Справочник по орнитологии: АНАТОМИЯ И МОРФОЛОГИ ПТИЦ

Наши авторские пособия и определители по орнитологии и птицам России
можно приобрести в нашем Интернет-магазине или скачать в Google Play или AppStore

компьютерный цифровой (для PC-Windows) Определитель птиц России, содержащий описания и изображения 206 видов птиц средней полосы (рисунки птиц, силуэты, гнезда, яйца и голоса), а также компьютерную программу определения встреченных в природе птиц.
приложения для смартфонов и планшетов Android: Птицы средней полосы, Манок на птиц Европы и Америки, Голоса птиц Европы и Птицы Европы, Голоса птиц России и Птицы России (их можно скачать из магазинов приложений по ссылкам на страницах описаний),
приложения для iPhone и iPad: Птицы России, Определитель птиц Европы (Birds of Europe), Голоса птиц России, Манок на птиц Европы и птиц Северной Америки, Определитель голосов птиц и Определитель птиц по фото (все их можно скачать из AppStore),
карманные полевые определители Птицы средней полосы (160 видов), Птицы России (278 видов),
цветные определительные таблицы Перелетные птицы, Зимующие птицы,
книги-определители серии "Энциклопедия природы России": Птицы, Домашние животные,
MP3-диск с голосами птиц (песни, крики, позывки): Голоса птиц средней полосы России (343 вида птиц).

Пожалуйста, ставьте гиперссылку на сайт www.ecosystema.ru если Вы копируете материалы с этой страницы! Во избежание недоразумений ознакомьтесь с правилами использования и копирования материалов с сайта www.есоsystеmа.ru
Пригодилась эта страница? Поделитесь ею в своих социальных сетях:

Разделы учебника (отдельные страницы):
1. Анатомия и морфология птиц
2. Питание птиц
3. Размножение птиц
     3.1. Половой диморфизм
     3.2. Яйцо и его особенности
     3.3. Брачное поведение
     3.4. Территориальное поведение
     3.5. Гнездостроение
     3.6. Многоообразие гнезд
     3.7. Классификация гнезд
4. Миграции
5. Многообразие птиц

Характерным отличием птиц от других позвоночных животных является способ передвижения — полет. Приспособленность к полету в процессе эволюции отразилась на всей организации птиц. Птица совершает в полете большое количество движений, производит огромную работу, сопровождаемую усиленной затратой энергии и быстрым обменом веществ. Интенсивный обмен веществ в свою очередь определяет высокую и постоянную температуру тела. Он возник у птиц в ходе эволюции в результате перестройки систем органов кровообращения, дыхания и пищеварения. Появление у птиц четырехкамерного сердца и сохранение только одной (правой) дуги аорты привело к полному разделению артериального и венозного потоков крови. В результате такого разделения все органы и ткани интенсивно снабжаются кислородом, увеличивается размер сердца, возрастает число сердцебиений и скорость тока крови. Энергичный процесс дыхания обеспечивает обильное снабжение крови кислородом и выделение углекислоты; воздушные мешки усиливают интенсивность дыхания и одновременно предохраняют тело от перегрева во время полета; быстрая ассимиляция пищи способствует энергичному обмену веществ.

Кожа птиц тонкая, сухая, практически лишена кожных желез. Исключение составляет лишь копчиковая железа, расположенная над хвостовыми позвонками (у многих птиц она отсутствует), и группа мелких желез в области наружного слухового прохода. Копчиковая железа вырабатывает жироподобный секрет, выделяющийся через протоки при надавливании на железу клювом. Этим секретом птицы регулярно смазывают перья, что способствует сохранению их эластичности. Под воздействием солнечного света секрет копчиковой железы превращается в витамин Д, который птицы заглатывают при очистке пера. Наконец, секрет этой железы способствует сохранению рогового чехла клюва. Хорошо развита копчиковая железа как у водных, так и у наземных птиц; отсутствует она у страусовых, у некоторых попугаев, голубей, дроф и других птиц.

