Тема: тип Хордовые класс Птицы

Цель: изучить организацию хордовых животных класса Птицы.

Повторить общую характеристику и классификацию типа Хордовые.

Изучить ароморфозы класса Птицы. Записать в тетради.

Изучить строение птиц. Выполнить конспект в тетради.

Рассмотреть чучела разных видов птиц.

Изучить внешнее и внутреннее строение птиц на примере Голубя (вскрытие голубя).

В альбоме выполнить 7 рисунков, обозначенных в печатных методичках V (красной галочкой). В электронной методичке рисунки, которые необходимо выполнить в альбоме, представлены в самом конце текста.

В тетради записать и выучить классификацию современных птиц.

В тетради нарисовать и заполнить таблицу 1.:

Таблица 1. Строение яйца птицы.

Структурные элементы яйца птицы

Функции структурных элементов

В тетради нарисовать и заполнить таблицу 2.:

Таблица 2. Многообразие птиц.

Знать ответы на контрольные вопросы темы:

Общая характеристика типа Хордовые. Классификация типа Хордовые.

Особенности организации птиц.

Систематическое положение, образ жизни, строение тела, размножение, значение в природе и для человека Голубя.

Общая характеристика птиц

В современной систематике животных Птицы (Aves) это класс в типе Хордовые (Chordata) подтипа Позвоночные (Vertebrata).

Основные ароморфозы (ароморфозы – это крупные эволюционные изменения, ведущие к общему усложнению строения и организации организма) Птиц следующие:

появление четырехкамерного сердца;

пол­ное разделение артериального и венозного кровотока;

формирование губчатых легких;

прогрессивное раз­витие нервной системы;

способность к полету;

Птицы — теплокровные животные, способные к полету. Они рассели­лись по всему земному шару, заселили разнообразные места, а также осво­или воздушную среду обитания. В настоящее время известно более 8 тыс. видов, объединенных в 35— 40 отрядов.

Птицы возникли еще в начале юрского периода (195 млн. л.н.), а может быть чуть раньше – еще в триасе мезозойской эры (230 млн.л.н.), от древних пресмыкающихся, от которых произошли и динозавры.

Строение птиц

Строение птиц рассмотрено на примере Голубя сизого (тип Хордовые, подтип Позвоночные, класс Птицы, отряда Голубеобразные). Голубь сизый обитает в лесах, горах и городах, повсеместно. Голуби гнездятся на деревьях, скалах, в строениях, дуплах. Живут парами, колониями. В кладке 2 яйца. Высиживают яйца и самка, и самец. Вылупившиеся птенцы голые, слепые и требуют длительной заботы ро­дителей. О птенцах заботятся оба родителя, которые сначала выкармли­вают их «зобным молоком», а потом отрыгивают им частично переварен­ную пищу. На питание зерном переходят уже полностью оперившиеся птенцы, покидающие гнезда. Голубь сизый – родоначальник многочисленных пород декоративных и почтовых голубей.

Итак, тело птиц обтекаемой формы состоит из небольшой головы, шеи, туловища и хвоста. Передние конечности — крылья, зад­ние - ноги. На голове клюв, состоящий из надклювья и подклювья. Клюв покрыт роговым чехлом. У основания надклювья лежат отверстия нозд­рей, к ним прилегает участок мягкой голой кожи — восковица. По бокам головы располагаются большие глаза, защищенные верхними, нижними веками и мигательной перепонкой. За глазами находятся наружные слуховые отверстия. Шея длинная и подвижная.

Покров. Кожа тонкая, сухая. Единственная кожная железа, находяща­яся у основания хвоста (копчиковая), выделяет жироподобный секрет для смазывания

Общая характеристика птиц

перьев (эластичность, водоотталкивающее свойство). Кожа покрыта перьями (рис. 1, 2).

Перо состоит из очина, стержня и опахала (рис. 2). Опахало образовано бородками первого и второго порядка, которые соединяются крючочками, образуя сомкну­тую пластинку. Контурные перья на хвосте называются рулевыми, на крыльях — маховыми, а на брюшной и спинной сторонах тела — кро­ющими. Плоскость крыла образована двумя рядами контурных, махо­вых перьев, прикрытых налегающими друг на друга кроющими перья­ми (обтекаемая форма тела). Под кроющими перьями располагаются пуховые перья. Смена перьевого покрова сопровождается сезонной линькой. Ее функции: приобретение сезонной окраски, демонстрационной окрас­ки в брачный период и терморегуляция. Участки, покрытые контурны­ми перьями, чередуются с участками голой кожи. Отдавая излишки тепла, неоперенные участки предохраняют тело от перегрева. На ни­жней части (цевка) пальцы покрыты роговыми щитками.

