Птицы – особенности строения и приспособления к полету

С момента первых полетов, совершенных летающими динозаврами, перед животными встала проблема оптимизации этого процесса. Наилучшим образом с этим справились самые летающие существа на планете – птицы. Они перестроили в организме все – начиная от скелета и заканчивая дыхательной системой.

Птицы – физиологические особенности

Птицы ЧайкаПрежде всего, перед далекими предками современных птиц встал вопрос присутствия земного притяжения и его влияния на полет. Чем легче объект, тем легче ему оставаться в воздухе. У первых птиц кости были стандартными, как и у пресмыкающихся. У современных птиц кости полые – это, с одной стороны, облегчает вес, а с другой – придает скелету прочность. Для облегчения конструкции в черепе птиц нет зубов, а многие кости срослись между собой увеличивая прочность.

Для опоры задних конечностей, то есть лап, служат сросшиеся кости таза и крестец. Задние конечности – это шасси птиц: при полете птица их поджимает, а если слишком длинные ноги убирает назад. При посадке на задние конечности идет сильная нагрузка. При этом лапы должны служить амортизаторами, чтоб уберечь внутренние органы птиц от удара. Бедро птицы соединяется с тазом и утрачивает подвижность в результате эволюционных процессов. Малая берцовая кость, которая присутствует у млекопитающих, у птиц полностью редуцирована. А кости стопы срослись в цевку, которая помогает отталкиваться от земли.

Птицы ГлухарьВообще, весь корпусной скелет птиц малоподвижный, практически монолитный. Проблему подвижности для получения информации и безопасности птицы решили при помощи расположения глаз и подвижности шеи.

Глаза у всех птиц, за исключением сов, расположены по бокам головы. Это дает возможность получать обзор от 250 до 360 градусов (у крачек). Подвижная шея позволяет пернатым поворачивать голову на 180 градусов. У сов и филинов лицевой диск уменьшает круговой обзор, но подвижность шей увеличена. Сидящая сова легко поворачивает голову на 260-270 градусов. Таким образом, птицы сидя на гнезде или поджидая добычу могут оценивать окружающую обстановку не двигаясь с места.

Перьевой покров

Кроме птиц покровом из перьев обладали некоторые вымершие динозавры. Перья, как и покровы других позвоночных, состоят из белка кератина.

Перо состоит из ствола и опахала. В зависимости от выполняемых функций перья бывают маховыми (располагаются на крыльях), рулевые (хвостовые перья), кроющие или покровные и пуховые. Пух служит для зашиты птиц от холода. Отличается от остальных перьев тем, что бородки у него не закреплены.

Дыхательная система

Птицы обладают уникальной дыхательной системой. Чтоб получать при дыхании больше кислорода, необходимого при полете у птиц образовалась система двойного поступления кислорода. При вдохе в легкие попадает кислород, но часть его проходит сквозь легкие, не задерживаясь там, и попадает в воздушные мешки. При выдохе кислород из воздушных мешков проходит в обратном направлении, и в легких происходит повторный газообмен. Только у птиц легкие получают кислород на вдохе и выдохе.

Кровеносная система и обмен веществ

В связи с тем, что для полета требуется масса энергии, обменные процессы у птиц гораздо интенсивнее. Чем у всех остальных животных. Нормальная температура тела достигает 40 градусов, а у мелких птиц еще выше.

Кровеносная система состоит из двух кругов кровообращения, но в отличии от млекопитающих у птиц главная правая аорта. В связи с необходимостью интенсивного обмена веществ у птиц более учащенный пульс. Даже в состоянии покоя у птицы среднего размера пульс составляет до 240-250 ударов в минуту. У мелких птиц этот показатель увеличивается примерно вдвое. При активом полете пульс у птиц учащается, а если полет планирующий, то пульс падает до нормы. То есть при планирующем типе полета птица чувствует себя отдыхающей.