Оперение.
Поверхность кожи покрыта перьями. Перо — сложное образование, оно играет исключительную роль в механизме полета птиц и обеспечивает теплоизоляцию. По характеру строения перья бывают контурные, пуховые и собственно пух.
Контурное перо состоит из стержня и опахал, расположенных по его бокам. Опахала состоят из тонких нежных роговых лучей или бородок первого порядка, от которых отходят более мелкие бородки второго порядка, сцепленные крючочками. Количество бородок в пере велико как у крупной птицы, так и у мелкой. У орла или журавля оно достигает более миллиона.
Пуховые перья не имеют бородок второго порядка, а следовательно, и плотно сомкнутых опахал.
У пуха стержень короткий, от него бородки отходят пучком. Пуховые перья и пух располагаются под контурными перьями. Эти перья хорошо предохраняют тело от охлаждения, они особенно сильно развиты у водоплавающих и наземных птиц, живущих в холодных странах.

Типы перьев:
А-В — контурные перья; Г — пуховое перо; Д — пух; Е — нитевидное перо; Ж — щетинка;
1 — стержень пера; 2 — внутреннее опахало; 5 — наружное опахало; 4 — бородки первого
порядка; 5 — побочный ствол пера; 6 — очин.

Контурные перья, покрывающие все тело птицы, отрастают в. коже на особых полях — птерилиях, разделенных аптериями — участками кожи, на которых контурные перья не растут. Черепицеобразное налегание контурных перьев друг на друга позволяет закрыть все тело при минимальном их числе. Лишь у немногих, преимущественно нелетающих, птиц (страусоподобных, пингвинов) перья равномерно распределены по всей поверхности кожи.
Длинные прочные перья, образующие плоскость крыла, носят название маховых. Самые длинные из них — первостепенные маховые — прикреплены к заднему краю скелета кисти; менее длинные — второстепенные маховые — прикреплены к задневерхней стороне локтевой кости. Маховые перья расположены так, что наружное опахало покрывает лишь часть более широкого внутреннего опахала соседнего пера. При опускании крыла перья образуют сплошную поверхность, оказывающую давление на воздух. При поднимании крыла маховые перья немного поворачиваются вокруг своей оси, в результате чего между ними образуются щели, через которые проходит воздух. При опускании крыла перья налегают друг на друга, и птице приходится затрачивать во много раз больше энергии, чем для его подъема. Длинные и прочные перья, образующие плоскость хвоста, называются рулевыми.
У многих птиц по всему телу расположены нитевидные перья с тонким стволом и редкими короткими бороздками на его верхнем конце. Они служат датчиками, сигнализирующими о токах воздуха под перьевым покровом. В основании клюва у многих птиц расположены щетинки — перья с упругим стержнем, утратившим бородки. Щетинки выполняют функцию осязания. У некоторых птиц (козодоев, ласточек, стрижей), ловящих на лету мелкую добычу, щетинки увеличивают размеры ротового отверстия.
Оперение птиц выполняет весьма важные и разнообразные функции: терморегуляцию, защиту кожи от повреждений, является двигательным аппаратом (рулевые и маховые перья), увеличивает несущую поверхность тела в воздухе, уменьшает трение при соприкосновении тела с воздушной средой при полете (придает телу птицы обтекаемую форму). Видимо, поэтому птицы так тщательно ухаживают за перьями.
Уход за перьями у большинства птиц выражается не только в их смазывании секретом копчиковой железы, но также и в регулярной их чистке и оправлении отдельных перьев клювом, что способствует сохранению их структуры и предохраняет от намокания.

Черный аист выдавливает жировой секрет копчиковой железы.
Чомга смазывает перья.

У некоторых птиц существует и такой способ ухода за оперением, как опудривание. Растущее перо у одних птиц, либо особый пух у других беспрерывно выделяет некоторое количество мельчайших роговых пластинок — пудру. Цапли пользуются своими незаметными снаружи пудротеками (на груди) так же, как другие птицы копчиковой железой. Запуская клюв в пудротеку, они захватывают пудру и чистят ею перо. Птицы с сильно развитыми пудротеками обычно не имеют копчиковой железы, или она у них очень слабо развита. Кроме того, для чистки перьев и защиты от паразитов, живущих в оперении, птицы прибегают к купанию в воде, мокрой траве, сухом песке или же пыли. Пылевые ванны чаще всего свойственны отряду курообразных и обитателям степей и пустынь (жаворонкам, дрофам, рябкам и др.).
Перья птиц постепенно изнашиваются и потому подвергаются периодической смене или линьке. Характер линьки у разных птиц не одинаков и связан с особенностями их образа жизни.

