Главная Инвестирование Какая часть дыхательной системы птиц. Дыхательная система птиц. Канатики состоят из

Какая часть дыхательной системы птиц. Дыхательная система птиц. Канатики состоят из

Органы дыхания птиц характерны: 1) простотой структуры носовой полости. 2) наличием самостоятельного участка в трахее для издавания звука (певчая гортань), 3) совершенно своеобразным строением лёгких, занимающих весьма малое место в грудной клетке, но усложнённых развитием особых воздухоносных мешков. Они разносторонне обслуживают птиц с оригинальной возможностью вентилирования своих газообменных участков при полёте.
Носовая полость -cavum nabi-узкая и короткая, разделена носовой перегородкой-septum nasi-на правую и левую половины. Ноздри или округлые, или овальные, причём у кур при входе в них имеется небольшая неподвижная покрышка-носовой клапан, а вокруг ноздрей расположен венчик коротких щетинкообразных перьев. Края, обрамляющие ноздри, состоят из восковицы. У гусей и уток сквозные, т. е. сообщающиеся друг с другом, ноздри лежат впереди носовой перегородки.
В каждой половине носовой полости находится по три небольших хрящевых раковины. Лабиринта решетчатой кости нет. Обоняние у птиц слабо развито; обонятельный нерв их ветвится в дорзальной раковине и носовой перегородке. Вблизи медиального угла глаза в лобной кости лежит пакет носовых желез-gl. nasalis,-выводной проток которых открывается в носовую полость.
Гортань -larynx (верхняя гортань-larynx superior)-расположена на дне глотки, где виден вход в гортань в форме щелеобразного отверстия, окружённого венчиком сосочков слизистой оболочки.

Остов гортани (рис. 274) состоит только из кольцевидного и черпаловидных хрящей. Кольцевидный хрящ-cartilago cricoidea-сложный и построен из пластинок: непарной вентральной (1, 1"), парных боковых (2, 2‘) и непарного дорзального участка (3, 3‘). Вентральная, вогнутая внутрь гортани пластинка рано окостеневает. Задний участок дорзального края пластинки скрепляется с боковыми пластинками (у гусей срастается). Боковые пластинки с дорзальной стороны замыкаются рано окостеневающим дорзальным участком кольцевидного хряща, соединяясь, таким образом, неподвижно. На нём впереди имеются две суставные поверхности для сочленения с черпаловидными хрящами.
Черпаловидные хрящи-cartilagines arytaenoideae-состоят из хрящевого дорзального и костного вентрального участков (Ar. d, Ar. v).
Впереди входа в гортань на дне глотки слизистой оболочкой образована поперечная складка, играющая роль надгортанника. Внутренняя поверхность гортани выстлана мерцательным эпителием и не образует голосовых губ.
Остов гортани довольно подвижен и управляется мускулами: а) кольцевидно-черпаловидным медиальным-m. cricoarytaenoideus medialis-функционирующим в качестве суживателя гортани; б) кольцевидно-черпаловидным латеральным - m. cricoarytaenoideus lateralis,-расширяющим гортань; в) гортанноподъязычным-m. laryngohyoideus,-выдвигающим гортань вперёд, и г) грудинно-гортанным-m. sternolaryngeus,-возвращающим гортань на место покойного положения.
Трахея -trachea (рис. 273-2)-относительно длинная, в сечении округлая или поперечноовальная. Её остов состоит из хрящевых колец, окостеневающих у старых гусей и уток. Слизистая оболочка этого участка воздухоносного пути ничего особого не представляет. Трахея подвижна и управляется двумя мускулами: a) m. ypsilotrachealis идёт к трахее от ключицы (или от нижней гортани) и сопровождает трахею на всём её протяжении; б) m. Bternotrachealis направляется от грудной кости к боковым сторонам трахеи.
Певчая, или нижняя, гортань -syrinx s. larynx inferior (рис. 275)-у домашних птиц лежит у места ветвления трахеи на бронхи (syrinx bronchotrachealis). Её анатомическими частями являются: барабан, мостик с полулунной мембраной и барабанные (наружная и внутренняя) перепонки.
Барабан-tympanum (2)-местная модификация дыхательного горла в виде разроста нескольких утолщённых с боковых сторон колец трахеи. У гусей они сливаются друг с другом. У вершины деления трахеи на бронхи сагиттально выступает в качестве усилителя барабана хрящевое, нередко окостеневающее образование-мостик (3). Он разделяет вход из трахеи в бронхи и дополняется полулунной складкой слизистой оболочки-membrana semilunaris. В барабане сформированы приспособления, которые можно считать аналогичными голосовым губам млекопитающих.
Таких голосовых приспособлений имеется две одинаково построенных пары-правая и левая. Каждая пара состоит из внутренней и наружной барабанных мембран, лежащих друг против друга.

Внутренние барабанные мембраны-membranae tympaniformes internae (5)-отходят по сторонам от мостика и прилежащей медиальной стенки каждого бронха. Они сформированы слизистой оболочкой в виде эластических складок, выступающих внутрь соответствующего бронха.
Наружные барабанные мембраны-membranae tympaniformes externae (4)-выступают от наружных стенок каждого бронха, также в виде эластических складок. В результате колебания этих мембран получается звук. У уток в области нахождения голосового органа с левой стороны развит особый костный барабанный пузырь-bulla tympaniformis (рис. 276),-играющий роль резонатора.
Самки птиц имеют менее диференцированную певчую гортань по сравнению с самцами. У певчих птиц для напряжения и расслабления мембран имеются специальные мускулы.
Лёгкие -pulmones (рис. 277-8)-построены своеобразно и, несмотря на малую величину, приспособлены к весьма совершенному обмену газами, особенно при полёте. Для птиц характерно также наличие ряда специфических выпячиваний некоторых бронхов за пределы лёгких с образованием огромных воздухоносных мешков. Они играют в жизни птиц различную роль.
Небольшие по объёму, розового цвета правое и левое лёгкие расположены непосредственно под позвоночником и в углублениях между позвоночными концами рёбер, в силу чего их дорзальная поверхность неровная (она вклинена в ниши между выступающими краями рёбер). Вентральная поверхность лёгких прилежит к описанной уже рудиментарной диафрагме.
Пo длине туловища лёгкие занимают место от 1-го ребра до местоположения почек.
Строение лёгких вследствие своеобразия хода и ветвления бронхов очень сложное. В общем распределение бронхов таково. В каждое лёгкое с вентральной стороны вступает главный бронх (b) и тянется в толще органа каудально до заднего края.
Однако он не заканчивается здесь, а продолжается за пределы лёгкого, расширяясь в обширный брюшной воздухоносный мешок (7) (см. дальше).
Вскоре после своего входа в лёгкое главный бронх слегка веретенообразно расширяется в преддверие-vestibulum. От главного бронха ответвляются два ряда-дорзальный и вентральный-вторичных бронхов.

