Птахи — високоорганізована група теплокровних вищих хребетних тварин. Клас нараховує понад 8,6 тис. видів, з них в Україні — близько 360.
Особливості будови, і життєдіяльності птахів.
За деякими морфологічними ознаками птахи подібні до плазунів. Однак у ході еволюції в них відбулися істотні перетворення практично усіх систем органів, що забезпечило птахам підвищення рівня організації та здатність до польоту.
Шкіра птахів суха, дуже тонка і позбавлена залоз. На дзьобі вона утворює рогові чохли, на нижній частині задньої кінцівки (цівки) — рогові луски, а на пальцях — кігті. Із шкірних залоз у птахів (крім страусів і дрохв) розвинена куприкова залоза. Вона розташована на верхній основі хвоста і виділяє жир для змащування пір’я, що сприяє збереженню його еластичності та захищає від намокання. Скелет птахів легкий і міцний. Його легкість зумовлена тонкістю та пневматичністю (наявність великих повітряних порожнин) кісток; міцність — зростанням окремих кісток між собою та вмістом значної кількості неорганічних солей. Череп птахів має більший, ніж у плазунів, об’єм мозкової частини та великі очні впадини. Кістки черепа тонкі, повністю зрослися між собою. Хребет складається з 5 відділів: шийного, грудного, поперекового, крижового і хвостового.
Усі хребці, крім шийних, з’єднані нерухомо. Голова рухомо сполучається з шиєю, і птахи можуть повертати її на 130° і більше. Завдяки цьому можливі складні і швидкі рухи голови під час захоплювання здобичі, побудови гнізда, чищення оперення тощо. Грудні хребці зрослися між собою. Від них відходять ребра, які нижнім кінцем прикріплюються до грудини. Грудні хребці, ребра і грудина утворюють грудну клітку. На грудині більшості птахів розвинений кіль, до якого прикріплюються м’язи, що приводять у рух крила.
На відміну від плазунів, у птахів останній грудний хребець, усі поперекові, крижові і перші хвостові хребці зростаються, утворюючи складні крижі. Це створює міцну опору для ніг і забезпечує нерухомість тулубового відділу осьового скелета, що важливо при польоті. Хвостовий відділ утворений кількома рухомо з’єднаними хребцями і куприковою кісткою. Куприкова кістка утворюється шляхом зростання останніх хвостових хребців. Пояс передніх кінцівок складається з парних воронячих кісток, лопаток і вилочки. Вилочка — результат зростання двох ключиць. До неї прикріплюються підключичні м’язи, які піднімають крило.
Скелет передніх кінцівок має такі ж відділи, як і в інших наземних хребетних: плече, передпліччя, кисть. Кисть має лише 3 недорозвинені пальці. Пояс задніх кінцівок — таз — утворений трьома парами тазових кісток, що зрослися між собою та зі складними крижами. Скелет задніх кінцівок складається зі стегнової кістки; двох кісток гомілки, що зрослися; цівки, утвореної частиною зрослих кісток стопи; кісток пальців. Три пальці у більшості птахів спрямовані вперед, один — назад.
М’язи у птахів більш диференційовані і краще розвинені, ніж у плазунів. Найбільшого розвитку досягли великі грудні (опускають крило) і підключичні м’язи (піднімають крило). Добре розвинені м’язи задніх кінцівок та шиї.
Особливості будови органів порожнини тіла. Органи травлення мають ряд пристосувань, що зменшують масу тіла птаха і водночас сприяють інтенсивному травленню. Зубів у птахів немає, їх частково замінюють рогові краї дзьоба, якими птах схоплює, утримує, а іноді й подрібнює їжу. У ротовій порожнині розташований язик. Довгий стравохід має розширення — воло, де їжа накопичується і під дією слини розм’якшується. Шлунок диференційований на два відділи: залозистий, в якому на їжу діють травні соки, та м’язовий, що забезпечує її механічну переробку. У тонкому відділі кишечнику їжа остаточно перетравлюється та всмоктується. Важливу роль у травленні відіграють секрети печінки та підшлункової залози, а також травні соки, що виділяються стінками кишок. Задній відділ кишечнику короткий і переходить у клоаку.