Скелет.
Скелет птицы отличается прочностью и легкостью, что крайне важно для полета. Прочность костей достигается балочным типом внутренней их структуры, трубчатостью, плотностью стенок. Легкость обусловливается пневматичностью большинства костей, возникшей вследствие редукции костного мозга. В воздухоносные полости некоторых костей проникают полости воздушных мешков. Облегченность костей позволила увеличить их длину, не увеличив общей массы скелета. Длина скелета ноги и особенно крыла у многих птиц заметно превышает длину туловища. Масса скелета составляет от 4-5 до 18% массы тела птиц.
Передние конечности превращены в крылья. Кости кисти недоразвиты, они служат опорой для маховых перьев. Надежной опорой для задних конечностей, в связи с перенесением на них функций хождения и хватания, служит сложный крестец, представляющий собой слияние поясничных, крестцовых и части хвостовых позвонков. Со сложным крестцом неподвижно срастаются подвздошные кости тазового пояса.
Позвоночник птиц, за исключением шейного отдела, малоподвижен. Грудина сильно развита и у большинства птиц несет высокий гребень или киль, к которому прикреплены крупные мышцы, участвующие в движении крыльев. У некоторых нелетающих страусоподобных птиц киль отсутствует. Малая подвижность позвоночника, наличие большой грудины и крючкообразных отростков на ребрах придают грудной клетке и всему туловищу особую прочность, что имеет большое значение при полете.
Череп птиц сильно облегчен не только за счет пневматичности костей и их раннего срастания, но также и за счет замены массивных челюстей беззубым клювом. Легкость черепа способствует поддержанию равновесия птицы во время полета.

Мускулатура.
Наиболее крупные мышцы передних и задних конечностей птиц расположены на туловище или близко к нему. Так, наиболее развитые грудные мышцы, участвующие в движении крыльев и достигающие у хороших летунов 15-20% общего веса тела, прикреплены к грудине, а крупные мышцы, двигающие ногу, — к костям таза. К конечностям же от мышц идут тонкие длинные сухожилия. Такое расположение тяжелых мускулов ближе к центру тяжести тела способствует устойчивости его при полете в воздухе.

Органы дыхания.
Органы дыхания птиц резко отличаются от органов дыхания других наземных позвоночных животных. Дыхательные пути начинаются с парных ноздрей, переходят в носовую полость и далее через щель в верхнюю гортань. За гортанью проходит гибкая трахея, которая разветвляется на два бронха, входящих в легкие. В месте разветвления бронхов располагается нижняя гортань — голосовой аппарат птиц. В ее полости натянуты голосовые перепонки. Под влиянием сокращения специальных певчих мышц голосовые перепонки могут менять свое положение и форму, чем и обусловливается разнообразие издаваемых птицами звуков.
Легкие птиц — небольшие плотные губчатые тела, прирастающие к ребрам по бокам позвоночного столба. Войдя в легкое, бронхи распадаются на вторичные бронхи. Частично они выходят за пределы легкого и образуют тонкостенные, эластичные, хорошо растяжимые воздушные мешки. Вторичные бронхи сообщаются между собой многочисленными тонкими каналами — парабронхами. Парабронхи оплетены легочными кровеносными капиллярами, насыщающими кровь кислородом.
Как уже отмечалось, с легкими связаны воздушные мешки, объем которых в несколько раз превышает объем легких. Воздушные мешки расположены между внутренними органами, а их ответвления проникают под кожу, между мышцами, заходят в полые кости. Они не принимают непосредственного участия в газообмене, но выполняют роль воздушного насоса, значительно увеличивая объем воздуха, циркулирующего по дыхательным путям.
Всего имеется пять пар воздушных мешков, подразделяющихся на передние (шейные, межключичные и предгрудные), задние (заднегрудные и брюшные) и один — межключичный (непарный). Задние мешки гораздо объемистее, чем передние.
Воздух по трахее и первичным бронхам поступает в задние воздушные мешки. Далее он перемещается в легкие, где в парабронхах совершается газообмен. Из легких воздух поступает в передние воздушные мешки, а из них через трахею выделяется наружу. Экспериментально выяснено, что порция воздуха (предварительно его метили) через всю дыхательную систему проходит за два вдоха и два выдоха. При первом вдохе воздух по главному бронху поступает в задние воздушные мешки, при первом выдохе он перемещается в легкие. При втором вдохе воздух из легких переходит в передние воздушные мешки, при втором выдохе — выделяется наружу. Следует учитывать, что воздух по дыхательной системе птицы движется непрерывно и всегда в одном направлении — от задних мешков через легкие к передним мешкам.
Частота дыхательных движений зависит от величины птицы: у утки-кряквы она составляет в покое 10-16, у мелких воробьиных птиц 60-100 дыханий в минуту. При полете она резко возрастает.
Кроме участия в дыхании воздушные мешки выполняют и ряд дополнительных функций. Они играют важную роль в терморегуляции: с их поверхности испаряется через дыхательные пути влага, благодаря чему устраняется возможность перегрева организма, особенно во время полета. При плавании и нырянии работа воздушных мешков способствует регулированию удельного веса тела птицы. У птиц, бросающихся с разлета в воду (крачек, олушей), наличие воздушных мешков смягчает удар от соприкосновения тела с водой.

