Физиология птиц

Введение

Птицы — высокоорганизованные теплокровные животные, приспособленные к полету. Благодаря большой численности и широкому распространению на Земле они играют исключительно важную и многообразную роль в природе и хозяйственной деятельности человека. Известно свыше 9 тыс. современных видов птиц.

Общими чертами организации птиц в связи с их приспособленностью к полету являются следующие:

1. Туловище обтекаемой формы. Передние конечности преобразованы в орган полета — крылья, задние конечности служат опорой туловищу и для передвижения.

2. Кожа тонкая, сухая, лишенная желез. Единственная копчиковая железа расположена в хвостовом отделе. Кожа имеет роговые образования в виде перьев, создающих летательные поверхности и защищающих тело от потерь тепла.

3. Кости скелета тонкие, прочные, в трубчатых костях имеются воздушные полости, облегчающие их массу. Череп образован полностью срощенными, без швов, костями. Все отделы позвоночника (кроме шейного) неподвижны. Грудина у летающих птиц с выступом впереди — килем, к которому прикрепляются мощные летательные мышцы. В скелете задних конечностей развита длинная цевка, увеличивающая длину шага птицы.

4. Мышечная система сильно дифференцирована. Самые крупные мышцы — грудные, опускающие крыло. Хорошо развиты подключичные, межреберные, шейные, подкожные и мышцы ног. Движения птиц быстрые и разнообразные: ходьба, бег, прыжки, лазание, плавание. Виды полета —машущий и парящий. Птицы многих видов способны совершать дальние перелеты.

5. Особенности строения пищеварительной системы связаны с необходимостью быстрого расщепления больших объемов пищи и облегчения массы пищеварительного тракта. Это достигается благодаря отсутствию зубов, участию клюва и языка в добывании пищи, размягчению ее в расширенной части пищевода — зобе, смешиванию пищи с пищеварительными соками железистого отдела желудка и перетиранию ее, как на жерновах, в мышечном отделе желудка, и укорочению задней кишки, заканчивающейся клоакой. Строение клюва и языка у птиц разнообразное и отражает их пищевую специализацию.

6. Органы дыхания — легкие. У летящей птицы дыхание двойное: газообмен в легких осуществляется как при вдохе, так и при выдохе, когда атмосферный воздух из воздушных мешков поступает в легкие. Благодаря двойному дыханию птица во время полета не задыхается.

7. Сердце четырехкамерное, все органы и ткани снабжаются чистой артериальной кровью. В результате интенсивного процесса жизнедеятельности вырабатывается много тепла, которое удерживается перьевым покровом. Поэтому все птицы — теплокровные животные с постоянной температурой тела.

8. Органы выделения и виды конечных продуктов азотистого обмена такие же, как и у пресмыкающихся. Отсутствует лишь мочевой пузырь в связи с необходимостью облегчения массы тела птицы.

9. Как и у всех позвоночных, головной мозг птиц имеет пять отделов. Наиболее развиты большие полушария переднего мозга, покрытые гладкой корой, и мозжечок, благодаря которым птицы обладают хорошей координацией движений и сложными формами поведения. Ориентировка птиц в пространстве осуществляется с помощью острого зрения и слуха.

 

1. Костная система  птицы

Органы движения обеспечивают перемещение и сохранение определенного положения тела птицы в пространстве, способствуют сокращению органов дыхания и движения, поиску и захвату пищи, поддерживают постоянство температуры тела, сокращение сердца, передвижение крови и лимфы и исполнение других функций. Они состоят из пассивной части - костной системы (кости, связки) и активной - мышечной.

Скелет - твердая основа тела, представляет собой систему костных (или хрящевых) рычагов движения. Скелет делят на два основных отдела: осевой скелет и скелет конечностей. Осевой скелет состоит их скелета головы и туловища, а скелет конечностей - из поясов и скелета свободных конечностей. Особенность скелета птиц по сравнению с млекопитающими заключается в том, что грудные конечности птиц превратились в крылья, а тазовые служат для хождения и опоры. Кости скелета тонкие, плотные, прочные, матово-белые. У молодых птиц кости заполнены костным мозгом, с возрастом он постепенно оттесняется воздухом, рассасывается и остается лишь в костях нижнего отдела крыльев и тазовых конечностей, а также в щелях губчатого вещества некоторых плоских костей. Большинство костей скелета содержит полости, заполненные воздухом. Кости скелета, как и другие органы, выполняют определенные функции в организме, они растут и развиваются.

