноги — при опоре и передвижении по поверхности или в воде.

Ответ: передние конечности стали крыльями и участвуют в полёте, а задние служат опорой и помогают передвигаться. Строение ног может различаться у разных птиц, потому что оно зависит от способа передвижения и добывания пищи.

Типичные ошибки

Ошибка — считать, что все кости птицы полые. Так могут решить, потому что часто упоминают воздушные полости как приспособление к полёту. Но такие полости есть только в некоторых костях; проверяй формулировку и не распространяй её на весь скелет.

Ошибка — называть киль отдельной костью. Его можно принять за самостоятельную часть скелета из-за особой формы и важной роли. Помни: киль — выступ грудины, к которому крепятся мышцы; сверяй, к какой кости относится этот выступ.

Ошибка — смешивать функции передних и задних конечностей. Это происходит, если рассматривать все конечности только как средства передвижения. Передние преобразованы в крылья, а задние главным образом поддерживают тело и помогают ходить; проверь себя, указав функцию каждой пары отдельно.

Ошибка — объяснять лёгкость скелета только воздушными полостями. Их роль заметна, поэтому другие особенности легко упустить. Учитывай также строение костей и их срастание: первое помогает облегчить скелет, второе повышает его прочность.

Связь с другими темами

Для понимания темы нужно знать основные отделы скелета позвоночных и представлять, как кости, суставы и мышцы участвуют в движении. Строение скелета птиц связано с их приспособленностью к полёту и с работой мышечной системы: кости служат опорой, а мышцы создают движение. Полёт также связан с дыхательной системой, которая обеспечивает организм необходимыми условиями для активной работы. Эти знания помогут сравнивать птиц с другими позвоночными и разбирать разные способы передвижения животных.

Что запомнить

• Скелет птицы сочетает прочность и небольшую массу.
• Некоторые кости птиц имеют воздушные полости.
• Многие кости скелета птицы срослись.
• Киль — выступ грудины и место прикрепления крупных грудных мышц.
• Передние конечности птицы преобразованы в крылья.
• Задние конечности служат для опоры и передвижения.
• Строение конечностей связано с образом жизни птицы.