Класс Птицы. Особенности внешнего и внутреннего строения. Часть 2

Дыхательная система птиц имеет очень сложное строение.

Органы дыхания птиц в связи с полётом имеют ряд отличительных черт строения. Атмосферный воздух через парные ноздри попадает в носовую полость, затем в гортань и длинную трахею. В нижней части трахеи расположен голосовой аппарат, благодаря которому птицы издают различные звуки и даже могут петь.

Лёгкие представляют собой плотные, малорастяжимые губчатые тела, приросшие к рёбрам. Бронхи, войдя в лёгкие, сильно ветвятся до тончайших, слепо замкнутых бронхиол, оплетённых сетью капилляров, где и происходит газообмен.

Часть же крупных бронхиол, не разветвляясь, выходят за пределы лёгких и расширяются в девять огромных тонкостенных воздушных мешков.

Воздушные мешки у птиц как бы продолжают бронхи. Они находятся между различными внутренними органами. А их ответвления проходят между мышцами под кожу, заходят в трубчатые кости.

В воздушных мешках содержится запасный воздух, необходимый при полётах. Однако, в них не происходит газообмен. Воздушные мешки уменьшают плотность тела птицы. И защищают внутренние органы от перегрева при полёте. Но основное их назначение, участие в дыхании.

В состоянии покоя воздушные мешки в дыхании не участвуют. Дыхание в покое, осуществляется только за счёт расширения и сужения грудной клетки, благодаря работе межрёберных мышц.

Воздушные мешки функционируют в полёте. При этом происходит двойное дыхание.

Двойное дыхание — это насыщение крови кислородом во время вдоха и выдоха.

Изучим механизм двойного дыхания птиц.

Ранее считалось, что дыхательный акт у птиц в полёте определяется не рёберным дыханием, а работой крыльев, однако сейчас доказано, что взмахи крыльев и дыхательные движения происходят независимо друг от друга и несинхронно.

Воздушные мешки разделяют на передние и задние.

При первом вдохе грудина опускается и объем грудной полости увеличивается, в следствие этого воздушные мешки растягиваются.

При этом поступивший воздух движется в лёгкие и задние воздушные мешки.

Но в передние воздушные мешки воздух не поступает.

При выдохе грудина поднимается, объем грудной полости уменьшается и воздух из лёгких поступает в передние воздушные мешки.

А из задних мешков, воздух под давлением, переходит в лёгкие.

Итак, воздух прошёл через лёгкие дважды.

Затем, когда птица снова делает вдох, воздух, который недавно поступил из задних воздушных мешков, из лёгких поступает в передние воздушные мешки. Но птица сделала вдох, и поэтому новая порция воздуха снова поступила в лёгкие и задние воздушные мешки.

При следующем выдохе, воздух из передних мешков выходит в трахею и выводится наружу. Воздух снова переходит из лёгких в передние мешки, а из задних мешков в лёгкие.

Таким образом, насыщенный кислородом воздух проходит через лёгкие дважды при вдохе — и при выдохе. При полете интенсивность дыхания возрастает в 15 и более раз.

Гортань птиц не участвует в голосообразовании, эту функцию у них выполняет нижняя гортань, расположенная в области разделения трахеи на два бронха, соответственно, гортань, расположенная перед трахеей, называется у птиц верхней гортанью.

Дыхательная система служит птицам не только для газообмена, но и позволяет регулировать теплоотдачу. При повышении температуры внешней среды резко возрастает частота дыхательных актов птиц, что влечёт за собой испарение жидкости из воздухоносных путей и, соответственно, охлаждение организма.

Кровеносная система птиц.

Артериальная и венозная кровь полностью разделены, причём не только в сердце, но и в сосудистом русле, это принципиально отличает птиц от амфибий и рептилий.

Сердце птиц состоит из двух половин, при этом в правой половине (правые предсердие и желудочек) только венозная кровь, а в левой (левые предсердие и желудочек) — только артериальная, ни в одной из камер кровь не смешивается.

В правое предсердие впадают полые вены, которыми заканчивается большой круг кровообращения, от правого желудочка отходит одна лёгочная артерия, с которой начинается малый круг.

В левое предсердие впадают лёгочные вены, от левого желудочка отходит единственная — правая — дуга аорты.

Сердце птиц лежит в полости перикарда (околосердечной сумки).

Артериальная система большого круга кровообращения начинается единственной сохранившейся дугой аорты (правой), отходящей от левого желудочка сердца.

Все ткани птиц снабжаются чистой артериальной кровью.

Венозная система отличается частичной редукцией воротной системы почек.

В полёте работа сердца значительно усиливается, что связано с резким увеличением потребности работающих мышц в кислороде.

У птиц по сравнению с рептилиями увеличен относительный объем крови, её давление в сосудистом русле выше.

Кислородная ёмкость крови примерно в два раза большая, чем у рептилий. Общее количество гемоглобина очень велико, поскольку у птиц высокое содержание эритроцитов в крови.

Все эти показатели, а также полное разделение артериальной и венозной крови в сосудах позволяет птицам иметь очень высокий уровень обменных процессов.