Обмен веществ.
Газообмен при дыхании протекает у птиц весьма энергично. Этому способствует наличие в легких птиц противоточной системы кровообращения, при которой воздух и кровь движутся навстречу друг другу. Этим обеспечивается быстрое снабжение крови кислородом и быстрое освобождение ее от углекислого газа. Для птиц характерен интенсивный обмен веществ и высокая температура тела. Последняя колеблется у разных видов от 38 до 43,5° С, а в среднем составляет около 41° С. Поддержание постоянной температуры тела возможно лишь при компенсации утраченного поверхностью тела тепла за счет происходящих в организме теплообразовательных процессов. Для последних большое Значение имеет частота дыхания, которая у птиц велика. Число дыханий в минуту составляет: у голубя 15-32 (до 70), у уток 30-43, у гуся 12-24, у мелких воробьиных 90-100 раз.
Кроме того, большое значение в накоплении и освобождении энергии имеет скелетная мускулатура, микро- и макросокращения которой способствуют согреванию тела.
В связи с энергичным дыханием и усиленной работой мышц во время полета наблюдается интенсивная работа сердца, относительные размеры которого у птиц возрастают. При этом у хороших летунов относительная масса сердца больше, чем у плохих. Так, при одинаковой примерно массе тела у быстрого летуна — чеглока — сердце составляет 1,7% общей массы тела, у менее хорошего летуна — пустельги — 1,2, у плохого летуна — сороки — всего только 0,09%. У мелких птиц относительная масса сердца больше, чем у крупных. Так, у синицы-гаички индекс сердца составляет 1,5%, а у колибри — 2,5%.
Энергичный обмен веществ требует от сердца усиленной работы. Так, например, у куриных число ударов составляет 128-340 в минуту, у голубя 136-600, у чайки 130-650, у домового воробья в покое — 460, в полете — около 1000. С большими объемом сердца и частотой сердцебиения связано у птиц и высокое кровяное давление.

Пищеварение.
Интенсивный обмен веществ возможен при усиленном снабжении тела птиц не только кислородом, но и питательными веществами. В соответствии с этим пищеварение у птиц протекает чрезвычайно быстро. При этом быстрее перевариваются и усваиваются мясо и плоды, медленнее — семена. Так, домовый сыч полностью переваривает мышь за 4 часа, а серый сорокопут — за 3 часа. У птиц отряда воробьиных водянистые ягоды проходят через кишечник за 8-10 минут. В желудке утки кости и чешуйки мелких рыб растворяются в течение 10-15 минут, зерна у курицы — за 12-24 часа.
Быстрота пищеварения у птиц вызывает высокую потребность в корме или, говоря простым языком, «прожорливость». За сутки птица может съесть пищи очень много, причем максимум далеко превосходит необходимый минимум. Это особенно характерно для периода, предшествующего перелету к местам зимовок.
Как правило, мелкие птицы съедают сравнительно больше пищи, чем крупные, так как отношение массы тела к его поверхности, теряющей тепло, у них менее благоприятно. Поэтому для поддержания температуры тела на необходимом уровне мелкие птицы должны потреблять на единицу массы своего тела относительно большее количество пищи, чем крупные, имеющие сравнительно выгодный удельный объем тела. Мелкие птицы за сутки съедают сухого вещества до 1/4 своей массы, крупные — лишь 1/10. Так, желтоголовый королек, имеющий массу тела 5,6-6,5 г, съедает в сутки норму, равную в переводе на сухую пищу 28% веса его тела, зарянка 11,9-17,1%, дрозды 7,3-9,8%, скворец — около 11,9% своего тела, а степной сыч с массой тела 150-170 г довольствуется лишь 20 г мяса в день.

