42. Особенности внутреннего строения и жизнедеятельности птиц

Определения и обозначения

Воздушные мешки — тонкостенные выросты лёгких, связанные с дыхательными путями. Они помогают перемещать воздух через лёгкие и участвуют в их вентиляции при вдохе и выдохе. Кроме того, мешки снижают плотность тела, что облегчает полёт.

Двойное дыхание — поступление воздуха через лёгкие и при вдохе, и при выдохе благодаря движению воздуха между лёгкими и воздушными мешками. Это не означает, что у птицы два разных дыхательных органа. Такая система позволяет продолжать газообмен даже тогда, когда птица выдыхает.

Два круга кровообращения — малый круг, соединяющий сердце с лёгкими, и большой круг, по которому кровь движется между сердцем и органами тела. В малом круге кровь получает кислород, а в большом доставляет его тканям. Разделение кругов поддерживает эффективное снабжение организма.

Клоака — конечный отдел пищеварительной системы, куда также открываются протоки выделительной и половой систем. Поэтому через неё наружу выводятся остатки пищи и продукты выделения. Общее отверстие помогает завершать работу нескольких систем органов.

Как это устроено

Пища проходит по пищеводу, который у многих птиц расширен и образует зоб. В зобе пища может временно накапливаться и размягчаться, поэтому птица способна быстро заглатывать корм, а перерабатывать его позже. Затем пища попадает в железистый отдел желудка, где смешивается с пищеварительными соками, и в мускульный отдел. Сильные стенки мускульного желудка сокращаются и измельчают пищу, нередко при помощи проглоченных камешков; это компенсирует отсутствие зубов.

Лёгкие птиц связаны с воздушными мешками, которые работают как части системы перемещения воздуха. При вдохе свежий воздух проходит через лёгкие, а часть воздуха направляется в мешки. При выдохе мешки сокращаются и продвигают воздух через лёгкие снова. Поэтому газообмен продолжается в обе фазы дыхания: так организм получает кислород, необходимый для активной работы мышц и высокого обмена веществ.

Сердце птицы состоит из двух предсердий и двух желудочков, между правой и левой половинами есть полное разделение. Правая половина направляет венозную кровь к лёгким, а левая получает насыщенную кислородом кровь и отправляет её к органам. Так работают два круга кровообращения: малый проходит между сердцем и лёгкими, большой — между сердцем и телом. Благодаря отсутствию смешивания ткани получают кровь с высокой концентрацией кислорода, что помогает поддерживать интенсивный обмен веществ.

Почки фильтруют кровь и удаляют из неё продукты обмена. У птиц азотистые отходы превращаются главным образом в мочевую кислоту, для выведения которой нужно мало воды. Это особенно полезно для животных, которым важно не терять влагу и не носить с собой тяжёлый запас жидкости. Мочеточники открываются в клоаку, а у большинства птиц мочевого пузыря нет.

Головной мозг птиц и органы чувств хорошо развиты, потому что животному нужно быстро ориентироваться и точно управлять движениями. Зрение помогает замечать объекты и оценивать расстояние, а нервная система согласует работу мышц при ходьбе, полёте и посадке. Чем быстрее меняется обстановка, тем важнее своевременно получать сигналы и отвечать на них. Поэтому особенности нервной системы связаны с активным образом жизни птиц.

Внутренние системы птиц и их особенности

Читай таблицу по строкам: сначала найди систему органов, затем проследи, какие её особенности объясняют её роль. Например, связь воздушных мешков с лёгкими помогает понять, почему вентиляция продолжается при выдохе. Сравнение строк показывает, что системы работают не изолированно, а вместе обеспечивают жизнедеятельность птицы.

Разбор задач

Задача 1. Назовите путь пищи от клюва до клоаки и укажите, где она измельчается. Чтобы ответить, нужно восстановить порядок органов пищеварительной системы и отличить продвижение пищи от её механической обработки. Не пропускай участки пути между желудком и клоакой. Свяжи измельчение с тем, что у птиц нет зубов.

1. Начни с клюва: птица захватывает им пищу и проглатывает её.
2. Проследи дальше: пища проходит по пищеводу, может задерживаться в зобе, затем попадает в железистый и мускульный отделы желудка.
3. После желудка она движется по кишечнику, а непереваренные остатки поступают в клоаку.
4. Определи место механической обработки: пищу измельчают сокращения мускульного желудка.