Характеристика перьев рассмотрена в таблице 1.

Рис. 1. Типы перьев.

1 — контурное перо; 2 — побочное боковое перо глухаря; 3 — пуховое перо; 4 — нитевидное перо; 5 — щетинка; 6 — собствен­но пух.

Общая характеристика птиц

Рис. 2. Строение пера.

1 — опахало; 2 —ствол; 3 — пуховая часть опахала; 4 — верхнее отверстие; 5 — очин; 6 — нижнее отверстие.

Таблица 1. Типы перьев у птиц.

Состоят из полого стержня, к которому прикрепляются опахала. Опахало состоит из бородок первого и второго порядка. Последние имеют крючки, сцепляющие их между собой

Создают несущие плоскости (крылья, хвост); формируют контур тела; защищают тело от механиче­ских воздействий; обладают термоизоляционны­ми свойствами

Стержень тонкий, нет боро­док второго порядка — нет сомкнутого опахала

Стержень укорочен, и бород­ки отходят от него одним пучком

Пуховые перья без бородок

Сигнализируют о токах воздуха под перьевым покровом

Перья с упругим стержнем без бородок. Находятся в уг­лах рта насекомоядных птиц, добывающих корм в воздухе

Увеличение ловчей поверхности рта

Общая характеристика птиц

Скелет имеет особенности строения в связи с приспособлением к по­лету и хождению по суше только на задних конечностях. Легкость ске­лета обеспечивается пневматичностью костей (наличие воздушных по­лостей в трубчатых костях). Прочность скелета обеспечивается сраста­нием отдельных костей (грудина, сложный крестец).

Скелет состоит из осевого скелета (позвоночник), скелета головы (череп) и скелета конеч­ностей. Строение скелета птицы представлено на рисунке 3.

Позвоночник делится на пять отделов: шейный включает 14 подвиж­но соединенных позвонков. Грудной состоит из пяти позвон­ков, сросшихся между собой. Вместе с ребрами и грудиной они образу­ют грудную клетку. На грудине имеется вырост — киль, увеличиваю­щий площадь прикрепления грудных мышц. Поясничный образован шестью позвонками, слившимися в одну сплошную костную пластин­ку. Крестцовый состоит из двух позвонков. Последний грудной позво­нок, все поясничные, крестцовые и передние хвостовые (пять) срастаются друг с другом в единый сложный крестец. Хвостовой состоит из 15 позвонков. Передние пять позвонков входят в состав сложного крестца, средние шесть остаются свободными, а четыре задних позвон­ка сливаются, образуя копчиковую кость (пигостиль), к которой при­крепляются основания рулевых перьев.

Череп крупный, сочленен подвижно с позвоночником при помощи од­ного мыщелка. Состоит из большого мозгового отдела и челюстей, покры­тых роговыми чехлами, образующих клюв (без зубов). Череп имеет узкое основание и сильно сближенные стенки огромных глазниц. Происходит срастание костей с исчезновением швов черепа (прочность, легкость кон­струкции).

Скелет конечностей включает пояса и скелет свободных конечностей. Плечевой пояс состоит из трех парных костей: лопатки, ключицы и во­роньих костей. Обе ключицы срастаются в вилочку, придающую поясу уп­ругость. Тазовый пояс прочный, устойчивый. Парные тазовые кости срос­лись с поясничным и крестцовым отделами позвоночника и первыми хво­стовыми позвонками.

Скелет свободных конечностей: передние конечности трансформиро­ваны в крылья и состоят из плеча, предплечья и кисти. Кости запястья и пясти сливаются, образуя пряжку. Из пальцев сохраняются только три — второй, третий и четвертый, при этом третий палец имеет две фа­ланги, а второй и четвертый — по одной. Задние конечности служат для передвижения по земле и состоят из бедра, голени (малая берцовая кость рудиментарна и прирастает к большой берцовой) и цевки (сросшиеся кос­ти предплюсны и плюсны). Пальцев четыре, три из них направлены впе­ред, один — назад.

Общая характеристика птиц

Рис. 3. Скелет голубя (схема).

1 — верхняя челюсть; 2 — нижняя челюсть; 3 — шейные по­звонки; 4 — плечо; 5 — грудные позвонки; 6 — ключица; 7 — воронья кость; 8 — грудина; 9 — киль; 10 — голень; 11 — цевка; 12 — бедро; 13 — таз; 14 — копчиковая кость; 15 — хвостовые позвонки; 16 — ребра; 17 — предплечье; 18 — кисть; 19 — лопатка; 20 — череп; 21 — пальцы стопы.