Большинство вторичных бронхов остаётся в пределах паренхимы лёгких, но три бронха, как и главный, выходят из каждого лёгкого за пределы органа, также формируя воздухоносные мешки (5, 6). Te из вторичных бронхов, которые ветвятся в пределах лёгкого, называются внутренними бронхами-эндобронхами, а выходящие своими концами за пределы лёгкого-наружными бронхами-энтобронхами. В толще лёгкого все вторичные бронхи соединены между собой многочисленными более мелкими бронхами-парабронхами. От парабронхов уже ответвляется большое число выпячиваний с дыхательными поверхностям», т. е. респираторные участки лёгкого. Система бронхиальных ветвлений в лёгком имеет огромное количество анастомозов.
Воздухоносные мешки. Как указывалось выше, ряд сквозных бронхов открывается в воздухоносные мешки. Они являются тонкостенными выпячиваниями слизистой оболочки, плотно одетой серозной оболочкой и относительно бедной сосудами, и дают ответвления, проникающие в кости (за исключением костей черепа), которые и становятся поэтому пневматизированными. Таких мешков в обоих лёгких насчитывают девять, из них один непарный, а остальные парные.
1)Межключнчный мешок-saccus interclavicularis (1)-развивается в непарный орган благодаря слиянию по средней сагиттальной линии двух первоначально разделённых выпячиваний из того и другого лёгкого. Выпячивание происходит от ключичного вентрального эктобронха. Этот мешок подразделяется на внутрпгрудной и внегрудной отделы.
Внутрпгрудной отдел лежит между ключицами и охватывает с вентральной, дорзальной и боковых сторон сердце. Внегрудной отдел образует ряд выростов, среди которых подмышечный дивертикул-diverticulum axiliaro (2)-сообщается ходом с плечевой костью (3). Этот дивертикул играет большую роль в газообмене при полёте птиц.
2) Шейные (парные) мешки-sacci cervicales (4)-развиваются из шейного вентрального эктобронха каждого лёгкого. Они расположены над трахеей и пищеводом. От переднего конца шейного мешка берёт начало воздухоносный ход, направляющийся в шею и пневматизирующий шейные позвонки. Имеется также ход, проводящий воздух в грудные позвонки и рёбра.
3) Краниальные грудные (или промежуточные) мешки-sacci thoracici (intermedii) craniales (5)-происходят из каудо-вентрального эктобронха. Они лежат под лёгкими и простираются назад до последнего ребра,
4) Каудальные грудные (или промежуточные) мешки-sacci thoracici (intermedii) caudales (6)-производные ответвления заднего участка главного бронха, т. е. отходят так же, как и следующий, брюшной мешок. Они прилежат к печени, желудку, кишечнику и брюшным мешкам.
5) Брюшные мешки-sacci abdominales (7)-наиболее объёмисты, с очень эластическими стенками и начинаются от заднего конца главного бронха. Они свободно лежат в полости тела и имеют ряд дивертикулов. Последние пневматизируют поясничные и крестцовые позвонки, кости таза и бедренную кость.
Задние грудные и брюшные мешки характеризуются специфической особенностью, заключающейся в том, что от них отделяются мешковые бронхи-saccobronclii (d, е). Эти бронхи также вступают в лёгкое, ветвятся в его толще и соединяются с респираторными участками легких.
Значение воздухоносных мешков разнообразное, но на первом плане стоит их участке в газообмене. Во-первых, мешки служат запасными резервуарами вдыхаемого воздуха, что имеет большое значение для птиц; так, утки и гуси имеют возможность длительно держать голову погружённой в воду, отыскивая корм. Во-вторых, благодаря мешкам самый акт газообмена поднимается на весьма совершенную ступень, так как газообменное поле лёгких может получать свежие порции кислорода с двух противоположных сторон: а) при вдохе-из трахеи обычным путём, б) при выдыхе-из двух задних воздухоносных мешков через мешковые бронхи. В силу такого устройства окислительный процесс в организме птиц, а следовательно, и проявления их жизни, протекает весьма интенсивно, с выделением значительного количества теплоты. Температура тела птиц превышает таковую млекопитающих. В-третьих, подмышечные дивертикулы межключичных мешков при полёте птиц выполняют роль мехов, заменяющих движения грудной клетки. При покое и поступательных движениях по суше, иначе говоря, при сложенных крыльях, дыхательные движения происходят путём расширения и спадения грудной клетки, особенно движения грудной кости (рис. 278). При полёте грудная клетка как опорное место для мускулатуры крыльев прочно фиксируется. Вентиляция лёгких в этих условиях осуществляется пассивно в результате сдавливания и расширения подмышечных дивертикулов взмахами крыльев при сокращении и расслаблении грудных мускулов.

Преодолевая воздушные потоки с большой легкостью, птицы выполняют различные плавные движения, чередуя направление полета. Возможно, вам интересно будет узнать, что подобные маневры пернатые совершают благодаря дыхательной системе. Птицы умело улавливают встречный ветер. По мнению ученых, механизм летающих созданий, отвечающий за прохождение воздуха, отлажен исключительно и гораздо сложнее, чем у других животных.

Большие возможности пернатых

Интересно то, что птицы, совершая полеты на дальние расстояния, затрачивают минимальное количество энергии. Многие из них, пролетев несколько тысяч километров, практически не прилагают при этом особых усилий. Было доказано, что пернатым помогает техника планирования. Птичье мастерство заключается в том, что они могут извлекать энергию из ветра. Сначала они взлетают далеко ввысь в потоке встречного ветра, а затем, развернувшись в определенной точке, летят попутно вместе с этой же воздушной струей. При этом немаловажную роль играет и анатомическое строение дыхательной системы птиц. Детальное рассмотрение птичьих органов и их функций поможет нам раскрыть секрет удивительных возможностей пернатых.

Общие сведения

Если говорить о дыхательной системе птиц кратко, то она имеет следующие особенности:

Простое строение и небольшая величина носовой полости.
На разветвлении трахеи (в бифуркации), где она переходит в два основных бронха, имеется механизм для издания звуков - певчая гортань.
Оптимальное расположение легкого, позволяющее бронхам войти внутрь его и образовать губчатую ветвь из бронхиол, опутанных паутиной капилляров. Некоторые более толстые бронхи не образуют развилок, сильно вытягиваются, выступая за пределы органа в виде тонкостенных мешков.

Схема дыхательной системы птиц представляет собой некий хорошо слаженный потенциал, состоящий из следующих отделов:

Строение воздухопроводящих путей

Начальной точкой дыхательной системы птиц являются ноздри. Они открывают путь для прохождения воздуха в полость носа и через верхнюю гортань в трахею. Строение самой трахеи у всех птиц очень разное и в основном зависит от длины и количества колец, состоящих из хрящевой ткани. На месте бифуркации трофеи находится сиринкс, который представляет голосовой аппарат пернатых. Располагается этот особый орган в нижней части гортани. В этом же месте трахея образует развилку из двух бронхов, которые заходят в легкое. Преобразовавшись во вторичные бронхи, эти органы частично выходят из легкого, образуя воздухоносные мешки в различных областях тела птиц. В организме пернатых имеется множество парабронхов, опутанных кровеносными капиллярами, взаимодействующих со вторичными.

Легкие

Данный орган имеет вытянутую форму, почти не эластичен и не располагается свободно. Легкие плотно закреплены между ребрами путем вдавливания верхней дорсальной поверхностью. На них можно заметить следы от ребер в виде бороздок. Такие органы дыхательной системы птиц, как легкие и бронхи, имеют уникальное строение. Сливаясь между собой, они представляют плотную губку, состоящую из небольших ответвлений. При входе в легкие, бронхи расходятся на более мелкие образования. За счет вторичных и третичных развилок бронхов легкие птиц отличаются губчатым строением. Они имеют светло-красный цвет и выполняют важнейшую функцию в газообмене. Находящиеся в легких мелкие дыхательные трубочки пропускают атмосферный воздух в кровь сквозь эпителиальные клетки. Насыщение кислородом происходит также и через эндотелий капилляров.