Ответ: клюв → пищевод → зоб (если он есть) → железистый желудок → мускульный желудок → кишечник → клоака. Измельчение происходит в мускульном желудке.

Задача 2. Объясните, почему газообмен у птицы происходит и при вдохе, и при выдохе. Не следует считать, что воздух при выдохе просто покидает организм, не проходя через лёгкие. Нужно проследить роль воздушных мешков в движении воздуха и отдельно определить место газообмена. Так станет понятно, почему дыхание называют двойным.

1. При вдохе воздух поступает в дыхательную систему и проходит через лёгкие; часть его перемещается в воздушные мешки.
2. При выдохе мешки сокращаются и продвигают воздух через лёгкие повторно.
3. Вспомни, что обмен кислорода и углекислого газа происходит в лёгких, а мешки обеспечивают движение воздуха.
4. Сделай вывод: лёгкие получают поток воздуха в обе фазы дыхания, поэтому газообмен не прекращается при выдохе.

Ответ: воздушные мешки помогают воздуху проходить через лёгкие как при вдохе, так и при выдохе, поэтому газообмен продолжается в обе фазы.

Задача 3. Сравните кровообращение птицы и пресмыкающегося: объясните, как строение сердца влияет на снабжение органов кислородом. Для сравнения нужны число камер и то, разделяются ли потоки крови. Затем свяжи эти признаки с качеством крови, поступающей к тканям. У большинства пресмыкающихся сердце трёхкамерное, а у птиц — четырёхкамерное.

1. У птицы сердце имеет четыре камеры, и правая половина полностью отделена от левой.
2. У большинства пресмыкающихся сердце трёхкамерное, поэтому артериальная и венозная кровь частично смешиваются.
3. При полном разделении к органам птицы поступает кровь, богатая кислородом, а значит, кислород доставляется эффективнее.
4. Свяжи это с образом жизни: эффективное снабжение кислородом помогает поддерживать высокий обмен веществ.

Ответ: четырёхкамерное сердце птиц полностью разделяет кровь, поэтому органы получают больше кислорода, чем при частичном смешивании крови в сердце большинства пресмыкающихся.

Типичные ошибки

Ошибка: считать воздушные мешки местом основного газообмена. Её допускают, потому что мешки заметно участвуют в дыхании и тесно связаны с лёгкими. Но обмен газов происходит в лёгких, а мешки обеспечивают движение воздуха. Проверь себя вопросом: какая структура передаёт кислород крови?

Ошибка: думать, что при выдохе воздух перестаёт проходить через лёгкие. Такое представление возникает, если воспринимать выдох только как удаление воздуха наружу. Воздушные мешки продвигают воздух через лёгкие и в эту фазу дыхания. Чтобы проверить себя, проследи путь воздуха отдельно при вдохе и при выдохе.

Ошибка: считать, что в сердце птицы смешиваются артериальная и венозная кровь. Такое мнение может появиться при переносе знаний о некоторых других позвоночных без сравнения строения сердца. У птицы четыре камеры, и правая половина полностью отделена от левой. Проверь себя, нарисовав две половины сердца и указав направление движения крови.

Ошибка: полагать, что моча у птиц накапливается в мочевом пузыре. Путаница возникает из-за того, что у многих знакомых животных такой орган есть. У большинства птиц мочевого пузыря нет: мочеточники открываются в клоаку, куда поступают продукты выделения. Проверь себя, назвав путь от почек до выхода наружу.

Связь с другими темами

Чтобы понять внутреннее строение птиц, пригодятся знания о системах органов позвоночных и особенностях пресмыкающихся. Сравнение помогает увидеть, чем отличаются сердце, дыхание и выделение у разных групп животных. Оно также позволяет связать устройство органов с образом жизни, а не просто заучить перечень признаков. Эта тема пригодится при изучении приспособленности птиц к полёту, обмена веществ и эволюции позвоночных.

Что запомнить

• Пищу птицы измельчают в мускульном желудке.
• Воздушные мешки участвуют в вентиляции лёгких, но не заменяют их.
• Лёгкие птиц получают поток воздуха и при вдохе, и при выдохе.
• Сердце птицы четырёхкамерное.
• У птиц два круга кровообращения, артериальная и венозная кровь не смешиваются.
• Почки выводят продукты обмена, которые поступают в клоаку.