Органи дихання забезпечують інтенсивний газообмін під час польоту. Птахи мають добре розвинені дихальні шляхи. У них наявна властива лише їм нижня гортань — голосовий апарат цих тварин. Нижня гортань розташована у нижній частині трахеї. Трахея розділяється на два бронхи, які входять у легені. У легенях бронхи галузяться, на кінцях частини розгалужень розміщені легеневі міхурці, густо обплетені капілярами. Інші великі розгалуження бронхів пронизують легені і за їх межами розширюються у тонкостінні повітряні мішки. Вони займають простір між внутрішніми органами, а численні відростки проникають у порожнини кісток, проходять між м’язами під шкіру (об’єм повітряних мішків приблизно у 10 разів більший за об’єм легенів). Повітряні мішки відіграють важливу роль під час польоту. У стані спокою дихання у птаха відбувається шляхом розширення і звуження грудної клітки. У польоті грудна клітка залишається майже нерухомою і дихання відбувається завдяки підніманню й опусканню крил. Під час підняття крил повітряні мішки розтягуються і наповнюються крізь легені повітрям; під час опускання повітря з них виштовхується в легені, а потім крізь дихальні шляхи — назовні. Таким чином забезпечується так зване подвійне дихання: легені вентилюються повітрям, збагаченим киснем, як під час вдиху, так і під час видиху. Чим швидше летить птах, тим інтенсивніше він дихає. Повітряні мішки також полегшують масу тіла, захищають внутрішні органи від перегрівання під час польоту.
Кровоносна система. Серце чотирикамерне, у ньому артеріальна кров повністю відокремлюється від венозної. Не змішується кров і в судинах, бо від серця (лівого шлуночка) відходить лише одна права дуга аорти, яка продовжується у спинну аорту. Від неї артерії розгалужуються до всіх органів, несучи збагачену киснем і поживними речовинами кров. Венозна система птахів подібна до такої ж у плазунів. Від правого шлуночка серця відходять легеневі артерії, які несуть венозну кров до легенів. Тут відбувається газообмін і насичена киснем кров по легеневих венах іде до лівого передсердя. Птахи — теплокровні тварини. Температура тіла у них висока (в середньому 42 °С) і мало залежить від температури навколишнього середовища. Це пов’язано з прогресивним розвитком усіх систем органів, інтенсифікацією фізіологічних процесів (дихання, травлення, кровообігу, виділення) та наявністю теплоізолюючого пір’яного покриву.
Органами виділення у птахів, як і в плазунів, є тазові нирки. Сеча виводиться по сечоводах у клоаку (сечового міхура немає). Вона містить багато сечової кислоти і має вигляд білої кашкоподібної маси.
Нервова система. У птахів збільшується загальна маса головного мозку та розміри півкуль головного мозку. Розвиток півкуль сприяв швидкому утворенню різноманітних умовних рефлексів, розвиток середнього мозку — удосконаленню зору, а мозочка — координації складних рухів, особливо під час польоту. Поведінка птахів відзначається певною складністю, що виявляється у виборі місць для гніздування, будуванні гнізд, охороні гніздових територій, виведенні та вигодовуванні пташенят, взаєминах дорослих особин між собою тощо.
З органів чуття найкраще розвинені очі, їм властивий кольоровий зір. Добре розвинений слух. Зовнішніх вушних раковин немає, але їхню роль виконує пір’я або складка шкіри. Нюх у птахів розвинений гірше, ніж слух, сприйняття запахів обмежене. Органи смаку містяться на язиці та стінках ротової порожнини.
РОЗМНОЖЕННЯ ПТАХІВ
Особливості органів розмноження. Птахи — роздільностатеві яйцекладні тварини. У самців є два сім’яники та сім’япроводи. У самки є два яєчники і два яйцепроводи. Однак функціонує лише один лівий яєчник і лівий яйцепровід, а правий яєчник і правий яйцепровід недорозвинені. Сім’япроводи і яйцепровід відкриваються в клоаку. Яйця в яєчнику дозрівають неодночасно. Дозріваючи, вони поступово потрапляють в яйцепровід, де і відбувається запліднення.
Будова яйця. Власне яйцем вважається жовток із зародковим диском, що розміщується на його поверхні. Зародковий диск завжди розташований зверху, оскільки нижня частина жовтка важча. Жовток оточений: товстим білковим шаром, який захищає його від механічних пошкоджень і є основним джерелом води для зародка; двошаровою підшкаралуповою оболонкою (в тупому кінці яйця розшаровується і утворює повітряну камеру); вапняковою шкаралупою з численними порами та тонкою надшкаралуповою оболонкою, яка захищає яйце від проникнення мікробів. Жовток прикріплений до шкаралупи двома білковими канатиками.