Сложный процесс дыхания

Главная особенность строения дыхательной системы птиц - обхваченное грудной клеткой легкое, не подвластное растягиванию. Костная ткань не позволяет изменять конфигурацию птицы в этой области, поэтому легкое пропускает воздух с помощью бронхов. Далее следуют воздушные мешки, обеспечивающие прохождение воздуха за счет изменения своего объема. Растягивающиеся емкости способны пропускать большую часть кислорода (75%), попавшего во вторичные бронхи, остальной задерживается легкими. Когда птица находится в полете, дыхательные мешки постоянно расширяются и сжимаются. Причем, чем быстрее будет происходить взмах ее крыльев, тем интенсивнее будет дыхание. При совершении махов вверх, воздух стремительно затягивается в легкие и тонкостенные образования, а когда пернатая опускает крылья, на выдохе, из мешков воздух повторно проходит сквозь легкие.

Особенность, описанная выше, срабатывает у птиц только в состоянии полета. Когда они находятся на отдыхе, грудная клетка обретает способность сужаться и расширяться.

Благодаря тому, что между дыханием и движением крыльев существует тесная взаимосвязь, птица не погибнет в полете. Стоит обратить внимание еще на одну важную деталь при совершении этого процесса - усиленный газообмен.

Двойное дыхание

Дыхательная система птиц устроена таким образом, что в воздушных мешках насыщение крови кислородом не происходит. Как уже упоминалось, в легких задерживается меньший объем воздуха (25%) и для окисления крови используется малая его часть. Чтобы пополнить недостающий запас кислорода, на выходе струя воздуха из мешков вновь проходит через легкие. Таким образом, как при вдохе, так и при выдохе, легкие обогащаются кислородом, а процесс насыщения крови происходит именно в этом органе. Чтобы более насыщенный воздух сообщался с артериальной кровью, их потоки движутся противоположно друг другу. Данный газообменный процесс принято называть вторым дыханием.

Роль воздушных мешков

При вдохе главные бронхи доставляют жизненно важный поток в легкие и задние дыхательные мешки. На обратном пути воздух, прошедший через легкие, поступает в передние резервуары. Дело в том, что отработанный воздух сразу не покидает организм птицы. В результате первого выдоха он задерживается в переднем мешке, а только после второго покидает его. Проделывая путь через центральные бронхи и трахею, он выходит в виде диоксида углерода. На его место моментально поступает следующая порция воздуха из заднего мешка, прошедшая сквозь легкие. Движение потока происходит в одном направлении. Как видно, тонкостенным образованиям отводится важная роль в процессе дыхания птиц.

Воздухоносных емкостей у пернатых достаточно для того, чтобы обеспечить комфортный полет. За счет них тело птицы становится легче, и уменьшается его плотность. Хорошо наполненные мешки, находящиеся между органами, защищают птиц от перегрева в период путешествия.

Классификация воздухоносных мешков

Пернатые имеют 9 тонкостенных воздухоносных образований, относящихся к основным. Кроме них, дыхательная система птиц наделена промежуточными наростами и мешками, располагающимися сзади туловища.

Основные разделяются на 4 парных образования и один отдельный: шейные, переднегрудные, брюшные, заднегрудные и непарный ключичный. Внутри слизистую оболочку мешка покрывает слой мерцательного эпителия. Их стенки довольно эластичны и имеют капиллярную сеть. Воздухоносные образования укладываются между внутренними органами и мышцами. Некоторые из них видны даже в полостях некоторых трубчатых костей.

Благодаря наличию целого комплекта дыхательных мешков, в организме птиц они могут выполнять следующие роли:

принимать участие в газообменном процессе;
задавать правильное положение тела в полете;
обеспечивать своевременное охлаждение тела;
создавать защиту внутренним органам, выступая в роли амортизаторов;
облегчать вес тела;
служить резервуаром для воздуха.

Голосовой аппарат

Одна из интереснейших функций дыхательной системы птиц - умение петь. Такое мастерство опять же обуславливается устройством уникального механизма воздухопроводимого аппарата. Верхняя щель, расположенная за языком, приводит в верхнюю часть гортани, называемую фаринксом. Эта область состоит из типичных хрящей и в качестве голосового аппарата у пернатых не выступает (как свойственно другим наземным животным из класса позвоночных).

Сиринкс, находящийся на нижней части гортани, и отвечает за приятное пение птиц. Хрящевые кольца трахеи поддерживают оптимальное расширение стенки этого органа. От ее наружной части отходят голосовые перепонки и впадают в сиринкс. В области бифуркации трофеи внутрь гортани входит еще одна перепонка, называемая внутренней голосовой. Когда певчие мышцы начинают сокращаться, перепонки напрягаются. При выдохе воздух из легких проникает в голосовые щели и производит колебание перепонок, в результате чего они начинают издавать звуки. При этом трахея служит резонатором и расширяется в объеме в момент пения.

Из-за особого свойства голосового аппарата изменять свою форму, пернатые могут воспроизводить различные звуки, а некоторые из них способны имитировать речь людей. Чтобы этот орган нормально функционировал, ему отводится достаточно места в птичьем организме. Исходя из этого, у мелких птиц в процесс пения вовлекается почти все тело.

У маленьких птичек частота актов дыхания значительно больше, чем у крупных. Например, малый веретенник преодолевает расстояние до 10 000 тысяч километров примерно за 9 суток. Он обладает способностью чувствовать приближение вихрей и старается улавливать попутный ветер.

Самая маленькая птичка колибри за одну секунду выполняет до 80 движений крыльями. При этом она умело исполняет свой танец в воздухе, летая в стороны, и наоборот. Весит она чуть больше одного грамма, а по размеру такая же, как пчела. Примечательно, что эта миниатюрная птичка является близкой родственницей обычных стрижей.

Дыхательная система птиц позволяет некоторым из них разговаривать. Самым известным говоруном считался попугай Жако. Он также являлся и представителем Красной книги. Ему удавалось выговаривать полные предложения на разных языках. Словарный запас попугая составлял около 400 слов.

Для черного стрижа небо служит родным домом. Птица может находиться в вышине несколько лет, не возвращаясь на землю. Все свои потребности она осуществляет в полете.

Помимо анатомического строения, полет крупных птиц осуществляется благодаря особой конструкции: перья орлов и аистов по краям их крыльев выворачиваются вверх, образуя вертикальный изгиб. Эта особенность позволяет умножить подъемную силу пернатых при небольшом размере крыла, что значительно облегчает их полет.

Сапсан - одна из самых скоростных представителей во всем мире, которая может набирать до 300 км/ч. К тому же птицы тело птицы доходит до 1 м в длину. Их самки обычно крупнее, чем самцы.

Заключение

Рассмотрев особенности дыхательной системы птиц, можно смело заключить, что это один из самых сложных механизмов, имеющихся в природе. Например, наличие двух гортаней позволяет пернатым общаться между собой на своем языке и исполнять красивые мелодии для людей.

Птицы - наиболее молодые в эволюционном отношении, высокоразвитые животные, для которых характерны хождение на двух ногах, перьевой покров, крылья и клюв, теплокровность с интенсивным обменом веществ, хорошо развитый головной мозг и сложное поведение. Все эти особенности птиц позволили им широко расселиться по земному шару и занять все среды обитания - сушу, воду, воздух; они заселяют любые территории от высоких полярных широт до мельчайших океанических островов.

