§ 53. Класс Птицы

Определения и обозначения

Птицы — класс позвоночных животных, тело которых покрыто перьями, а передние конечности у большинства видов превращены в крылья. Птиц отличают также лёгкий скелет, развитые грудные мышцы и особая дыхательная система. Эти признаки работают вместе: помогают передвигаться, защищают тело и поддерживают активную жизнь.

Перьевой покров — совокупность перьев, покрывающих тело птицы. Он защищает кожу, помогает сохранять тепло и участвует в полёте, формируя поверхность крыльев и тела. Поэтому перья нужны не только летающим птицам и выполняют сразу несколько задач.

Киль — выступ на грудине, к которому прикрепляются мощные грудные мышцы. При сокращении эти мышцы двигают крыльями, создавая силу для взмахов. Развитый киль даёт мышцам большую площадь прикрепления и особенно важен для птиц, активно летающих.

Воздушные мешки — тонкостенные выросты дыхательной системы, связанные с лёгкими. Они участвуют в движении воздуха через дыхательную систему, но сами не заменяют лёгкие, где происходит газообмен. Благодаря такой работе организм получает кислород, необходимый для высокой активности.

Как это устроено

Передние конечности птиц преобразованы в крылья, а форма тела обычно обтекаемая. Крылья создают условия для полёта, а обтекаемая форма уменьшает сопротивление воздуха при движении. Однако крылья сами по себе не обеспечивают полёт: нужны перья, работа мышц и подходящее строение скелета.

Перья различаются по строению и расположению, потому что выполняют неодинаковые задачи. Контурные перья образуют наружный слой, сглаживают поверхность тела и помогают создавать обтекаемую форму крыла. Пуховые перья находятся ближе к телу и удерживают воздух, который служит теплоизоляцией, поэтому птица меньше теряет тепло.

Лёгкие птиц связаны с воздушными мешками, которые помогают воздуху двигаться через дыхательную систему. Газообмен — поступление кислорода в кровь и удаление углекислого газа — происходит в лёгких, а не в мешках. Во время полёта мышцам требуется много кислорода, поэтому непрерывное движение воздуха через лёгкие помогает снабжать ими организм.

Скелет птицы сравнительно лёгкий, что уменьшает массу тела, но при этом он должен быть достаточно прочным для движения и приземления. На грудине расположен киль — выступ, к которому прикреплены мощные грудные мышцы. Когда мышцы сокращаются, они приводят крылья в движение; без их согласованной работы птица не смогла бы активно летать.

Полет требует больших затрат энергии, поэтому у птиц интенсивный обмен веществ: питательные вещества быстро используются клетками, а кислород помогает получать энергию. Развитое кровообращение доставляет кислород и питательные вещества к органам и тканям. Выделяемое при обмене веществ тепло вместе с защитой перьев помогает поддерживать высокую и относительно постоянную температуру тела.

Особенности строения птиц и их значение

Сопоставляйте особенности строения с их значением: так видно, что приспособленность к полёту создаёт целый комплекс органов. Например, крылья работают вместе с мышцами, перьями и скелетом. Не каждое из перечисленных приспособлений одинаково выражено у всех птиц, ведь некоторые виды не летают.

Разбор задач

Назовите два признака внешнего строения, по которым птицу можно отличить от других позвоночных.

Нужно выбрать признаки, которые можно увидеть снаружи и которые характерны для птиц. Не следует называть только способность летать: некоторые птицы не летают, а другие позвоночные тоже могут перемещаться в воздухе. Подходящими признаками будут перьевой покров и преобразованные в крылья передние конечности.

1. Определяем, что спрашивают именно о внешнем строении.
2. Выбираем перья, поскольку тело птиц покрыто перьевым покровом.
3. Добавляем крылья: это передние конечности, изменённые для движения в воздухе.

Ответ: перьевой покров и передние конечности, преобразованные в крылья. Эти признаки помогают распознать птицу, хотя по одному только наличию крыльев нельзя заключать, что вид умеет летать. Для полёта важны и другие приспособления.

Объясните, почему у птиц развиты грудные мышцы и к чему они прикрепляются.

В вопросе нужно связать строение мышц с их работой. Грудные мышцы нужны для движения крыльев, а для сильных взмахов требуется надёжное место их прикрепления. Таким местом служит киль — выступ на грудине.

1. Вспоминаем, что передние конечности птиц превратились в крылья.
2. Устанавливаем, что мышцы приводят крылья в движение при сокращении.
3. Называем киль грудины как место прикрепления развитых грудных мышц.

Ответ: грудные мышцы развиты, потому что они обеспечивают работу крыльев. Они прикрепляются к килю грудины, который даёт им прочную опору. Так строение скелета связано с движением и полётом.

У птицы повреждены воздушные мешки. Объясните, как это скажется на дыхании и полёте.

Чтобы ответить, нужно различать роль лёгких и воздушных мешков. В лёгких происходит газообмен, а мешки участвуют в движении воздуха через дыхательную систему. Если мешки повреждены, эффективное прохождение воздуха нарушается, и организм может получать меньше кислорода.

1. Определяем, что воздушные мешки помогают движению воздуха, но не заменяют лёгкие.
2. Связываем нарушение их работы с менее эффективным снабжением организма кислородом.
3. Учитываем, что во время полёта мышцы активно работают и нуждаются в кислороде.

Ответ: дыхание станет менее эффективным, хотя газообмен по-прежнему происходит в лёгких. Мышцам может не хватать кислорода для интенсивной работы. Поэтому птице будет труднее летать, а её активность может снизиться.

Типичные ошибки

Ошибка: считать, что перья нужны только для полёта. Так думают, потому что перья особенно заметны на крыльях и хвосте. Проверь себя: назови ещё две функции покрова — защита тела и сохранение тепла.

Ошибка: считать, что одни крылья обеспечивают полёт. При таком объяснении не учитывают работу перьев, мышц и скелета. Проверь себя: можешь ли ты объяснить, как крыло приводится в движение и почему телу нужна обтекаемая поверхность?

Ошибка: утверждать, что воздушные мешки заменяют лёгкие. Путаница возникает из-за их тесной связи в дыхательной системе. Проверь себя: газообмен происходит в лёгких, а мешки участвуют в движении воздуха через них.

Ошибка: объяснять постоянную температуру тела только наличием перьев. Перья уменьшают потерю тепла, но сами не объясняют его образование и доставку по организму. Проверь себя: учти также интенсивный обмен веществ и развитое кровообращение.

Связь с другими темами

Чтобы изучать птиц, нужно знать общий план строения позвоночных и назначение основных систем органов. Тогда можно связывать особенности органов с их функциями и образом жизни животного. Эти знания пригодятся при сравнении птиц с пресмыкающимися и млекопитающими: у разных групп есть как общие признаки, так и отличия.

Дальше изучение размножения, развития и разнообразия птиц поможет понять, как устроена жизнь отдельных групп и как они связаны с окружающей средой. Сравнение видов покажет, что строение может меняться в зависимости от способа передвижения и образа жизни. Эти сведения нужны и для понимания роли птиц в природе.

Что запомнить

• Перьевой покров — характерный признак птиц.
• Передние конечности птиц преобразованы в крылья.
• Киль грудины служит местом прикрепления грудных мышц.
• Газообмен у птиц происходит в лёгких.
• Воздушные мешки участвуют в движении воздуха через дыхательную систему.
• Высокая активность птиц связана с интенсивным обменом веществ.