Розвиток зародка. Самки більшості птахів відкладають яйця у заздалегідь побудовані гнізда. Гніздо, навіть ямка у ґрунті, сприяє компактному розташуванню яєць, збереженню тепла і вологості повітря під птахом, що насиджує. Зародок в яйці птахів розвивається за певних температур (38-39,5 °С) і вологості. Перед вилупленням пташеня просовує дзьоб у повітряну камеру і вдихає повітря. На наддзьобку пташеняти утворюється тимчасовий роговий зуб, яким воно пробиває шкаралупу зсередини і полегшує вихід назовні.
Типи розвитку пташенят. Залежно від розвитку пташенят, птахів поділяють на виводкові та нагніздні. До виводкових належать птахи, чиї пташенята вилуплюються з яйця розвиненими, вкритими пухом і здатними через кілька годин або наступного дня рухатися самостійно у пошуках їжі. Проте в перші дні життя пташенята все-таки потребують обігрівання і часто ховаються під крила матері, бо в них не відразу встановлюється стала температура тіла. До даної групи належать качки, гуси, тетер, лебеді тощо. Пташенята у нагніздних птахів (граки, голуби, дятли) голі та сліпі, не можуть самостійно живитися і довго залишаються в гнізді. Батьки тривалий час зігрівають та годують пташенят. Після виходу з гнізда, навчившись добре літати, молоді птахи починають самостійно живитися.
Сезонні явища у житті птахів.
Життя птахів змінюється протягом року, що зумовлено сезонними змінами умов існування і характером спадкових пристосувань виду до навколишнього середовища. У результаті річний цикл життя птахів складається з ряду біологічних фаз або періодів. У житті птахів, які увесь рік перебувають на одній і тій самій місцевості, виділяють два основних періоди: гніздування та зимівля. У перелітних птахів річний цикл складається з таких періодів: весняний переліт — гніздування — осінній переліт — зимівля.
Гніздування птахів. Навесні птахи вибирають гніздові ділянки і влаштовують гнізда. Найчастіше птахи гніздяться окремими парами й охороняють обрану територію від вторгнення особин свого і близького видів. У орлів, лебедів, гусей, лелек пари зберігаються протягом кількох років або всього життя. Більшість утворює пари лише на період розмноження, після чого вони розпадаються (горобцеподібні). Деякі птахи (лелекоподібні, граки, шпаки, ластівки, чайки) гніздяться колоніями. Величезні колонії на обмеженій території дістали назву пташиних базарів. Колоніальне гніздування дає змогу ефективно використовувати придатні для гніздування ділянки, а також колективно захищатись від ворогів.
Розміщують свої гнізда птахи в різних місцях: на землі (дрохва, журавлі, чайки, гуси), у норах та інших земляних укриттях (ластівка берегова, рибалочка), у дуплах дерев (дятли, деякі сови, синиці, шпаки), на деревах і кущах (дрозди, славки, зяблики). Є птахи, які не будують гнізд (кайри). Більшість птахів у гніздах насиджують яйця. Зозулі підкидають свої яйця у гнізда інших птахів. У гнізді підтримується оптимальний температурний режим; яйця захищені від несприятливих впливів навколишнього середовища і від ворогів. Кількість яєць, їх розміри та забарвлення у різних видів неоднакові. Період насиджування у різних видів також неоднаковий (від 15 до 44 діб). У більшості видів насиджує яйця лише самка, в окремих видів (голуби, дятли, страус африканський) беруть участь обидва батька.
ПРИСТОСУВАННЯ ДО ПОЛЬОТУ:
У зовнішній будові – обтічна форма тіла, передні кінцівки – крила, пір’яний покрив розташовується так, щоб не заважати руху.
У скелеті – він легкий, тому що трубчасті кістки заповнені повітрям, грудина має виріст – КІЛЬ (це плоска кістка, куди кріпляться м’язи крил), передня кінцівка змінилася, пальці кисті залишилися 2-й, 3-й, 4-й. Кістки стопи зрослися і перетворилися в цівку (оголена частина ноги птиці)
У травній системі – немає зубів (вони робили б птицю важче, але для кращого перетирання їжі птахи, що харчуються зернами заковтують невеликі камінчики, вони як жорна перетирають їжу), кишечник короткий, їжа перетравлюється швидко і не затримується довго в організмі, тому птахи весь час в пошуках їжі.
У видільної системі – немає сечового міхура
У кровоносній системі – 4-камерне серце і 2 кола кровообігу, кров артеріальна і венозна не змішуються, обмін речовин відбувається швидко, а значить, утворюється багато енергії. Температура тіла висока (42 С).