Температура тела птиц постоянная, то есть птицы являются гомойотермными животными. Постоянная температура тела делает возможным стабильную работу внутриклеточных ферментных систем, что способствует постоянной высокой активности организма.

Выделительная система представлена парой очень крупных тазовых почек. Более крупные, чем у рептилий и млекопитающих, размеры почек объясняются весьма активным метаболизмом птиц.

Общее количество нефронов в почке достигает нескольких десятков тысяч, что намного больше, чем у рептилий. Основным продуктом азотистого обмена является мочевая кислота. Мочевой пузырь отсутствует.

Мужская половая система представлена двумя семенниками и половыми протоками; совокупительный орган имеется лишь у немногих видов.

Семяпроводы впадают в клоаку. Функциональный совокупительный орган, похожий на орган крокодилов и черепах, имеется только у бескилевых, гусиных и тинаму. Оплодотворение внутреннее.

Женская половая система состоит из яичников и половых путей. Обычно сохраняется только одна половина органов — левый яичник и левый яйцевод.

У немногих видов (куриных, попугаев, сов, дневных хищников) правый яичник может иметься, но правый яйцевод практически отсутствует.

Если бы оба яйцевода функционировали одинаково, очень крупные яйца попросту не смогли бы разминуться.

Птицы, которые гнездятся в хорошо защищённых местах (например, в дуплах), откладывают белые яйца, а те, кто строит открытые гнезда, — яйца, окрашенные в цвета окружающего фона, что делает их менее заметными.

Нервная система птиц организована очень высоко.

У птиц плохое обоняние, поэтому их обонятельные доли очень малы.

Промежуточный мозг небольшой, эпифиз мал, но гипофиз развит хорошо.

В среднем мозге выделяются очень крупные зрительные доли, где происходит высший анализ сигналов, полученных от органов чувств. У млекопитающих эту функцию выполняет кора полушарий конечного мозга. Мозжечок развит значительно лучше, чем у рептилий, поэтому птицы могут совершать сложнейшие координированные движения, что очень важно в полёте.

Строение спинного мозга — типичное сегментированное. В зонах отхождения нервов, формирующих сплетения, имеются утолщения спинного мозга.

От спинного мозга посегментно отходят передние и задние корешки, которые, соединяясь, образуют парные спинномозговые нервы. Передние ветви некоторых нервов формируют плечевое и пояснично-крестцовое сплетения, волокна которых иннервируют кожу и мышцы конечностей.

От головного мозга отходят двенадцать пар черепных нервов.

Органы чувств.

Орган зрения развит очень хорошо, поскольку для большинства птиц зрение — основной способ ориентации.

Глаза очень большие, особенно у ночных птиц. Птицы отличаются наиболее совершенным среди всех позвоночных животных двойным механизмом аккомодации глаза. При этом хрусталик не только меняет свою кривизну, но также изменяется расстояние между хрусталиком и сетчаткой, что создаёт оптимальное фокусирование лучей на сетчатке глаза.

Орган слуха состоит из среднего и внутреннего уха, улитка развита лучше, чем у пресмыкающихся. В барабанной полости имеется одна слуховая косточка (стремечко), обе слуховые трубы объединяются и открываются в глотку общим отверстием.

Барабанная перепонка натянута ниже уровня кожи на дне воронки, представляющей собой зачаток наружного слухового прохода. Это позволяет более тонко улавливать звуковые волны, концентрировать их и направлять к барабанной перепонке.

Обоняние почти не развито, хорошо различать запахи могут лишь киви, которые разыскивают пищу в подстилке, и грифы-индейки, находящие падаль по запаху, и некоторые другие птицы.

Развитая нервная система птиц обусловливает очень сложное поведение, в том числе социальное.

Обыкновенная сорока является единственной птицей и единственным не млекопитающим, прошедшим зеркальный тест. Это основной индикатор самосознания у животных.

Классический зеркальный тест. На тело животного наносится метка краской без запаха. Эта метка располагается так, что может быть видна животному только в зеркале. Ведётся наблюдение за действиями животного, когда оно видит в зеркале своё отражение. Например, сорока поворачивается, чтобы лучше рассмотреть метку, или трогает её конечностью, одновременно глядя в зеркало.

Современные птицы относятся к подклассу настоящих птиц, или веерохвостых. Настоящие птицы делятся на три надотряда: бескилевые (бегающие), пингвины (плавающие) и килевые (летающие).

Основные признаки класса Птицы:

1. Органы дыхания представлены лёгкими и лёгочными мешками.

2. Двойной тип дыхания.

3. Кровеносная система замкнутая. Два круга кровообращения. Сердце четырёхкамерное.

4. Артериальная и венозная кровь полностью разделены.

5. Температура тела птиц постоянная, то есть птицы являются гомойотермными животными.

6. Выделительная система представлена тазовыми почками.

7. Мочевой пузырь отсутствует.

8. Основным продуктом азотистого обмена является мочевая кислота.

9. В головном мозге наибольшее развитие получают большие полушария переднего мозга, зрительные доли и мозжечок.

10. Острое зрение за счёт двойной аккомодации.