§ 45. Внутреннее строение птиц

Определения и обозначения

Воздушные мешки — тонкостенные выросты дыхательной системы, связанные с лёгкими и обеспечивающие движение воздуха через них. Они не заменяют лёгкие и сами не являются главным местом газообмена. Их роль — помогать воздуху проходить через дыхательную систему.

Двойное дыхание — поступление свежего воздуха через лёгкие и при вдохе, и при выдохе благодаря воздушным мешкам. Это не два вдоха подряд, а непрерывное движение воздуха через лёгкие в течение дыхательного цикла. Так организм получает кислород при высокой активности.

Четырёхкамерное сердце — сердце из двух предсердий и двух желудочков, правая и левая половины которого полностью разделены. Такое строение не позволяет артериальной и венозной крови смешиваться. Благодаря этому органы получают кровь, богатую кислородом.

Два круга кровообращения — малый круг между сердцем и лёгкими и большой круг между сердцем и органами тела. В малом круге кровь отдаёт углекислый газ и обогащается кислородом. В большом круге кислород доставляется тканям, а кровь возвращается к сердцу.

Как это устроено

Пища проходит из пищевода в железистый желудок, а затем в мускульный. Зубов у птиц нет, поэтому захват и удержание пищи выполняет клюв, а её измельчение происходит позже. Железистый желудок выделяет пищеварительные соки, а сильные мышцы второго желудка перетирают пищу. Затем она поступает в кишечник, где продолжается переваривание и происходит всасывание питательных веществ.

Одних лёгких для дыхания птицы в полёте было бы недостаточно: работающие мышцы требуют много кислорода. Поэтому лёгкие соединены с воздушными мешками, которые накапливают и перемещают воздух при движениях грудной клетки. Потоки устроены так, что воздух проходит через лёгкие и при вдохе, и при выдохе. В самих лёгких происходит газообмен: кислород попадает в кровь, а углекислый газ покидает её.

Четырёхкамерное сердце разделяет кровь на два потока, чтобы кислород из лёгких не смешивался с кровью, которая уже отдала его тканям. Венозная кровь из органов попадает в правую половину сердца и отправляется по малому кругу к лёгким. Вернувшись с кислородом, она поступает в левую половину и затем по большому кругу направляется к органам. Такое разделение помогает снабжать ткани кислородом, нужным для активной работы.

Почки фильтруют кровь и удаляют из неё продукты обмена. Один из таких продуктов — мочевая кислота; у большинства птиц она выводится вместе с содержимым кишечника, поэтому мочевой пузырь не нужен. Отсутствие пузыря помогает не носить дополнительную массу. Это особенно полезно при полёте, когда лишний вес увеличивает затраты энергии.

Нервная система управляет работой органов и согласует движения. Для полёта птице нужно быстро замечать препятствия и точно менять направление, поэтому большое значение имеют зрение и чувство равновесия. Мозг обрабатывает сигналы от органов чувств и посылает команды мышцам. Согласованная работа этих частей помогает птице ориентироваться и сохранять контроль над движением.

Системы внутренних органов птиц и их особенности

В таблице собраны основные органы и их функции. Сначала найдите нужную систему, затем сравните её строение с тем, какую задачу она решает в жизни птицы. Такая связь помогает объяснить, почему устройство органов подходит активному образу жизни и полёту.

Разбор задач

Задача 1. У птицы нет зубов, но пища измельчается в желудке. Нужно назвать отделы желудка и определить, какой из них выполняет механическую обработку. Чтобы ответить, различим обработку пищеварительными соками и перетирание пищи мышцами.

1. Назовём два отдела: железистый и мускульный желудки.
2. Вспомним, что железистый отдел выделяет пищеварительные соки и начинает химическую обработку.
3. Сопоставим механическое измельчение с сильными сокращениями стенок мускульного желудка.

Ответ: отделы желудка — железистый и мускульный; механически пищу измельчает мускульный желудок.

