43. Размножение и развитие птиц

Определения и обозначения

Половой диморфизм — это различия между самцом и самкой одного вида. У птиц они могут проявляться в окраске, размерах, форме перьев или наличии украшений: например, самец павлина крупнее и имеет длинный яркий хвост, а самка окрашена скромнее. Такие признаки помогают привлечь партнёра или делают птицу менее заметной во время высиживания. Сравнение самца и самки позволяет заметить, что представители одного вида не всегда выглядят одинаково.

Насиживание яиц — согревание яиц птицей в течение времени, необходимого для развития зародышей. Родитель удерживает подходящую температуру, прикрывая яйца телом и перьями. Тепло поддерживает процессы роста зародыша, поэтому при его нехватке развитие может остановиться. Насиживать яйца может самка, самец или оба родителя.

Выводковые птенцы — птенцы, которые вылупляются достаточно развитыми. Обычно они зрячие, покрыты пухом и вскоре способны ходить или плавать, хотя ещё нуждаются в защите и помощи взрослых. Например, к выводковым относятся утята и цыплята. Такая особенность помогает им следовать за родителями и не оставаться постоянно в гнезде.

Птенцовые птенцы — птенцы, которые вылупляются беспомощными и слабо развитыми. Они часто слепые, почти лишены перьев и не могут самостоятельно добывать пищу или поддерживать тепло. Поэтому родители согревают их, кормят и защищают в гнезде. Такая забота необходима, пока птенцы не окрепнут и не смогут покинуть гнездо.

Как это устроено

У самца птицы есть семенники, в которых образуются половые клетки — сперматозоиды. У самки яйцеклетки созревают в яичнике, а яйцевод служит путём, по которому они движутся. При спаривании сперматозоиды попадают в половые пути самки, поэтому оплодотворение происходит внутри её организма. Это важно потому, что зародыш начинает развиваться ещё до откладки яйца и получает защиту от внешней среды.

У большинства птиц функционирует левый яичник и левый яйцевод, а правые органы обычно недоразвиты. Такая особенность уменьшает массу тела, что важно для полёта. Созревшая яйцеклетка выходит из яичника и попадает в яйцевод; если там есть сперматозоиды, происходит оплодотворение. Затем яйцеклетка продвигается по яйцеводу, и вокруг неё постепенно формируются части яйца.

В верхней части яйцевода вокруг оплодотворённой яйцеклетки образуется белок, затем появляются подскорлуповые оболочки и скорлупа. Белок содержит воду и помогает защищать зародыш от ударов, а желток служит запасом питательных веществ. Оболочки и скорлупа предохраняют содержимое яйца от повреждений и высыхания. При этом скорлупа не герметична: через её поры проходят кислород и углекислый газ, необходимые для газообмена.

В яйце зародыш развивается за счёт питательных веществ желтка и белка, а тепло ему обычно обеспечивает насиживающая птица. Зародышевый диск находится на поверхности желтка; из его клеток постепенно формируется организм птенца. Срок развития различается у видов, потому что зародыши растут с разной скоростью, а яйца и условия насиживания неодинаковы. К моменту вылупления птенец проклёвывает скорлупу и выходит из яйца.

Выводковые птенцы после вылупления быстрее начинают двигаться и могут следовать за родителями, которые охраняют их и помогают находить пищу. Птенцовые остаются в гнезде: они не способны самостоятельно передвигаться и добывать корм, поэтому родители согревают и кормят их. Значит, различия в развитии определяют и характер родительской заботы. Ни один тип не означает полного отсутствия заботы взрослых, но её продолжительность и способы различаются.

Строение яйца птицы и значение его частей

Чтобы разобраться в назначении яйца, проследите, как его части дополняют друг друга: одни защищают зародыш, другие обеспечивают его веществами и газообменом. Скорлупа не изолирует яйцо полностью — её поры нужны для дыхания. Воздушная камера находится у тупого конца и становится заметнее по мере развития яйца.

Разбор задач

У яйца птицы скорлупа повреждена, но подскорлуповые оболочки остались целыми. Объясните, какие функции яйца могут быть нарушены.