Різноманітність птахів.
У класі Птахи виділяють 3 надряди: Безкілеві (Безкільові), Пінгвіни і Кілегруді. Надряд Безкілеві об’єднує близько 10 видів сучасних птахів, які втратили здатність до польоту і пересуваються за допомогою довгих масивних задніх кінцівок.
Крила короткі недорозвинені (страуси) або рудиментарні (ківі). Грудина невелика, без кіля. Птахи виводкові. Представники: страус африканський, страус американський, або нанду, страус австралійський, або Ему, ківі. Поширені у степах і напівпустелях Австралії, Нової Зеландії, Африки, Південної Америки.
Надряд Пінгвіни об’єднує 18 видів прибережних птахів, поширених у південній півкулі (від берегів Антарктиди до 30° південної широти) і пов’язаних з холодними океанічними течіями. Пінгвіни втратили здатність до польоту і набули пристосувань до плавання і пірнання. Тіло обтічне, вкрите лускоподібним оперенням. Крила перетворені на ласти; задні кінцівки відсунені назад. Усі пальці спрямовані вперед і з’єднані плавальною перетинкою. Кіль грудини невисокий. Найбільший пінгвін — імператорський — має масу до 40 кг.
Надряд Кілегруді птахи — найчисельніша група сучасних птахів, які мають кіль та справжні крила.
Ряд Горобцеподібні — найчисельніший ряд птахів (понад 5 тис. видів). Поширені по всій земній кулі, крім Антарктиди. Різноманітні за розмірами та способами живлення нагніздні птахи. Ноги чотирипалі (три пальці спрямовані вперед і один назад). У період гніздування живуть парами, будують складні гнізда. Більшість належить до групи співочих птахів, у яких (особливо у самців) розвинені 5-7 пар голосових зв’язок. Представники: синиця велика, горобець хатній, ластівка міська, ворона сіра тощо.
Ряд Гусеподібні об’єднує водоплавних птахів (понад 150 видів) великих та середніх розмірів із довгою шиєю і короткими ногами. Мають щільне оперення з добре розвиненим пухом, велику куприкову залозу, плавальні перетинки між пальцями ніг. Краї широкого сплюснутого дзьоба з зубцями або з поперечними пластинками, що утворюють фільтруючий апарат. Представники: гуска сіра, лебідь-шипун, крижень, шилохвіст тощо
Ряд Куроподібні. Птахи великого та середнього розмірів. Рідше дрібні. Особливості зовнішньої будови пов’язані з наземним способом життя: тіло компактне, крила короткі й широкі; дзьоб короткий, опуклий; ноги сильні, з довгими, злегка зігнутими кігтями, пристосованими до розгрібання ґрунту або лісової підстилки для добування корму. Виводкові птахи. Ведуть осілий або кочовий спосіб життя. Близько 250 видів. Представники: куріпка сіра, тетерук звичайний, глухар звичайний, дика банківська курка, індик тощо.
Ряд Лелекоподібні об’єднує великих і середніх птахів (близько 120 видів) з довгими ногами і шиєю, з гострим міцним дзьобом. Крила довгі і широкі, хвіст короткий, прямий або заокруглений. Живуть поблизу водойм, живляться земноводними, дрібною рибою, молюсками. Гніздяться часто колоніями, рідше — поодиноко. Нагніздні птахи. У насиджуванні та вихованні пташенят беруть участь обидві статі. Представники: Лелека білий, або чорногуз, лелека чорний, чапля сіра, чапля біла тощо.
Ряд Соколоподібні об’єднує птахів (понад 270 видів), пристосованих до хижацького способу життя: із сильним, коротким і загнутим дзьобом; короткими чотирипалими лапами з довгими, гострими і загнутими кігтями; гострим зором; добре розвиненими м’язами грудей і кінцівок. Нагніздні птахи. Гніздяться поодиноко. Представники: боривітер звичайний, яструб великий, шуліка чорний, канюк звичайний, орел степовий тощо.
Ряд Дятли об’єднує птахів (близько 380 видів), що пристосувалися до життя на деревах. У них гострий долотоподібний дзьоб; тонкий довгий язик; пружний хвіст; ноги з двома пальцями, спрямованими вперед, і двома — назад, що дозволяє добре утримуватися на стовбурах дерев. Винятком є крутиголовка, в якої прямий і слабкий дзьоб, стрижні рульових пер хвоста е непружними. Нагніздні птахи. Гнізда влаштовують у дуплах, які видовбують самі. Ведуть осілий або кочовий спосіб життя. Представники: великий строкатий дятел, зелений дятел, чорний дятел, або жовна, крутиголовка тощо.