Среда обитания явилась фактором отбора в эволюции птиц (строение тела, крыльев, конечностей, способы передвижения, добычи пищи, особенности выведения потомства).

Птицам свойственны сезонные циклы, которые наиболее заметны у перелетных птиц и менее выражены у кочующих в пределах своей зоны или оседлых птиц. Наибольшее видовое разнообразие птиц сосредоточено в тропической зоне. Почти каждый вид птиц может обитать в нескольких различных биогеоценозах.

Наиболее многочисленна группа птиц леса, среди которых имеются плотоядные, растительноядные и всеядные. Гнездятся они в дуплах, на ветвях, на земле. Птицы открытых мест - лугов, степей, пустынь - строят гнезда на земле; птицы побережий гнездятся на скалах, образуя птичьи базары, где несколько видов птиц не только совместно обитают, но и защищаются от врагов.

Для птиц характерна четко выраженная динамика изменения численности популяции. Так, максимум птиц на Земле (до 100 млрд. особей) наблюдается после вылета молодняка, минимум - к началу следующего лета (снижение численности до 10 раз). Большую роль в изменении числа птиц играет хозяйственная деятельность человека. Сокращаются площади лесов, болот, лугов, естественных водоемов, некоторых птиц просто истребляют.

Роль птиц в цепях питания велика, поскольку они представляют конечные звенья многих цепей питания.

Большое значение имеют птицы в распространении плодов и семян. В хозяйственной деятельности человека значение птиц в основном положительное: они истребляют грызунов, насекомых-вредителей, семена сорных растений, что можно рассматривать как биологическую защиту полей и садов. Птиц надо охранять и беречь, подкармливать, особенно зимой, не разорять их гнезда. Без птиц - таких ярких, подвижных, звонкоголосых - наши леса, парки, луга, водоемы становятся безрадостными, мертвыми.

Ущерб, наносимый птицами, несравненно ниже их пользы. Они опустошают сады и виноградники, выклевывают посеянные семена, выдергивают проростки, поэтому их приходится отпугивать. Участились случаи сталкивания птиц с самолетами. Птицы разносят инфекционные болезни - грипп, энцефалит, сальмонеллёз, распространяют клещей, блох.

Человек занимается птицеводством, разводя домашнюю птицу, а также декоративных и певчих птиц.

В Красную книгу СССР занесено 80 видов птиц.

В мировой фауне насчитывается около 8600 видов птиц, из них в пределах территории нашей страны встречается примерно 750 видов. Птицы распространены на всех материках земного шара за исключением внутренних районов Антарктиды; некоторые из них большую часть жизни проводят в открытом море. На суше разные виды птиц встречаются повсеместно, где для них имеется растительная или животная пища, - в лесах, кустарниковых зарослях, парках, лесополосах, на лугах, болотах, в пустынях, горах и тундре.

Характеристика класса

Птицы по своему строению очень сходны с рептилиями и представляют их прогрессивную ветвь, эволюция которой шла по пути приспособления к полету. Нередко птиц объединяют с рептилиями в группу ящерообразных (Sauropsida). Птицы - двуногие амниоты, передние конечности которых превратились в крылья; тело покрыто перьями, температура тела постоянная и высокая.

Организация птиц приспособлена к условиям полета. Туловище компактно, скелет чрезвычайно облегчен. Расправленные крылья и хвост образуют плошадь, гораздо большую по сравнению с площадью туловища. В строении тела птиц можно отметить не только черты, характерные для птиц, но и признаки, общие с рептилиями. Так, в коже птиц нет желез, за исключением копчиковой железы над корнем хвоста. У некоторых птиц отсутствует и эта железа.

Покровы тела . Кожа очень тонка. На клюве имеются роговые чехлы, на конечностях -- роговые чешуи, на пальцах - когти. Производными кожи являются перья, филогенетически связанные с чешуйчатыми образованиями (на это указывает сходство в развитии пера и чешуи в ранних стадиях). Перья покрывают снаружи тело птиц, помогают сохранить тепло (теплоизоляционная функция), обеспечивают обтекаемость тела, защищают его от повреждений, образуют несущие плоскости в полете (крылья, хвост).

Различают контурные и пуховые перья.

Контурные перья состоят из прочного и упругого полого рогового ствола (стержня) и мягкого опахала. Опахало образовано густой сетью тонких роговых пластинок - бородок. От стержня параллельно одна другой отходят бородки первого порядка, с обеих сторон которых в свою очередь отходят многочисленные более тонкие бородки второго порядка, последние сцепляются между собой мелкими крючочками. Различают длинные и особо прочные перья - маховые, - они образуют плоскость крыла; длинные и прочные рулевые перья образуют плоскость хвоста, остальные покровные контурные перья обеспечивают обтекаемую форму тела. 9-10 первостепенных маховых перьев прикрепляются к заднему краю скелета кисти, во время полета они образуют тягу, которая несет птицу вперед, в меньшей мере - подъемную силу. Второстепенные маховые перья прикрепляются к предплечью, они составляют основную несущую поверхность крыла. На переднем крае последнего имеется маленькое крылышко с несколькими короткими перышками, которые облегчают птице приземление. Рулевые перья принимают участие в управлении полетом и торможении.

Пуховые перья имеют тонкий короткий стержень и мягкое опахало с более тонкими и пушистыми бородками, без крючков (т.е. не соединенные между собой). Пуховые перья увеличивают теплоизоляцию и способствуют уменьшению теплоотдачи.

Птицы периодически (один-два раза в год) линяют, на месте старых перьев у них вырастают новые.

Скелет . Кости скелета наполнены воздухом (пневматичны) и отличаются легкостью. Толщина костей небольшая, трубчатые кости внутри полые, кроме воздуха частично заполнены костным мозгом. Многие кости срастаются между собой. Благодаря таким особенностям скелет птицы легкий и крепкий. В позвоночнике различают пять отделов: шейный, грудной, поясничный, крестцовый и хвостовой. Шейные позвонки (их от 11 до 25) подвижно соединены между собой. Позвонки же других отделов сращены между собой и неподвижны, что необходимо во время полета. Грудные позвонки почти неподвижны, к ним прикреплены ребра. На ребрах имеются крючковидные отростки, которые налегают на соседние задние ребра. Грудные позвонки, ребра и широкая грудная кость, или грудина, образуют грудную клетку. Грудина имеет внизу высокий гребень - киль. К нему и грудине прикрепляется мощная мускулатура, двигающая крыло.

Все поясничные и крестцовые (их два) позвонки срастаются между собой и с подвздошными костями; к ним присоединяется несколько хвостовых позвонков, образуя характерный для птиц сложный крестец. Он служит опорой пары задних конечностей, несущих на себе всю тяжесть тела. Свободных хвостовых позвонков 5-9, концевые хвостовые позвонки срастаются в копчиковую кость, к которой прикрепляются рулевые перья.

Пояс передних конечностей состоит из трех парных костей: коракоидов, лопаток и ключиц. Скелет передней конечности, которая превратилась в крыло, значительно видоизменен. Скелет крыла состоит из одной плечевой кости, двух костей предплечья (локтевой и лучевой), нескольких костей кисти (большая часть их слилась, образовав одну кость) и трех пальцев. Скелет пальцев резко редуцирован.

