"Биология. Учебное пособие для учреждений общего среднего образования с русским языком обучения", И. Г. Бедарик, А. Е. Бедарик, В. Н. Иванов
Птицы освоили воздушную среду благодаря согласованной работе разных частей тела. Обтекаемая форма и гладкий перьевой покров уменьшают сопротивление воздуха, крылья с маховыми перьями создают несущую поверхность, а хвост помогает менять направление. Лёгкий прочный скелет и сильные грудные мышцы облегчают и обеспечивают движение крыльев. Дыхательная и кровеносная системы снабжают работающие мышцы кислородом и энергией.
Текст подготовлен нейронной сетью по теме параграфа и не заменяет учебник — важные факты и формулировки сверяйте с ним.
Перьевой покров — это совокупность перьев, покрывающих тело птицы. Он помогает создавать гладкую поверхность, уменьшающую сопротивление воздуха, и участвует в полёте. Кроме того, перья удерживают тепло и защищают тело от внешних воздействий.
Маховые перья — длинные перья, расположенные на крыльях. Вместе с крылом они образуют широкую поверхность, которая взаимодействует с воздухом. Благодаря этому при движениях крыльев возникает подъёмная сила и птица продвигается вперёд.
Рулевые перья находятся на хвосте и образуют его оперение. Хвост помогает птице менять направление движения и сохранять равновесие в воздухе. Значит, эти перья важны не столько для взмаха, сколько для управления полётом.
Воздушные мешки — это тонкостенные выросты дыхательной системы, связанные с лёгкими. Они участвуют в движении воздуха через организм и помогают снабжать его во время полёта. Основной газообмен, при котором кислород переходит в кровь, происходит в лёгких, а не в мешках.
Тело птицы имеет обтекаемую форму: его передняя часть плавно раздвигает воздух, а перьевой покров делает поверхность более ровной. Поэтому воздух встречает меньше выступов, которые могли бы тормозить движение. Крылья при полёте расположены по бокам тела и работают как поверхности, взаимодействующие с воздушным потоком. Такое строение помогает уменьшить сопротивление, хотя само по себе ещё не приводит крылья в движение.
Крыло покрыто перьями, которые перекрывают друг друга и образуют широкую поверхность. Особенно важны маховые перья: они помогают крылу удерживать воздух при взмахах. Движение крыла меняет давление воздуха вокруг него и создаёт силу, поддерживающую птицу; взмахи также дают толчок вперёд. Хвостовые рулевые перья помогают изменять направление и положение тела, поэтому птица может точнее управлять полётом.
Для полёта тело должно быть достаточно лёгким, но скелет при этом обязан выдерживать нагрузки. Кости и соединения скелета устроены так, чтобы сочетать прочность с небольшой массой; полости есть лишь в некоторых костях. Поэтому неверно объяснять лёгкость птицы только тем, что её кости полые. Общая организация скелета помогает поддерживать тело и переносить усилия от работающих мышц.
Основную работу при взмахах выполняют сильные грудные мышцы. Чтобы они могли развивать большое усилие, им нужна прочная опора: таким местом служит киль — выступ грудины. К мышцам прикрепляются крылья, и их сокращение приводит крылья в движение. Если опора повреждена, мышцам труднее эффективно действовать, а полёт становится затруднённым.
Во время полёта мышцы интенсивно работают и расходуют энергию, поэтому им нужно постоянное снабжение кислородом. Дыхательная система обеспечивает поступление воздуха, а воздушные мешки помогают его движению; газообмен при этом происходит в лёгких. Кровь переносит кислород от органов дыхания к мышцам. Так дыхание и кровообращение вместе поддерживают работу мышц, необходимую для полёта.