Задача 2. Объясните, почему воздух проходит через лёгкие птицы не только при вдохе, но и при выдохе. Здесь важно учитывать не только лёгкие, но и связанные с ними воздушные мешки. Нужно проследить движение воздуха на обеих фазах дыхания.

1. При вдохе воздух поступает в дыхательную систему, а воздушные мешки наполняются.
2. При выдохе мешки сокращаются и перемещают воздух через лёгкие.
3. Поскольку газообмен происходит в лёгких, прохождение воздуха через них на обеих фазах поддерживает поступление кислорода.

Ответ: воздушные мешки помогают перемещать воздух, поэтому он проходит через лёгкие и при вдохе, и при выдохе. Это называют двойным дыханием.

Задача 3. Во время полёта организму птицы требуется много кислорода. Объясните, как дыхательная и кровеносная системы помогают удовлетворить эту потребность. Для решения свяжем поступление кислорода в лёгких с его доставкой к работающим мышцам.

1. Воздушные мешки поддерживают движение воздуха через лёгкие на вдохе и выдохе, а в лёгких идёт газообмен.
2. Кислород из лёгких поступает в кровь, а четырёхкамерное сердце не допускает смешивания артериальной и венозной крови.
3. Большой круг кровообращения доставляет богатую кислородом кровь к органам и мышцам.

Ответ: двойное дыхание обеспечивает эффективный газообмен, а сердце и два круга кровообращения помогают раздельно направлять кровь к лёгким и органам.

Типичные ошибки

Ошибка — считать, что воздушные мешки сами осуществляют газообмен. Так можно подумать, потому что мешки входят в дыхательную систему и связаны с лёгкими. Проверьте себя вопросом: где кислород переходит в кровь? Это происходит в лёгких, а мешки помогают перемещать воздух.

Ошибка — представлять двойное дыхание как два вдоха за один цикл. Слово «двойное» может создать такое впечатление, но оно описывает движение воздуха через лёгкие на двух фазах дыхания. Проверьте себя: воздух проходит через лёгкие при вдохе и при выдохе, а не только при двух вдохах.

Ошибка — путать, где в сердце находится венозная, а где артериальная кровь. Причина путаницы — обе половины работают в одном органе, но направления потоков у них разные. Проверьте схему движения: правая половина направляет кровь к лёгким по малому кругу, левая — к органам по большому.

Ошибка — считать, что у птиц обязательно есть мочевой пузырь, как у многих млекопитающих. Такое предположение возникает, если переносить на птиц знакомое устройство тела человека. Проверьте себя: у большинства птиц пузырь отсутствует, а это помогает уменьшить массу тела.

Связь с другими темами

Для понимания внутренних органов нужно знать, что у позвоночных есть системы органов и каждая выполняет определённые функции. Представления о пищеварении, дыхании, кровообращении и выделении помогают проследить путь пищи, воздуха и крови. Тогда становится понятнее, как отдельные органы работают вместе.

Сравнение птиц с пресмыкающимися и млекопитающими помогает увидеть не только сходство, но и различия в строении. Такие различия связаны с условиями жизни животных и особенностями их активности. Сравнивая системы, можно объяснить, какие приспособления важны именно для птиц.

Дыхательная и кровеносная системы связаны с обменом веществ: кислород нужен клеткам для получения энергии. Полёт требует активной работы мышц, поэтому особенно важно эффективное снабжение их кислородом. Эти знания пригодятся при изучении обмена веществ и приспособлений птиц к полёту.

Что запомнить

• Пища у птиц измельчается в мускульном желудке.
• Лёгкие птиц связаны с воздушными мешками.
• Воздух проходит через лёгкие и при вдохе, и при выдохе.
• Сердце птицы четырёхкамерное.
• В сердце птицы артериальная и венозная кровь не смешиваются.
• У птиц два круга кровообращения.
• У большинства птиц нет мочевого пузыря.