Скелет головы. Характерной особенностью черепа птиц является то, что его кости, за исключением скуловых, слезных и квадратных, рано срастаются, границы между ними исчезают.

Череп птицы, как и у других позвоночных, разделяют на мозговой и лицевой отделы.

Кости мозгового отдела черепа. В состав мозгового отдела входят непарные кости - затылочная, клиновидная, решетчатая и парные кости - теменные, лобные, височные. Кроме того, к мозговой части черепа относятся добавочные кости, защищающие органы чувств, а именно предохраняющие органы слуха и обоняния, слезная - глаза.

Затылочная кость состоит из четырех костей: дорсальной, вентральной и двух боковых затылочных. Они образуют в центре затылочной кости большое затылочное отверстие, под которым находится мыщелок для соединения с первым шейным позвонком. На каждой боковой затылочной кости расположено по три отверстия для прохождения нервов и сосудов. У гусей и уток над затылочным отверстием имеются еще два овальных отверстия для соединения черепа с позвонком.

Клиновидная кость треугольной формы с височными крыльями. У кур, уток, голубей тело клиновидной кости соединяется с крыловидными костями.

Решетчатая кость расположена в носовой полости. Она состоит из горизонтальной и перпендикулярной пластинок.

Теменные кости парные, короткие и широкие, заполняют пространство между затылочной и лобными костями.

Лобные кости парные, большого размера, имеют сильно развитый скуловой отросток. Лобные кости состоят из трех частей: лобной, носовой, глазничный.

Височные кости состоят из сросшихся костей - чешуйчатой и каменистой. Чешуйчатая височная кость имеет скуловой отросток, он короткий и тонкий у кур, толстый у гусей, длинный у уток. Чешуя височной кости имеет суставную ямку для соединения с квадратной костью.

К костям лицевого отдела черепа относятся межчелюстная кость, верхнечелюстные, или кости клюва, носовые, скуловые, слезные, небные, крыловидные, нижнечелюстные, квадратные, сошник и подъязычная.

Челюстные и межчелюстные кости образуют костное надклювье с роговыми зубовидными выступами по краям. Зубов у птиц нет.

Межчелюстная кость - вытянутая дугообразная пластинка, является основой дорсальной части клюва и определяет его форму. Аборально от этой кости отходят три пары отростков: дорсальные, вентральные и боковые. Дорсальные отростки начинаются между ноздрями, соединяются с лобными швом, образуя непарную кость.

Вентральные отростки проходят по средней дорсальной стенке ротовой полости и соединяются с небными костями, иногда объединяясь в непарную кость. Боковые отростки вместе с верхнечелюстной костью образуют клюв.

Верхнечелюстные кости - это костные пластинки, которые каудально соединяются со скуловыми костями, орально - межчелюстными. Небные отростки их служат для образования окостеневшего неба.

Носовые кости сравнительно большие, каудально и дорсально они ограничивают ноздри.

Скуловые кости имеют палочковидную форму, расположены между верхнечелюстными и квадратной костями. Каждая скуловая кость соединяется суставом квадратной костью.

Слезные кости хорошо развиты, соединяются с лобными, редко с носовыми и вентрально налегают на скуловые кости.

Небные кости соединяют верхнечелюстные кости с крыловидными. Они ограничивают хоаны и образуют твердое небо.

Крыловидные кости - массивные пластинки клинообразной формы (заострены у уток); расположены между небными и клиновидной костью с одной стороны и квадратной - с другой.

Сошник образует дополнительную перегородку между носовыми полостями, он представляет собой костную пластинку, располагающуюся вентральным концом между небными концами; хорошо развит у уток, слабо у кур.

Нижнечелюстная кость состоит из нескольких частей. В зависимости от породы птиц она имеет различную форму и называется костным подклювьем, а верхнечелюстная и межчелюстная кости - костным надклювьем.

Квадратная кость неправильной четырехугольной формы, имеет четыре суставные поверхности для соединения с височной, нижнечелюстной, крыловидной и скуловой костями. На ней есть пять различных отростков (мышечный и четыре суставных). Такое сочетание квадратной кости с другими костями черепа образует хороший хватательный механизм птичьего клюва.

Подъязычная кость состоит из внутриязычной и задней костей, подъязычной кости и костных ветвей с хрящевыми окончаниями, отходящими от середины подъязычной кости. Подъязычная кость своими вентральными отростками соединяется с нижнечелюстной, квадратной и крыловидной костями.