При передвижении по суше вся тяжесть тела переносится на тазовый пояс и задние конечности, в связи с этим они также преобразованы. Пояс задних конечностей состоит из трех пар костей, которые срастаются, образуя таз. По средней линии тела тазовые кости не срастаются, это так называемый открытый таз, который дает возможность птицам откладывать крупные яйца. Скелет задней конечности образован длинными и крепкими трубчатыми костями. Общая длина ноги превышает длину туловища. Скелет задней конечности состоит из одной бедренной кости, сросшихся костей голени и костей стопы, которые образуют цевку, и четырех пальцев.

Для черепа характерны полное сращение всех костей вплоть до исчезновения швов, чрезвычайная легкость и крупные, сближенные друг с другом глазницы. Челюсти птиц представлены легким клювом, лишенным зубов.

Мускулатура хорошо развита, ее относительная масса больше, чем у пресмыкающихся. При этом брюшные мышцы слабее, чем грудные, которые составляют 10-25 % общей массы птицы, т. е. приблизительно столько же, сколько все другие мышцы вместе взятые. Это связано с тем, что парные большие и малые грудные мышцы, начинающиеся на грудной кости и ее киле, опускают и поднимают крылья во время полета. Кроме грудных мышц, сложной работой крыла в полете управляют несколько десятков мелких мышц, прикрепляющихся на туловище и передних конечностях. Очень сложна мускулатура шеи и ног. У многих птиц на сухожилии мышцы глубокого сгибателя пальцев ног имеется специальное приспособление, которое автоматически закрепляет пальцы ног в сжатом состоянии, когда птица обхватывает ими ветку. Поэтому птицы могут спать, сидя на ветках.

Пищеварительная система . Органы пищеварения характеризуются полным отсутствием зубов у современных птиц, что значительно облегчает тело для полета. У зерноядных птиц их заменяет мышечный желудок, который служит для механического перетирания пищи, в то время как железистый желудок служит для ферментативного воздействия.

Органы пищеварения начинаются клювом - это основной орган захвата пищи. Клюв состоит из верхней части (надклювья) и нижней (подклювья). Форма и особенности строения клюва у разных птиц различны и зависят от способа питания. Ко дну ротовой полости прикрепляется язык, его форма и особенности строения зависят от характера пищи. В ротовую полость открываются протоки слюнных желез. У некоторых птиц в слюне имеется фермент амилаза и переваривание пищи начинается в ротовой полости. Ласточки и некоторые стрижи используют липкую слюну при постройке гнезд, у дятлов к смоченному липкой слюной длинному языку прилипают насекомые. Смоченная слюной пища легко заглатывается и попадает в пищевод, нижняя часть которого у многих птиц образует расширение - зоб (в нем пища размачивается и частично переваривается). Далее по пищеводу пища поступает в тонкостенный железистый желудок, в котором многочисленные железы выделяют пищеварительные ферменты. Обработанная ферментами пища переходит в мускульный желудок. В стенках последнего хорошо развиты сильные мышцы, благодаря сокращению которых пища перетирается. Перетертая пища поступает в двенадцатиперстную кишку, в которую впадают протоки поджелудочной железы и желчного пузыря (птицы имеют двухлопастную печень). Затем пища попадает в тонкий кишечник и далее в задний отдел кишечника, который не дифференцирован на толстую и прямую кишки и значительно укорочен. Через задний отдел кишечника непереваренные остатки пищи выводятся в клоаку.

Птицы характеризуются высокой интенсивностью пищеварения. Например, воробьи переваривают гусениц за 15-20 мин, жуков- около 1 ч, зерно - 3-4 ч.

Дыхательная система . Органы дыхания начинаются ноздрями, расположенными у основания надклювья. Изо рта гортанная щель ведет в гортань, а из нее в трахею. В нижней части трахеи и начальных участках бронхов находится голосовой аппарат птиц - нижняя гортань. Источником звуков служат вибрирующие при прохождении воздуха перепонки между последними хрящевыми кольцами трахеи и полукольцами бронхов. Бронхи проникают в легкие, разветвляются в них на мелкие трубочки - бронхиолы - и очень тонкие воздушные капилляры, которые образуют в легких воздухоносную сеть. С ней тесно переплетаются кровеносные капилляры, газообмен происходит через стенки последних. Часть бронхиальных ответвлений не разделяется на бронхиолы, выходит за пределы легких, образуя тонкостенные воздушные мешки, расположенные между внутренними органами, мышцами, под кожей и даже внутри полых костей. Объем воздушных мешков почти в 10 раз превышает объем легких. Парные легкие небольшие, представляют собой плотногубчатые тела, а не мешки, как у рептилий, и мало растяжимы; они прирастают к ребрам по бокам позвоночника.

В спокойном состоянии и во время движения по земле акт дыхания осуществляется за счет движения грудной клетки, Грудная кость при вдохе опускается, отдаляясь от позвоночника, а при выдохе поднимается, приближаясь к нему. Во время полета грудная кость неподвижна. При поднятии крыльев происходит вдох за счет того, что воздушыне мешки растягиваются и воздух всасывается в легкие и мешки. При опускании крыльев происходит выдох, богатый кислородом воздух попадает из воздушных мешков в легкие, где осуществляется газообмен. Таким образом, насыщенный кислородом воздух проходит через легкие и при вдохе, и при выдохе (так называемое двойное дыхание). Воздушные мешки предотвращают перегрев организма, так как избыток тепла удаляется с воздухом.

Выделительная система . Органы выделения представлены двумя крупными почками, составляющими 1-2 % массы тела, они лежат в глубине таза по обе стороны позвоночника. Мочевого пузыря нет. По двум мочеточникам мочевая кислота в виде белой кашицеобразной массы стекает в клоаку и выделяется наружу вместе с экскрементами не задерживаясь в теле. Это уменьшает массу тела птицы и актуально при полете.

Кровеносная система . Сердце у птиц относительно велико, его масса составляет 1-2% массы тела. Интенсивность работы сердца также большая: пульс в покое - 200-300 ударов в 1 мин, а полете - до 400-500 (у птиц средней величины). Большой объем сердца и частый пульс обеспечивают быструю циркуляцию крови в организме, интенсивное снабжение кислородом тканей и органов и удаление продуктов обмена.

В строении сердца обращает на себя внимание полное разделение сердца продольной сплошной перегородкой на правую венозную и левую артериальную половины. Из двух дуг аорты сохраняется только правая, берущая начало от левого желудочка. Большой и малый круги кровообращения полностью разобщены. Большой круг кровообращения начинается с левого желудочка и кончается в правом предсердии; артериальная кровь по артериям разносится по всему телу (все органы снабжаются только артериальной кровью), венозная кровь по венам попадает в правое предсердие, а из него в правый желудочек. Малый круг кровообращения начинается с правого желудочка и заканчивается в левом предсердии. Венозная кровь по легочным артериям попадает в легкие, окисляется там, и артериальная кровь по легочным венам попадает в левое предсердие, а из него в левый желудочек и в большой круг кровообращения. В результате того что артериальная и венозная кровь не смешивается, органы получают артериальную кровь. Это усиливает обмен веществ, повышает жизнедеятельность организма, обусловливает весьма высокую и постоянную температуру тела птиц (42-45 °С). Постоянство температуры тела и независимость ее от температуры окружающей среды - важный прогрессивный признак птиц и млекопитающих по сравнению с предыдущими классами животных.

Нервная система . Головной мозг имеет относительно большие полушария и зрительные доли, хорошо развитый мозжечок и очень маленькие обонятельные доли. Это связано с более сложным и разнообразным поведением и способностью к полету. От головного мозга отходят все 12 пар черепномозговых нервов.