Общая характеристика птиц

Рис. 4. Внутреннее строение птицы (голубя).

1 — трахея, 2 — зоб, 3 — певчая (нижняя) гортань, 4 — яремная вена, 5 — желудочки сердца, 6 — правое предсердие, 7 — аорта, 8 — безымянная артерия, 9 — легочные ар­терии, 10 — легкие, 11 — печень, 12 — тонкая кишка, 13 — поджелудочная железа, 14 — толстая кишка, 15 — слепая кишка, 16 — клоака, 17 —фабрициева сумка, 18 — мочеточник, 19 — почка, 20 — семенник, 21 — мышечный желудок.

Общая характеристика птиц

Внутреннее строение птицы представлено на рисунке 4.

Мышечная система сильно развита и дифференцирована. Наиболее развиты мышцы груди, обеспечивающие движение крыльев. Парные большие грудные, прикрепленные к грудине и ее килю, служат для опускания крыла, подключичные мышцы — для подъема крыла. Длинные мышцы шеи обеспечивают сложные движения головы. Силь­но развитые мышцы задних конечностей предназначены для передви­жения по земле.

Нервная система состоит из спинного и головного мозга с отходящими от них нервами. Головной мозг представлен следующими отделами:

1. Передний мозг имеет развитые большие полушария. Их поверх­ность содержит скопление нервных клеток, образующих архипаллиум. Однако большая часть переднего мозга образована полосаты­ми телами. Борозд и извилин нет. Полушария регулируют слож­ные формы поведения птиц, зрительные доли развиты сильно, а обонятельные доли — слабо.

2. Промежуточный мозг развит слабо. На верхней стороне находится эпифиз, а на дне, позади перекреста зрительных нервов, — крупный гипофиз.

3. Средний мозг имеет хорошо развитые зрительные бугры.

4. Мозжечок хорошо развит в связи с координацией движений и рав­новесием во время полета. Состоит из средней доли — червячка и двух боковых выступов. Сзади прикрывает средний мозг и часть продолговатого мозга.

5. Продолговатый мозг переходит в спинной мозг.

От головного мозга отходит 12 пар черепно-мозговых нервов.

Спинной мозг имеет утолщение в плечевой и поясничной областях, где от него отходят нервы к передним и задним конечностям, образуя плече­вое и тазовое сплетение.

Органы чувств. Ведущими являются зрение и слух. Орган вкуса — вку­совые луковицы в глотке. Орган обоняния развит слабо. Орган зрения очень хорошо развит. Глазные яблоки крупные, располагаются по бокам головы. Поле зрения каждого глаза составляет 150°, а поле бинокулярного зре­ния — 30—50°. Острота зрения очень высокая. Изображение на сетчатке получается больших размеров, что позволяет различать детали объекта. Сетчатка имеет высокую плотность фоторецепторов, птицы различают цве­та и оттенки. Аккомодация (двойная) осуществляется за счет изменения формы хрусталика (под действием ресничной мышцы) и одновременным перемещением относительно сетчатки. В области слепого пятна имеется со­судистое образование — гребень, который является источником питатель­ных веществ и кислорода. Механическая прочность глаз обеспечивается утолщением склеры и появлением в ней костных пластинок. Веки хорошо развиты. Имеется мигательная перепонка (третье веко). Орган слуха раз­вит

Общая характеристика птиц

хорошо. Состоит из внутреннего и среднего уха. Во внутреннем ухе уд­линяется вырост круглого мешочка и увеличивается число сенсорных кле­ток. В среднем ухе возрастают размеры барабанной полости, усложняется форма одной слуховой косточки — стремечка, что увеличивает ее подвиж­ность. Увеличиваются размеры барабанной перепонки. Евстахиевы трубы открываются в глотку одним общим отверстием. Появляются зачатки на­ружного уха, и имеется слуховой проход, заканчивающийся барабанной перепонкой. Органы кожного осязания — скопление чувствительных кле­ток, реагирующих на изменение положения перьев. Термодетекторы ре­гистрируют изменения температуры тела, состоят из скопления чувстви­тельных клеток, оплетенных нервными окончаниями.