В таблице собраны особенности, их устройство и значение для полёта. Сопоставляй строение с тем, какую задачу оно помогает решить: уменьшить сопротивление, двигать крыло или управлять направлением. Так легче увидеть, что полёт обеспечивается не одним признаком, а их совместной работой.
| Особенность строения | Как устроена | Значение для полёта |
|---|---|---|
| Форма тела | Обтекаемая, с плавными очертаниями. | Уменьшает сопротивление воздуха. |
| Перьевой покров | Плотно покрывает тело, образуя сравнительно гладкую поверхность. | Снижает сопротивление, сохраняет тепло и защищает тело. |
| Крылья и маховые перья | Крылья несут длинные маховые перья, образующие широкую поверхность. | Участвуют в создании подъёмной силы и продвижении вперёд. |
| Хвост и рулевые перья | Рулевые перья расположены на хвосте. | Помогают управлять направлением и равновесием. |
| Скелет | Сочетает небольшую массу с прочностью; полости имеются в некоторых костях. | Облегчает тело, сохраняя опору и прочность. |
| Грудные мышцы и киль | Сильные мышцы прикрепляются к килю грудины. | Мышцы приводят крылья в движение, а киль служит опорой. |
| Дыхательная система и воздушные мешки | Мешки связаны с дыхательной системой и участвуют в движении воздуха. | Помогают обеспечивать организм воздухом; лёгкие снабжают кровь кислородом. |
Задача: назовите две особенности строения птицы, уменьшающие сопротивление воздуха, и объясните их значение.
Задача: объясните, почему удаление маховых перьев крыла и рулевых перьев хвоста по-разному повлияет на полёт птицы.
Задача: у птицы повреждена грудина, включая киль. Как это отразится на полёте и почему?
Ошибка — считать, что все перья выполняют одну и ту же функцию. Её допускают, потому что перья выглядят как единый покров, хотя их виды различаются. Маховые и рулевые перья участвуют в полёте, а пуховые прежде всего удерживают тепло. Проверь себя: можешь ли ты связать название пера с его расположением и задачей?
Ошибка — называть воздушные мешки местом основного газообмена. Возникает она потому, что мешки связаны с дыханием и движением воздуха. Но кислород переходит в кровь в лёгких, а мешки участвуют в перемещении воздуха. Для проверки раздели понятия «движение воздуха» и «газообмен».
Ошибка — объяснять лёгкость скелета только полыми костями. Так кажется, потому что полости действительно могут уменьшать массу некоторых костей. Однако важны и другие особенности строения скелета в целом, а полыми являются не все кости. Проверь себя: объяснение должно учитывать и небольшую массу, и прочность скелета.
Ошибка — считать, что одни крылья обеспечивают полёт. Крылья создают поверхность для взаимодействия с воздухом, но им необходимы движения. Их обеспечивают сильные грудные мышцы, прикреплённые к килю грудины. Проверь себя вопросом: какая часть тела создаёт усилие для взмаха?
Чтобы понять приспособления птиц к полёту, нужно знать основные части скелета и мышечной системы позвоночных. Также пригодятся представления о роли органов дыхания и кровообращения: они помогают объяснить, как мышцы получают кислород.
Тема объединяет изучение покровов, скелета, мышц и дыхательной системы птиц. Каждый из этих разделов раскрывает отдельную часть общего приспособления к полёту, а вместе они объясняют, как устроен организм птицы.
Эти знания помогут сравнивать птиц с другими позвоночными и связывать особенности строения с образом жизни. Например, можно рассуждать, какие системы организма особенно важны для передвижения в разных средах.
Зачем птице перья, если у неё уже есть крылья?
Крыло задаёт форму поверхности для полёта, а перья делают её широкой и упругой. Перьевой покров также сохраняет тепло и защищает тело.
Чем маховые перья отличаются от рулевых?
Маховые перья расположены на крыльях и участвуют в создании несущей поверхности, подъёмной силы и движения вперёд. Рулевые находятся на хвосте и помогают направлять полёт и сохранять равновесие.
Почему у птиц лёгкий, но прочный скелет?
Небольшая масса скелета облегчает тело, которое нужно поднимать в воздух. Прочность необходима, чтобы кости выдерживали нагрузки при работе крыльев и приземлении.
Для чего нужен киль грудины?
Киль — выступ на грудине, к которому прикрепляются сильные грудные мышцы. Когда эти мышцы сокращаются, они приводят в движение крылья.
Как воздушные мешки помогают птице во время полёта?
Воздушные мешки — выросты дыхательной системы, участвующие в движении воздуха через организм. Они не являются главным местом газообмена: кислород поступает в кровь в лёгких.
§ 44. Птицы — обитатели воздуха