1. Сначала определим роль скорлупы: она образует прочную наружную защиту и помогает сохранять содержимое яйца.
2. Затем вспомним, что скорлупа имеет поры. Через них зародыш получает кислород, а углекислый газ выводится наружу.
3. Проверим влияние повреждения: оболочки под скорлупой ещё удерживают содержимое и дают дополнительную защиту, но наружный барьер стал слабее. Место повреждения также может нарушить нормальный газообмен и повысить риск потери воды или попадания микроорганизмов.

Ответ: могут ухудшиться защита яйца и сохранение его содержимого, а также нарушиться нормальный газообмен. Целые подскорлуповые оболочки частично сохраняют защиту, но не полностью заменяют скорлупу.

Птенцы одного вида вылупились покрытыми пухом, с открытыми глазами и вскоре могут следовать за родителями. Определите тип птенцов и обоснуйте ответ.

1. Выделим признаки из условия: у птенцов открыты глаза, есть пух, а вскоре после вылупления они способны передвигаться.
2. Сопоставим их с типами развития. Птенцовые появляются беспомощными и остаются в гнезде, тогда как выводковые вылупляются более развитыми и могут следовать за взрослыми.
3. Уточним роль родителей: способность двигаться не означает полной самостоятельности. Взрослые по-прежнему могут охранять птенцов и помогать им находить пищу.

Ответ: это выводковые птенцы, потому что они покрыты пухом, зрячие и вскоре передвигаются за родителями.

Сравните развитие птенцов двух видов: у первого они после вылупления беспомощны и остаются в гнезде, у второго быстро передвигаются и следуют за родителями. Укажите тип птенцов и особенности заботы родителей в каждом случае.

1. У первого вида птенцы беспомощны и остаются в гнезде — это признаки птенцового типа развития.
2. У второго вида птенцы быстро передвигаются и следуют за взрослыми — это признаки выводкового типа развития.
3. Свяжем тип с заботой родителей: птенцовых нужно долго согревать и кормить в гнезде, а выводковых — сопровождать, охранять и помогать им находить пищу.

Ответ: у первого вида птенцовые птенцы, у второго — выводковые. В обоих случаях родители заботятся о потомстве, но у первого эта забота долго направлена на беспомощных птенцов в гнезде.

Типичные ошибки

Скорлупу иногда считают полностью непроницаемой, потому что она выглядит твёрдой и цельной. На самом деле в ней есть поры, через которые идут кислород и углекислый газ; без газообмена зародыш не сможет нормально развиваться. Ошибка возникает, если судить только по внешнему виду оболочки. Проверьте себя вопросом: как яйцо получает кислород, если его содержимое закрыто скорлупой?

Оплодотворение и развитие зародыша — не одно и то же. Оплодотворение происходит внутри организма самки до откладки яйца, а развитие продолжается после откладки, внутри яйца. Их путают, потому что оба процесса относятся к началу жизни нового организма. Чтобы проверить себя, разделите события на два этапа: сначала слияние половых клеток, затем рост зародыша.

Нельзя считать, что все птенцы после вылупления одинаково беспомощны. Выводковые птенцы обычно зрячие и подвижные, а птенцовые долго остаются в гнезде и зависят от взрослых. Ошибка появляется, когда особенности одного типа переносят на всех птиц. Сравните зрение, наличие пуха и способность передвигаться — эти признаки помогут определить тип.

Насиживание не всегда выполняет только самка. У некоторых видов яйца согревает самец, а у других родители сменяют друг друга. Такое заблуждение возникает из-за привычного примера, когда на яйцах сидит самка. Проверяя ответ, учитывайте, что способы заботы у разных видов различаются.

Связь с другими темами

Чтобы понять размножение птиц, нужно знать строение половой системы позвоночных, образование яйцеклеток и сперматозоидов и сущность оплодотворения. Эти знания объясняют, откуда берётся зародыш и почему оплодотворение у птиц происходит внутри организма самки. Тема также помогает сравнивать размножение и развитие разных позвоночных. Позже эти сведения пригодятся при изучении приспособлений животных к размножению и развития организмов.

Что запомнить

• У птиц оплодотворение внутреннее.
• Яйцо содержит запас питательных веществ и защищает развивающийся зародыш.
• Через поры скорлупы происходит газообмен.
• Для развития зародыша необходимо тепло, которое обеспечивается насиживанием.
• Выводковые птенцы вылупляются более развитыми и вскоре способны передвигаться.
• Птенцовые птенцы вылупляются беспомощными и долго зависят от родителей.