Пищеварительная система связана с особенностями процессов жизне­деятельности. Теплокровность и высокая подвижность птиц требует зна­чительных количеств пищи и ее быстрого усвоения. Пища в желудочно-кишечном тракте быстро переваривается за счет активности пищевари­тельных ферментов и увеличения всасывающей поверхности кишечника. Роговые края челюстей образуют клюв, который служит для захвата пи­щи. Зубов нет. Язык мускулистый, конический, имеет ороговевающие шипики для удержания пищи. Протоки слюнных желез с пищеваритель­ными ферментами. Глотка имеет гортанную щель с дыхательной систе­мой. Пищевод длинный и легко растяжимый, нижняя часть его образует временное вместилище пищи — зоб. Желудок разделен на два отдела: же­лезистый, с толстыми стенками, выделяющими пищеварительные соки; мускульный, с внутренней плотной роговой поверхностью, где пища, смоченная пищеварительными ферментами, механически обрабатывает­ся сокращениями мускулатуры и измельчается за счет камешков (гастролитов).

Кишечник длинный, дифференцирован на двенадцатиперстную киш­ку (открываются протоки печени и поджелудочной железы), тонкий ки­шечник, парные слепые и короткий толстый кишечник, заканчиваю­щийся в клоаке. Прямая кишка очень короткая, и непереваренные остат­ки пищи, не накапливаясь, быстро выводятся наружу. На спинной стороне клоаки имеется слепой вырост — фабрициева сумка, выполняю­щая функцию железы внутренней секреции и участвующая в иммунной защите организма. Печень большая, двулопастная. Желчный пузырь у голубя отсутствует.

Дыхательная система состоит из сложной системы воздухоносных путей и легких. Воздухоносные пути включают ноздри, носовую полость, носоглотку, гортань и длинную трахею. В месте разветвления трахеи на бронхи имеется нижняя гортань, свойственная только птицам. В ней рас­полагаются голосовые связки, которые при прохождении воздуха вибри­руют и издают звуки. Разнообразие издаваемых звуков контролируется сокращением специфических певчих мышц. Легкие — плотные губчатые тела, малорастяжимые, с небольшим объемом. Состоят из разветвленных бронхиальных трубок. Главный бронх входит в легкое и дает 15—20 раз­ветвлений (вторичных бронхов), соединенных между собой парабронхами с многочисленными выростами (бронхиолами), оплетенных сетью кровеносных

Общая характеристика птиц

капилляров (происходит газообмен). Часть бронхиальных ответвлений (4—5 бронхов) выходят за пределы легких и образуют тонко­стенные расширения — воздушные мешки, расположенные между внут­ренними органами. По объему они примерно в 10 раз превышают объем легких. Различают парные воздушные мешки (шейные, переднегрудные, заднегрудные и брюшные) и непарные воздушные мешки (межключич­ные). Выросты воздушных мешков проникают в полости крупных кос­тей. Значение воздушных мешков: охлаждение и облегчение тела, «насосы», накачивающие воздух в плохо растяжимые легкие (газообмен в мешках не происходит). Механизм дыхания грудной. При расширении грудной клетки происходит вдох, при расслаблении грудных мышц и су­жении грудной полости — выдох. В отличие от всех наземных позвоноч­ных у птиц происходит насыщение кислородом через легкие как на вдохе, так и на выдохе (так называемое двойное дыхание).

Кровеносная система замкнутая, имеет два круга кровообращения. Сердце четырехкамерное (правая половина содержит венозную кровь, ле­вая — артериальную), поэтому артериальная и венозная кровь разделены полностью, что обеспечивает высокую интенсивность обмена веществ (теплокровные животные). От сердца отходят два самостоятельных сосу­да: легочный ствол (несет венозную кровь) и правая дуга аорты (артери­альная кровь).

Малый круг кровообращения. От правого желудочка отходит легоч­ный ствол, который при выходе из сердца делится на правую и левую ле­гочные артерии. В легких происходит газообмен, и обогащенная кислоро­дом артериальная кровь по правой и левой легочным венам впадает в ле­вое предсердие.

Большой круг кровообращения. От левого желудочка отходит правая дуга аорты, которая при выходе из сердца делится на два сосуда: правую и левую безымянные артерии, каждая из которых ветвится на общую сон­ную и подключичную артерии (плечевую и грудную). Правая дуга аорты огибает сердце и формирует спинную аорту. Все органы тела снабжаются артериальной кровью. Венозная кровь от задних частей тела собирается по нижней полой вене и впадает в правое предсердие, предварительно очища­ясь через воротную систему печени и почек. Венозная кровь от передней части тела собирается в передние полые вены, которые впадают в правое предсердие. Сердце крупное по сравнению с размерами тела. Большая ско­рость циркуляции крови по сосудам обеспечивается высокой частотой сер­дечных сокращений.