Скелет туловища. Состоит из позвоночного столба, ребер, грудной кости. Основой скелета является позвоночный столб, состоящий из отдельных позвонков. Каждый позвонок имеет: тело с седлообразной поверхностью, дужки, которые с телом позвонка образуют позвоночный канал; остистые и суставные отростки. У птиц в отличие от других видов животных позвонки менее подвижны, так как многие из них срослись. Это позволяет птице сохранять горизонтальное положение при полете. Позвонки, соединяясь между собой, образуют общий канал позвонков, в котором расположен спинной мозг.

Позвоночный столб разделяется на четыре части: шейную, грудную, тазовую и хвостовую. Каждая часть состоит из определенного количества позвонков.

Шейная часть имеет наибольшее количество подвижных позвонков, что позволяет птице свободно поворачивать голову в разные направления. У шейных позвонков хорошо развиты остистые отростки, к которым прикрепляются мышцы.

Грудная часть позвоночного столба вместе с прикрепляющимися ребрами и грудной костью образует грудную клетку. Грудные позвонки малоподвижны. У кур грудные позвонки со второго по пятый срослись, образуя спинную, или позвоночную, кость. У гусей и уток срослись три последних грудных позвонка с первыми поясничными позвонком.

Тазовая часть у птиц состоит из крестцовой кости и сросшихся с ней костей таза (парные подвздошные, седалищные и лонные). Крестцовая кость образована одним грудным (последним), двумя поясничными, двумя истинными крестцовыми и шестью - восемью краниальными хвостовыми позвонками, которые срослись в процессе эволюции птицы. В результате такого сочленения костей образовался прочный тазовый отдел, представляющий собой хорошую опору для задних конечностей. Места их сращения можно различить лишь по межпозвоночным отверстиям, незначительным костистым гребешкам и соответствующим поперечным отросткам.

Хвостовая часть позвоночника состоит из 5-7 подвижных позвонков и соединенной с ними особой лемехообразной вверх загнутой косточки - пигостиля, который служит опорой для рулевых перьев хвоста. Пигостиль образован несколькими видоизмененными сросшимися последними 4-6 хвостовыми позвонками.

Ребра. К отросткам тел грудных позвонков с каждой стороны прикрепляются ребра соответственно количеству позвонков (7-9). Ребра на проксимальном конце имеют хорошо развитую головку, соединяющуюся с телом позвонка, и бугорок для соединения с поперечным отростком того же позвонка (у птиц каждое ребро соединено только с одним позвонком). Ребра разделяют на истинные и ложные.

Истинные ребра одним концом соединяются с грудным позвонком, другим - с грудной костью. У кур истинные ребра соединены с позвонками с 3 по 7, а у гусей и уток - со 2 по 9. Истинные ребра состоят из двух частей: вертебральной (позвоночной) и стернальной (грудинной), которые соединяются между собой суставами. Стернальная часть соответствует реберному хрящу млекопитающих. От каудального края истинных позвонков отходят в дорсо-каудальном направлении крючковидные отростки, они придают грудной клетке большую прочность.

Ложные ребра соединяются у кур с первым и вторым позвонками, а у уток и гусей с первым грудным позвонком и оканчиваются в толще мышц брюшной стенки, не достигая грудной кости.

Грудная кость - легкая широкая пластинка. На вентральной поверхности ее имеется сильноразвитый гребень, особенно он выражен у кур, индеек и цесарок. К грудной кости прикрепляются самые мощные мышцы тела, обеспечивающие движение крыльев. На краниальном крае кости имеются суставные поверхности для соединения с коракоидными костями и заостренный отросток в середине.

 

 

 

2. Морфология мышечной  системы и кожного покрова

Мышечная система состоит из отдельных мышц, способных сокращаться и перемещать кости, к которым они прикреплены, и другие части тела. Мышцы являются активной частью системы органов движения.

В отличие от мышц млекопитающих мышцы птиц бедны соединительной тканью, более плотные, темные и имеют тонкие волокна. Это обусловлено особенностью их строения, более интенсивным кровообращением и обменом веществ. Группы мышц в свежем виде не имеют резкого различия по окраске, а после кипячения одни из них становятся белыми (грудные мышцы), другие - темными (мышцы конечностей). У отдельных видов диких птиц они принимают коричнево-серую или буровато-коричневую окраску. Поэтому условно принято разделять мышцы птиц на белые и красные.

Белые мышцы имеют относительно крупные мышечные волокна с большим количеством миофибрилл и малым количеством саркоплазмы и миоглобина. Данные мышцы могут часто сокращаться, но они быстро утомляются; это связано с малой двигательной активностью. К ним относятся грудные мышцы куриных.