29.5A: Характеристика птахів

Last updated
Save as PDF

Page ID: 4731

Boundless
Boundless

\( \newcommand{\vecs}[1]{\overset { \scriptstyle \rightharpoonup} {\mathbf{#1}} } \) \( \newcommand{\vecd}[1]{\overset{-\!-\!\rightharpoonup}{\vphantom{a}\smash {#1}}} \)\(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\)

Птахи - теплокровні тварини з крилами, що мають кілька пристосувань до польоту, хоча далеко не всі види вміють літати.

Цілі навчання

Узагальнити похідні характеристики птахів

Ключові моменти

Птахи мають пухові пір'я, що забезпечують ізоляцію, і два типи махових пір'я, що зустрічаються на крилах: первинні пір'я, що виробляють тягу на кінчику крила, і вторинні пір'я, що забезпечують підйом ближче до тіла.
Контурні пір'я, виявлені на тілі, створюють гладку, аеродинамічну поверхню.
Грудні м'язи птахів сильно розвинені, так як відповідають за махання всього крила.
Дві ключиці птахів зрощені, утворюючи фуркулу або поперечний важіль, який є одночасно гнучким і досить міцним, щоб підтримувати плечовий пояс під час махання.
Для того, щоб підтримувати низьку масу тіла, птахи мають пневматичні кістки, немає сечових міхурів, і зазвичай тільки один яєчник.
Птахи розробили ефективну дихальну систему, використовуючи повітряні мішки і односпрямований потік повітря і систему перехресного обміну струмом з кров'ю.

Ключові умови

пневматичні: мають порожнини, заповнені повітрям
ендотермічний: тварина, температура тіла якого регулюється внутрішніми факторами
фуркула: роздвоєна кістка, утворена злиттям ключиць у птахів; поперечний важіль
клоака: загальний проток у риб, плазунів, птахів та деяких примітивних ссавців, який служить анусом, а також статевим отвором

характеристика птахів

Птахи ендотермічні і, оскільки вони літають, їм потрібна велика кількість енергії, що вимагає високої швидкості метаболізму. Як і у ссавців, які також є ендотермічними, птахи мають ізоляційне покриття, яке утримує тепло в тілі: пір'я. Спеціалізовані пір'я, звані пуховими пір'ям, особливо ізолюючі, захоплюючи повітря в просторах між кожним пір'ям, щоб зменшити швидкість тепловтрат. Окремі частини тіла птаха покриті пуховими пір'ям; основа інших пір'я має пухову частину, тоді як новоспечені птахи покриті пухом.

Пір'я не тільки виступають ізоляцією, але і дозволяють здійснювати політ, дозволяючи підйому і тязі, необхідним для того, щоб стати повітряним. Пір'я на крилі гнучкі, тому колективні пір'я рухаються і відокремлюються, коли повітря рухається через них, зменшуючи тягу на крилі. Махові пір'я асиметричні, що впливає на повітряний потік над ними і забезпечує частину підйомної та тягової сили, необхідної для польоту. На крилах зустрічаються два види махових пір'я: первинні і вторинні пір'я. Первинні пір'я розташовуються на кінчику крила і забезпечують тягу. Вторинні пір'я розташовуються ближче до тіла, прикріплюються до передпліччя частини крила, забезпечують підйом. Контурні пір'я - це ті, що зустрічаються на тілі. Вони допомагають зменшити опір вітру під час польоту, створюючи гладку аеродинамічну поверхню, що дозволяє повітрю плавно протікати по тілу птиці для ефективного польоту.

зображення — Малюнок\(\PageIndex{1}\): Пташині пір'я: Первинні пір'я розташовані на кінчику крила і забезпечують тягу; вторинні пір'я розташовані близько до тіла і забезпечують підйом.

Поплескання всього крила відбувається в першу чергу за рахунок дій грудних м'язів: грудного і надкоракоїдеуса. Ці м'язи, високорозвинені у птахів і становлять більший відсоток маси тіла, ніж у більшості ссавців, прикріплюються до лопатеподібного кілю, подібному до човна, розташованому на грудині. Грудина птахів більша, ніж у інших хребетних, яка вміщує великі м'язи, необхідні для генерування достатньої сили вгору, щоб генерувати підйом з махом крил. Ще одна скелетна модифікація, виявлена у більшості птахів, - це злиття двох ключиць (ключиць), утворюючи фуркулу або поперечний важіль. Фуркула досить гнучка, щоб згинатися і забезпечувати підтримку плечового пояса під час махання.

Важливою вимогою польоту є низька маса тіла. Зі збільшенням маси тіла збільшується м'язовий вихід, необхідний для польоту. Найбільша жива птах - страус. Хоча він набагато менше, ніж найбільші ссавці, він нелітаючий. Для птахів, які дійсно літають, зниження маси тіла полегшує політ. Кілька модифікацій зустрічаються у птахів для зниження маси тіла, включаючи пневматизацію кісток. Пневматичні кістки порожнисті, а не заповнені тканиною. Вони містять повітряні простори, які іноді з'єднані з повітряними мішками, і вони мають підкоси кістки для забезпечення структурного посилення. Пневматичні кістки зустрічаються не у всіх птахів, у великих птахів вони більш великі, ніж у дрібних. Не всі кістки скелета пневматичні, хоча черепа практично у всіх птахів є.

Інші модифікації, що знижують вагу, включають відсутність сечового міхура. Птахи володіють клоакою: структурою, яка дозволяє воді реабсорбуватися з відходів назад в кров. Сечова кислота не виганяється як рідина, а концентрується в уратних солей, які виводяться разом з каловими масами. Таким чином, вода не утримується в сечовому міхурі, що збільшило б масу тіла. Більшість видів птахів мають лише одну зав'язь, а не дві, ще більше зменшуючи масу тіла.

Повітряні мішки, які поширюються на кістки, роблячи їх пневматичними, також з'єднуються з легенями і функціонують при диханні. На відміну від легких ссавців, в яких повітря тече в двох напрямках, коли він вдихається і назовні, повітряний потік через легені птахів рухається в одному напрямку. Повітряні мішки допускають цей односпрямований потік повітря, який також створює систему перехресного обміну струмом з кров'ю. У системі перехресного струму або протитечії повітря тече в одному напрямку, а кров тече в зворотному напрямку, створюючи дуже ефективний засіб газообміну.