Органы чувств.
Из всех органов чувств наиболее развито у птиц зрение: размеры глаз относительно велики, увеличено количество элементов сетчатки. Сильно развиты и зрительные бугры головного мозга. Общее поле зрения у птиц достигает более 300° (поле зрения каждого глаза птицы 150-170°, т. е. на 50° с лишним больше, чем у человека). Птица видит каждым глазом отдельно в отличие от человека, который смотрит на каждый предмет сразу обоими глазами. Однако поле бинокулярного зрения, т. е. площадь совпадения полей зрения обоих глаз, невелико и у многих птиц составляет 20-30° (у человека — 150°). Способность глаза птиц к аккомодации очень велика: у баклана, например, она равна 40-50 диоптриям (у человека 14-15), хотя некоторые виды (куры, голуби) имеют всего 8-12 диоптрий.
На сетчатке глаза, воспринимающей световые раздражения, у очень быстрых летунов (ласточек, крачек) имеется два-три чувствительных пятна (места наиболее острого зрения), где сосредоточено большое число чувствительных клеток, представляющих собою окончания зрительного нерва. Для сравнения отметим, что у человека только одно такое пятно. В связи с этим острота зрения у птиц в 4-5 раз превосходит остроту зрения у человека. Достаточно указать, что сокол-сапсан видит некрупную добычу (горлицу или дрозда) на расстоянии около 1 км. Высокое развитие зрения связано с быстротой перемещения птиц в воздушной среде. Органы зрения имеют большое значение при ориентации их в пространстве.

Мы рассмотрели лишь основные особенности строения птиц, связанные с приспособлением к полету. Но и это достаточно убедительно показывает, насколько полет как характерная черта большинства птиц отразился на организме животного.

Годовой жизненный цикл птиц.
Жизнь птиц, как и других животных, на преобладающей части территории земного шара протекает в условиях ярко выраженной смены сезонной обстановки. Исключение составляет зона тропических лесов. Наиболее резко эта смена проявляется в высоких и умеренных широтах с их суровой, холодной и длинной зимой, снежным и ледовым покровами и коротким, относительно теплым летом. В этих широтах наблюдаются большие сезонные изменения температуры, продолжительности дня и интенсивности света, что сказывается на качестве, количестве пищи и условиях ее добывания. Под влиянием этих изменений у каждой популяции и вида в целом сложился наследственно закрепленный годовой ритм жизни, в котором биологические периоды чередуются в определенном порядке и приурочены к определенной сезонной обстановке. Поскольку ход сезонных изменений факторов среды имеет существенные отличия в разных широтах, различными бывают у разных популяций одного и того же вида и сроки биологических явлений.
В годовом цикле жизни птиц в общих чертах можно выделить четыре биологических периода: размножение, линьку, сезонные миграции и зимовку. Сезонные миграции не представляют собой непрерывного периода в годовом цикле. Весенние миграции по времени разобщены от осенних периодом зимовок. Но по своему характеру и значению в жизни птиц объединение миграций в единый биологический период вполне закономерно. По ряду признаков весенние миграции следует рассматривать как явление, частично связанное с подготовкой к размножению. Каждый из этих периодов характеризуется определенным типом жизнедеятельности птиц в конкретной среде обитания, качественно разными их потребностями в определенных условиях жизни.

* При составлении Учебника была использована следующая литература:

1) Михеев А.В. Биология птиц. Полевой определитель птичьих гнезд. Пособия для студентов пединститутов и учителей средних школ. М.: Топикал, 1996. - 460 с.

2) Растения и животные: Руководство для натуралиста. Пер. с нем. / К.Нидон, д-р И.Петерман, П.Шеффель, Б.Шайба. М., Мир, 1991. - 263 с.

3) Птицы. Животный мир СССР. Бутурлин С.А., Гептнер В.Г., Дементьев Г.П., Житков Б.М., Огнев С.И., Промптов А.Н., Туров С.С., Формозов А.Н., Шульпин Л.М. Под ред. А.Н.Формозова и Б.М.Житкова. Москва - Ленинград, Детиздат, 1940. - 398 с.