Выделительная система представлена тазовыми почками (метанефрос, вторичная почка). Относительный размер почек у птиц большой и на­ходится в прямой связи с очень интенсивным общим обменом веществ. От почек отходят мочеточники, впадающие в клоаку. Конечный продукт обмена — мочевая кислота. Моча проходит через выделительные пути бы­стро в связи с плохой растворимостью мочевой кислоты, возможностью за­купорки мочевыми солями проводящих путей и выводится в виде белых кристаллов вместе с пометом. С этим связано отсутствие у

Общая характеристика птиц

птиц мочевого пузыря. Потеря воды при мочеиспускании у птиц невелика, так как в кло­аке происходит обратное всасывание воды.

Половая система. Раздельнополые. Половые железы парные. У сам­цов семенники бобовидной формы, подвешенные на брыжейке, распо­лагаются над верхней долей почек. Величина семенников меняется по временам года. К периоду размножения объем семенников увеличивает­ся в 1500 раз. К внутренним краям семенников присоединяются слабовыраженные придатки, от которых отходят семяпроводы, расположен­ные параллельно мочеточникам и впадающие в клоаку. У некоторых видов семяпроводы перед впадением в клоаку образуют расширение — семенные пузырьки (резервуар семени). Совокупительного органа нет. Оплодотворение внутреннее (в верхних отделах яйцевода), путем сбли­жения отверстий клоак самки и самца. У самок половая система состо­ит из левого яичника и левого яйцевода, открывающегося в клоаку. Причина редукции правой половины, видимо, связана с откладыванием относительно крупных яиц с жесткой скорлупой. Яичник зернистый, неправильной формы, располагается впереди от левой почки. Величина его различна в зависимости от зрелости (размеров) формирующихся яиц. Яйцевод имеет вид длинной трубки, один конец которой открыва­ется в клоаку, а другой воронкой в полость тела. Начальный отдел яй­цевода богат железами, выделяющими белок, который покрывает про­ходящее яйцо толстым слоем. В следующем отделе яйцо покрывается подскорлуповыми оболочками. В матке образуется известковая скорлу­па яйца и окрашивание надскорлуповой оболочки. Последний отдел яй­цевода (влагалище) короткий и обладает значительной мускулатурой, из него яйцо выходит в клоаку и далее наружу. Весь период прохожде­ния яйца по яйцеводу составляет у голубя 41 час.

Птицы являются амниотами, т.е. позвоночными животными, чьи зародыши имеют зародышевые оболочки, обеспечивающие развитие зародыша в наземно-воздушной среде.

Развитие у птиц - прямое. Самка голубя откладывает два яйца в гнездо. По типу развития голуби относятся к птенцовым (гнездовым) птицам. Развитие зародыша начинается в результате согревания яйца (насижи­вания 16—19 суток). По мере развития появляется перьевой покров, клюв, а хвост исчезает. Перед вылуплением птенец клювом прорывает внутренние оболочки яйца и дышит легкими в воздушной камере. Затем бугорком на клюве птенец пробивает скорлупу яйца и выходит из нее. Вылупившиеся птенцы голые, слепые и требуют длительной заботы ро­дителей. О птенцах заботятся оба родителя, которые сначала выкармли­вают их «зобным молоком», а потом отрыгивают им частично переварен­ную пищу. На питание зерном переходят уже полностью оперившиеся птенцы, покидающие гнезда. Строение яйца птицы представлено в таблице 2. Различия между птенцовыми и выводковыми птенцами описаны в таблице 3.

Сезонные явления в жизни птиц. Всех птиц можно разделить на пе­релетных, кочующих и оседлых. К перелетным птицам (утки, гуси, ла­сточки) относятся виды,

Общая характеристика птиц

которые мигрируют на значительные расстоя­ния от мест гнездовий. Кочующие птицы (дятлы, синицы, снегири) не совершают регулярных перелетов в строго определенных направлени­ях, зимуют недалеко от мест гнездования. Оседлые птицы (сизый го­лубь, воробьи, галки) мигрируют в пределах того же района, где и раз­множаются.

Экология птиц. Птицы приспособлены к различным средам обитания, чем обусловлено возникновение среди них экологических групп (таблица 4). Каждая группа привязана к своим местам обитания, использует свойственные им корма и имеет определенные приспособления к их добыванию.

Особенности приспособления птиц к полету: превращение передних конечностей в крылья; обтекаемое тело, покрытое перьями; формирование грудины в виде киля, с мощной мускулатурой, управляющей крыльями; двойное дыхание, обеспечивающее интенсивный метаболизм; облегченный скелет (полые кости); уменьшение массы тела благодаря отсутствию мочевого пузыря, одного яичника, зубов, прямой кишки, совокупительного органа; наличие высо­кой остроты зрения и прогрессивное развитие головного мозга, в частно­сти мозжечка.