Из органов чувств лучще всего развито зрение. Глазные яблоки большие, что обеспечивает получение на сетчатке больших изображений с четкими деталями. На глазу имеется три века - верхнее, нижнее и прозрачное внутреннее, или мигательная перепонка. Аккомодация (наводка глаза на резкость) осуществляется изменением формы хрусталика и одновременным изменением расстояния между хрусталиком и сетчаткой, а также некоторым изменением кривизны роговицы. Все птицы имеют цветное зрение. Острота зрения птиц в несколько раз выше, чем острота зрения человека. Свойство это связано с огромным значением зрения при полете.

Орган слуха анатомически сходен с органом слуха пресмыкающихся, состоит из внутреннего и среднего уха. Во внутреннем ухе лучше развита улитка, в ней увеличено число чувствительных клеток. Полость среднего уха имеет большие размеры, единственная слуховая косточка - стремечко - более сложной формы, она более подвижна при колебаниях куполообразной барабанной перепонки. Барабанная перепонка находится глубже, чем поверхность кожи, к ней ведет канал - наружный слуховой проход. Слух у птиц очень острый.

По сравнению с пресмыкающимися у птиц увеличена поверхность носовой полости и обонятельного эпителия. У некоторых птиц (утки, кулики, питающиеся падалью хищники и др.) обоняние хорошо развито и используется при поиске корма. У других птиц обоняние развито слабо.

Органы вкуса представлены вкусовыми почками в слизистой оболочке ротовой полости, на языке и у его основания. Многие птицы различают соленое, сладкое и горькое.

Органы размножения . У самца имеется два семенника, семяпроводы образуют в нижней части небольшое расширение - семенной пузырек - и впадают в клоаку. У самки развит только один левый яичник и левый яйцевод, который впадает в левую часть клоаки. Оплодотворение внутреннее и происходит в начальной части яйцевода. Благодаря сокращению стенок яйцевода оплодотворенная яйцеклетка перемещается по направлению к клоаке. В яйцеводе находятся белковые железы и железы, которые образуют на яйце двухслойную кожистую подскорлуповую оболочку, пористую известковую скорлупу и тоненькую надскорлуповую оболочку. Последняя защищает яйцо от микроорганизмов.

Яйцо перемещается по яйцеводу в течение 12-48 ч и последовательно покрывается толстой белковой оболочкой, подскорлуповыми, скорлуповой и надскорлуповой оболочками. В это время происходит развитие зародыша. В момент откладки яйца он имеет вид зародышевого диска, который находится на поверхности желтка. Два извитых белковых шнура - халазы - идут от внутренней подскорлуповой оболочки к желтку и поддерживают желток так, чтобы зародышевый диск находился сверху, ближе к телу птицы, которая насиживает яйцо. Для развития яйца необходима температура 38-39,5 °C. У разных птиц продолжительность насиживания различна: от 12-14 дней у мелких воробьиных до 44-45 дней у орла-беркута и почти двух месяцев у крупных пингвинов, альбатросов, грифов. У разных видов птиц яйца насиживают самка, самец или оба поочередно. Некоторые птицы не насиживают яиц: кулик-бегунок в Туркмении зарывает яйца в горячий песок, сорные (или большеногие) куры Австралии и Малайского архипелага откладывают их в кучи песка и гниющих растений, при гниении образуется необходимое для развития зародыша тепло.

Большинство птиц насиживают яйца в гнезде. Чаще всего птицы складывают или плетут гнезда из веточек, травы, мха, нередко скрепляя их каким-либо дополнительным материалом (волосками, шерстью, глиной, грязью и т. п.). Гнездо обычно имеет поднятые края и углубленную внутреннюю часть - лоток, в котором находятся яйца и птенцы. Дрозды, зяблики, щеглы укрепляют гнезда в развилках ветвей на кустарниках и деревьях. У крапивника и длиннохвостой синицы гнездо имеет вид плотного шара с толстыми стенками и боковым входом, укрепленного в развилке ветвей. Жаворонки, трясогузки устраивают гнезда на почве, в выстланной травой ямке. Дятлы, поползни, синицы, мухоловки, вертишейки гнездятся в дуплах, зимородки, щурки, береговые ласточки - в норах по берегам рек. Многие ласточки лепят гнездо из комочков глины и грязи, скрепленных липкой слюной. Грачи, вороны, аисты, многие дневные хищники строят гнезда из больших сучков и веток. Чайки, кайры, гагары откладывают яйца в песок, углубления на уступах скал. Самки уток, гусей, гаг выщипывают на своем брюшке пух и выстилают им гнездо. Колебания температуры в гнез.-дах значительно меньше, чем в окружающей среде; это улучшает условия инкубации.

По степени физиологической зрелости птенцов в момент вылупления всех птиц делят на две группы - выводковых и птенцовых. У выводковых птиц птенцы сразу после вылупления покрыты пухом, зрячие, могут передвигаться и самостоятельно находить корм. Взрослые птицы защищают выводок, периодически греют птенцов (это особенно важно в первые дни жизни), помогают в поисках корма. К этой группе относятся курообразные (тетерева, рябчики, фазаны, куропатки, перепела, куры), гусеобразные (гуси, утки, лебеди, гаги), журавли, дрофы, страусы. У птенцовых птиц птенцы вначале слепые, глухие, голые или слабо опушенные, не могут передвигаться, в гнезде остаются долго (у воробьиных - 10-12 дней, у некоторых птиц - до 2 месяцев). Все это время родители их выкармливают и обогревают. К этой группе относятся голуби, попугаи, воробьиные, дятлообразные и многие другие. Сначала родители носят птенцам мягкий питательный корм (например, синицы в первые дни кормят птенцов пауками). Птенцы покидают гнездо оперенными, почти достигнув размеров взрослых птиц, но с неуверенным полетом. В продолжение 1-2 недель после вылета родители продолжают кормить их. Одновременно птенцы обучаются поиску корма. Благодаря разнообразным формам заботы о потомстве плодовитость птиц гораздо ниже, чем плодовитость пресмыкающихся, земноводных и рыб.

Вымершие формы и филогения . Все особенности птиц, отличающие их от рептилий, носят преимущественно приспособительный к полету характер. Вполне естественно считать, что птицы произошли от рептилий. Происходят птицы от древнейших рептилий - псевдозухий, у которых задние конечности были построены так же, как у птиц. Переходная форма - археоптерикс - в виде ископаемых остатков (отпечатков) обнаружена в верхнеюрских отложениях. Наряду с чертами, характерными для рептилий, они имеют признаки строения птиц.

Систематика . Современные формы птиц делятся на три группы: бескилевые (южноамериканские, африканские, австралийские страусы и киви), пингвины и килевые; последние объединяют огромное число видов. К килевым птицам относится около 30 отрядов. Из них наиболее важны воробьиные, куриные, дневные хищники, гусеобразные, голубиные и др.

Перелеты

Оседлые птицы живут на определенных территориях на протяжении всего года, например воробьи, синицы, сороки, сойки, вороны. Кочующие птицы после сезона размножения совершают кочевки протяженностью в сотни километров, но не покидают пределов определенной природной зоны, например свиристели, снегири, чечетки, клесты, многие совы. Перелетные птицы регулярно улетают на зимовки за тысячи километров от мест гнездования по четко определенным пролетным дорогам в другие природные зоны.