Ряд Журавлині мешкають в Європі, Азії, Північній Америці та Австралії. Всі види так чи інакше пов’язані з водними, головним чином, заболоченими територіями
Ряд Совоподібні — ряд птахів, до якого відносяться нічні хижі птахи. Вони мають великі очі, у більшості — бінокулярний зір. У них також добре розвинений слух. Як і в інших хижих, у сов гачкоподібно загнутий дзьоб та гострі кігті на ногах. Це нагніздні птахи. Пір’я у сов дуже м’яке, тому літають вони безшумно. Ряд нараховує біля 200 сучасних видів, поширених на всіх континентах, за винятком Антарктиди та деяких ізольованих островів. В Україні живе близько 13 видів совоподібних. Найпоширеніші — сова сіра, сова болотяна, сова вухата та сич хатній. Найбільша сова в Україні — пугач — стала рідкісною і занесена доЧервоної книги України. Сови — осілі або кочові птахи. Вони дуже корисні і потребують охорони.
Екологічні групи птахів.
Основні екологічні групи птахів. У процесі історичного розвитку птахи заселили найрізноманітніші місця (біотопи): ліси, луки, болота, пустелі, степи). Довге перебування у певних умовах спричинило утворення у птахів різних систематичних груп подібних ознак у будові і поведінці, що відображають пристосування до даних умов існування. Внаслідок цього птахів об’єднують в екологічні групи: птахи лісу, птахи боліт, птахи прісних водойм та їхніх узбереж, птахи відкритих пустельно-степових просторів, птахи відкритих повітряних просторів, денні хижаки. Птахи лісу живуть у просторах, обмежених деревами і чагарниками. У них виникли пристосування до швидкого злету і точної посадки на гілках, лавірування між деревами: короткі й тупі крила, довгий хвіст. Птахи, що гніздяться і здобувають корм, в основному, у кронах дерев і чагарників (синиці, корольки), мають тонкі і гострі дзьоби, сильні лапи з гострими загнутими кігтями та добре розвиненим заднім пальцем, яким вони охоплюють гілку. У деяких видів (дятли, повзики) два пальці спрямовані вперед, два — назад. У дятлів та пищух хвіст служить опорою при переміщенні по стовбуру. Повзик може пересуватися не лише вгору, а й униз головою. Деякі птахи гніздяться на деревах, а корм добувають у повітрі — на льоту (мухоловки, соколи); інші — гніздяться на землі, а живляться і на землі, і на деревах (глухарі, тетереви, рябчики).
Птахи боліт, узбереж і відкритих ділянок прісних водойм. Деякі види (чаплі, лелеки, кулики) населяють болота, вологі луки або ж мілководні узбережжя водойм. Корм добувають з поверхні землі, з дна водойм або вологого ґрунту, тому у більшості з них невелика, з довгим, тонким дзьобом голова; довга, гнучка шия; довгі, тонкі, неоперені, з видовженими пальцями ноги; короткий хвіст. Птахи, що добувають їжу на відкритих ділянках водойм (качки, чирки, гуси, лебеді, пелікани), мають щільне оперення, добре розвинені пух і підшкірний шар жиру, куприкову залозу; короткі ноги з плавальними перетинками, широкий дзьоб з цідильним апаратом. Деякі птахи (чайки, буревісники) добре плавають, але більшу частину життя проводять у повітрі над водною поверхнею. Тіло у них легке, струнке; крила довгі, гострі; ноги короткі, пальці з’єднані плавальними перетинками. Птахи степів і пустель населяють відкриті простори. Одні з них пристосовані до швидкого бігу (страуси, дрохва, стрепет), інші — до польоту на значні відстані (рябки, саджа). У бігаючих добре розвинені ноги; деякі з них (страуси) взагалі втратили здатність до польоту. Для цієї групи птахів властиві гострий зір, захисне забарвлення і здатність ховатися (затаюватися) від ворогів. Птахи відкритих повітряних просторів більшу частину активного життя проводять у повітрі (ластівки, стрижі). У них довгі, вузькі, загострені крила; дзьоб короткий, широкий, що дає змогу схоплювати комах на льоту; лапки короткі, з чіпкими кігтями на пальця.