Перелеты - сезонное явление в жизни птиц, которое возникло в процессе эволюции под воздействием периодических изменений погодных условий, связанных со сменой времен года, интенсивными процессами горообразования на обширных территориях и резкими похолоданиями в четвертичном периоде. Длинный северный день и большое количество животного и растительного корма способствуют выкармливанию потомков. Во второй половине лета в северных областях сокращается продолжительность светового дня, уменьшается количество животного корма (особенно насекомых), ухудшаются условия его добычи, у птиц изменяется характер обмена веществ, что при усиленном питании приводит к накоплению жировых запасов (у американских древесных славок перед полетом над морем запасы жира составляют до 35% массы птиц). Множество птиц начинают объединяться в стайки и откочевывать в места зимовки. Во время миграций птицы летят с обычными скоростями, мелкие воробьиные за сутки перемещаются на 50-100, утки - на 100-500 км. Миграции большинства птиц проходят на высоте 450-750 м. В горах стаи летящих журавлей, куликов, гусей наблюдали на высоте 6-9 км.

Перелеты у одних видов происходят днем, у других ночью. Перелет чередуется с остановками для отдыха и кормежки. Мигрирующие птицы способны к астронавигации, т.е. к выбору нужного направления перелета по положению солнца, луны и звезд. Выбранное правильное общее направление полета корректируется по зрительным ориентирам: птицы при перелетах придерживаются русел рек, лесных массивов н т.п. Направление и скорость миграций, места зимовок и ряд других особенностей птиц изучаются с помощью их массового кольцевания. Ежегодно в мире кольцуют около 1 млн. птиц, в том числе в СССР - около 100 тыс. На ногу птице одевают легкое металлическое кольцо с номером и условным обозначением учреждения, производившего кольцевание. При поимке окольцованной птицы кольцо снимают и отсылают в Москву в Центр кольцевания АН СССР.

Значение птиц

Птицы имеют большое хозяйственное значение, так как являются источником получения мяса, яиц, пуха, пера. Они уничтожают вредителей полей, лесов, садов и огородов. Многие виды домашних и диких птиц болеют орнитозами - вирусными заболеваниями, которыми может заразиться и человек. Птицы, живущие в тайге, наряду с млекопитающими представляют собой природный резервуар вируса таежного энцефалита. Птицы, обитающие в Средней Азии, наряду с млекопитающими и пресмыкающимися могут быть природным резервуаром возбудителей клещевого возвратного тифа.

Однако ни одна птица не может считаться только полезной или только вредной, все зависит от обстоятельств и времени года. Например, воробьи и некоторые зерноядные птицы питаются семенами культурных растений, могут склевывать в садах сочные плоды (черешни, вишни, шелковицы), однако своих птенцов выкармливают насекомыми. Для выкармливания птенцов необходимо особенно много пищи. Большая синица приносит птенцам корм до 400 раз в день, уничтожая при этом до 6 тыс. насекомых. Мухоловка-пеструшка для питания шести птенцов в течение 15 дней собирает 1-1,5 кг насекомых, предпочтительно мелких гусениц. Черный дрозд во время осеннего перелета уничтожает массу клопов вредной черепашки в лесополосах и зарослях кустарников: клопы вредной черепашки в этот период составляют до 74% общего количества насекомых в желудках дроздов. Особенно много вредных насекомых на посевах сельскохозяйственных культур и в лесных насаждениях уничтожают синицы, мухоловки, соловьи, ласточки, поползни, стрижи, сорокопуты, скворцы, грачи, дятлы и др. Насекомоядные птицы поедают много комаров, мошек, мух, которые переносят возбудителей болезней. Многие птицы (жаворонки, голуби, чечетки, щеглы, куропатки, перепелки, снегири и др.) питаются семенами сорняков, очищая от них поля. Хищные птицы - орлы, канюки, соколы (кобчики, балобаны, пустельги), некоторые луни, а также совы уничтожают большое количество мышевидных грызунов, некоторые питаются падалью и, таким образом, имеют немаловажное санитарное значение.

В определенных условиях некоторые виды птиц могут вредить. В частности, щурка вблизи пасек питается пчелами, зато в других местах уничтожает много вредных насекомых. Серая ворона поедает яйца и птенцов мелких птиц, но питается также насекомыми, грызунами, падалью. Ястреб-тетеревятник, ястреб-перепелятник, лунь болотный уничтожают большое количество птиц, в частности, лунь болотный - птенцов водоплавающих птиц. Один грач съедает за сезон более 8 тыс. личинок майских жуков, щелкунов, свекловичных долгоносиков, но весной грачи выдергивают всходы кукурузы и некоторых других культур, поэтому приходится защищать от них посевы.

Столкновения с птицами иногда приводят к серьезным авариям реактивных и винтомоторных самолетов. В районах аэродромов птиц приходится отпугивать (в частности, с помощью трансляции записанных криков бедствия или сигналов тревоги).

Совершая трансконтинентальные перелеты, птицы способствуют распространению возбудителей некоторых вирусных заболеваний (например, гриппа, орнитозов, энцефалитов и др.). Тем не менее большинство птиц можно считать полезными. Многие птицы служат объектами спортивной или промысловой охоты. Весенняя и осенняя охота разрешена на рябчиков, глухарей, тетеревов, фазанов, куропаток, уток и других птиц. На островах и побережьях Северного Ледовитого океана собирают легкий и теплый гагачий пух, которым гаги выстилают гнезда. Пух используют для утепления одежды летчиков и полярников.

Птицеводство

Птицеводство - важная отрасль сельского хозяйства, развивающаяся быстрыми темпами. На птицефабриках и птицефермах разводят кур (яйценоские породы - леггорны, русские белые, орловские; яйце-мясные - загорские, ленинградские, московские), гусей, уток, индюков. В инкубаторы одновременно закладываются десятки тысяч яиц. Кормление, сбор яиц, поддержание необходимых температуры и освещенности, процессы уборки и т.п. механизированы и автоматизированы.

Охрана птиц

Для увеличения численности полезных птиц необходимо создавать благоприятные условия для их гнездования, например, смешанные лесные насаждения с разнообразным кустарниковым подлеском, высадка куртин кустарников в парках и садах. Развеской искусственных гнездовий (скворечниц, дуплянок и др.) можно добиться увеличения численности синиц, мухоловок, скворцов и других птиц в 10-25 раз. Зимой оседлых птиц рекомендуется подкармливать, устанавливая кормушки на подоконниках, в палисадниках, садах, парках. Не следует беспокоить птиц в период гнездования, разорять гнезда и собирать яйца. Во время вывода птенцов охота на птиц запрещена. Следует охранять птиц и в местах их зимовки. Большое значение в охране птиц имеют государственные заповедники и заказники. Для некоторых редких и исчезающих видов птиц (например, белый журавль и др.) разрабатываются мероприятия по искусственному содержанию и разведению в условиях заповедников.

Дыхательная система птиц считается самой сложной среди всех животных.

Это и понятно: летающий образ жизни требует исключительно развитого дыхательного механизма и отлаженной его работы.

Схема дыхательных путей

Дыхательные пути птиц представляют собой сложную систему, состоящую из нескольких частей:

Носовая и ротовая полости;
Верхняя и нижняя гортань (фаринкс и сиринкс);
Трахея;
Бронхи;
Воздушные мешки.

Бронхи составляют основу лёгких. При этом птицы имеют только одну трахею, в отличие от млекопитающих. Вдох и выдох при такой системе осуществляются более усложнённым путём. Лёгкие птицы устроены так, что воздух через них проходит насквозь.

При этом только 25 процентов воздуха остаётся в них, остальное набирается в воздушные мешки. При выдохе в лёгкие попадает остальной кислород. Эта система называется двойным дыханием и является отличительной особенностью птиц.

Воздушные мешки птицы являются главным «носителем кислорода» и разрешают «птичий парадокс», состоящий в том, что дышать птицам нужно гораздо больше, чем млекопитающим и человеку, но их лёгкие имеют существенно меньшие относительные размеры, малоподвижны и прикреплены к костям позвоночника и рёбер.

У птиц нет диафрагмы, и движение воздуха создаётся за счёт изменения давления в воздушных мешках, которые растягиваются и сжимаются грудными мышцами. Воздушный мешок играет роль насоса.

строение дыхательной системы птиц фото

Расширяя его, птица нагнетает в него наружный воздух (некоторая часть которого, как уже говорилось, оседает в лёгких через ответвление в трахее); затем она сжимает его, и воздух проходит по другому пути – через лёгкие, откуда выходит в трахею и наружу.

Такое дыхание становится более интенсивным во время полёта; воздух самостоятельно нагнетается в воздушный мешок и выходит из него в процессе взмаха крыльями. Чем более интенсивно птица машет крыльями, тем более глубоко она дышит.

Кроме дыхательной функции, воздушные мешки выполняют дополнительные: облегчают массу тела, способствуют выделению лишнего тепла, а у водоплавающих птиц ещё и обеспечивают плавучесть.

Эффективность

Описанное строение дыхательных путей птиц позволяет более эффективно осуществлять газообмен по сравнению с лёгкими млекопитающих, а уж тем более рептилий и амфибий. Свежий воздух поступает в лёгкие и во время вдоха, и во время выдоха.

При этом отработанный воздух не может сразу покинуть организм: между лёгкими и трахеей находится передний воздушный мешок, и при первом выдохе ненужный воздух остаётся там. Во время второго выдоха воздух оттуда, наконец, выходит наружу, а его место заполняет новая порция, прошедшая из главного – заднего воздушного мешка через лёгкие.

Комплект воздушных мешков у птиц достаточно обширный и не ограничивается рассмотренными двумя. Есть черепные мешки, в состав которых входят ключичный, шейный и краниальный. Обилие этих полостей обеспечивает птице лёгкое тело, способное к длительному полёту.

Однако функции дыхательной системы птиц не ограничиваются собственно дыханием. Она отвечает и за пение. Воздух проходит через нижнюю гортань – сиринкс, которая также является отличительной особенностью класса птиц. Трахея играет роль резонатора и может увеличиваться в объёме во время пения.

Эти и другие изменения формы голосового аппарата позволяют птицам воспроизводить огромное количество звуков, в том числе имитировать человеческую речь. Исходя из размеров трахеи, можно сказать, что у маленьких птиц за резонирование отвечает весь организм.

Дыхательная система птиц резко отличается от дыхательных систем других наземных позвоночных рядом особенностей, интенсифицирующих дыхание и тем самым обеспечивающих высокий уровень потребления кислорода.

Через парные ноздри воздух засасывается в носовую полость и через хоаны переходит в ротовую полость. Сюда узкой щелью открывается гортань, поддерживаемая тремя гортанными хрящами. В отличие от млекопитающих верхняя гортань птиц не имеет голосовых складок и не служит источником звуков. За гортанью идет трахея - гибкая трубка, просвет которой поддерживают расположенные в ее стенках хрящевые трахейные кольца. В полости тела трахея распадается на два бронха, каждый из которых входит в соответствующее легкое и там ветвится. Нижняя часть трахеи и начальные участки бронхов формируют характерную только для птиц нижнюю гортань - голосовой аппарат, детали строения которого сильно варьируют. Источником звуков служат вибрирующие при прохождении воздуха перепонки, расположенные между последними кольцами трахеи и полукольцами бронхов. Специальная мускулатура меняет натяжение голосовых перепонок, изменяя характер издаваемых звуков. Нередко нижние кольца трахеи разрастаются, образуя тонкостенный костный барабан, усиливающий звуки и меняющий их модуляцию. У других видов резонатором может служить удлиненная трахея, образующая петли, лежащие под кожей в области зоба или даже вдающиеся в киль грудины (журавли и др.).

Парные легкие относительно невелики по размерам, довольно плотны и мало растяжимы; они прирастают к ребрам по бокам позвоночного столба. Войдя в легкое, бронх распадается на 15-20 вторичных бронхов, большинство которых кончается слепо, а часть сообщается с воздушными мешками. Вторичные бронхи сообщаются друг с другом многочисленными более мелкими парабронхами, от которых отходит множество бронхиолей - радиально расположенных ячеистых выростов, густо оплетенных легочными кровеносными капиллярами. Именно здесь идет насыщение крови кислородом. Общая дыхательная поверхность легких птиц значительно превышает дыхательную поверхность легких пресмыкающихся и вполне сопоставима с дыхательной поверхностью легких млекопитающих. С легкими птиц связаны воздушные мешки - прозрачные эластичные тонкостенные выросты слизистой оболочки вторичных бронхов. Объем воздушных мешков примерно в 10 раз превышает объем легких.

Воздушные мешки птицы

Один из воздушных мешков - межключичный - непарный, четыре парных - шейные, переднее и заднегрудные, брюшные. Воздушные мешки расположены между внутренними органами, а их отростки проникают под кожу и в полости крупных костей (плечо, бедро и др.). Акт дыхания осуществляется благодаря расширению и сужению грудной клетки. При вдохе, когда грудина отодвигается от позвоночного столба, увеличивается объем полости тела и эластичные воздушные мешки расширяются, засасывая воздух. При этом воздух из легких насасывается в передние воздушные мешки, а воздух из внешней среды по трахее, бронхам и их разветвлениям идет в легкие и в задние воздушные мешки заднегрудные и брюшные.

При выдохе, грудина смещается к позвоночному столбу, объем полости тела уменьшается и; под давлением внутренних органов воздух выдавливается из воздушных мешков. Содержащий много кислорода воздух из задних воздушных мешков нагнетается в легкие, а воздух из передних мешков - межключичного, шейных и переднегрудных, содержащий уже мало кислорода, но много углекислого газа, проталкивается в трахеи и выводится наружу. Таким образом, насыщенный кислородом воздух практически непрерывно, и при вдохе и при выдохе, проходит через легкие, обогащая кровь кислородом (так называемое двойное дыхание). Более полному; насыщению крови кислородом способствует и движение крови в легких навстречу току воздуха (принцип противотока). При интенсивном движении, особенно в полете, частота дыхательных движений возрастает. Так, у утки кряквы в покое совершается 10-16 дыханий в 1 мин, а при взлете 90-120. У мелких птиц дыхание учащено - до 60-100 дыханий в 1 мин в покое.

Помимо интенсификации дыхания воздушные мешки предотвращают перегрев организма при интенсивном движении, так как избыток тепла удаляется постоянно сменяющимся воздухом. Повышение внутрибрюшного давления при выдохе способствует дефекации. Ныряющие птицы, увеличивая давление в воздушных мешках, могут уменьшать объем и тем самым увеличивать плотность, что облегчает погружение в воду.

Литература: Зоология позвоночных. Ч. 2. Пресмыкающиеся, птицы, млекопитающие. Наумов Н. П., Карташев Н. Н., Москва, 1979