Скелет птиці: особливості будови

У статті ми розповімо про те, які особливості будови птахів, який їхній скелет. Птахи цікаві тим, що єдина група хребетних тварин (крім кажанів), здатна не просто до ширяння в повітрі, а до справжнього польоту. Їх будова добре пристосоване для цієї мети. Будучи господарями повітря, вони чудово відчувають себе і на землі, і на воді, а деякі з них, качки наприклад, - у всіх трьох середовищах. У цьому відіграє свою роль не тільки скелет птаха, але і пір'я. Головною подією, який забезпечив цим істотам процвітання, був розвиток у них оперення. Тому ми розглянемо не тільки скелет птаха, але коротко розповімо і про нього.

Подібно шерсті у ссавців, пір'я виникли спочатку як теплоізолюючий покрив. Тільки дещо пізніше вони перетворилися в несучі площині. Птахи одяглися в пір'я, мабуть, за мільйони років до того, як знайшли здатність літати.

Еволюційні зміни в будові птахів

Пристосування до польоту призвело до перебудови всіх систем органів і поведінки. Змінився і скелет птаха. Фото, представлене вище, - зображення внутрішньої будови голуба. Структурні зміни проявилися в основному у збільшенні сили м'язів при зниженні ваги тіла. Кістки скелета стали порожнистими або ніздрюватими або перетворилися в тонкі зігнуті пластинки, зберігши достатню міцність для виконання призначених їм функцій. На зміну важким зубам прийшов легкий дзьоб, пір'яний ж покрив - зразок легкості, хоча він і може важити більше, ніж скелет. Між внутрішніми органами розташовані беруть участь у диханні повітряні мішки.

Особливості скелета голуба

Пропонуємо детально розглянути скелет голуба. Він складається з тазових кісток, кісток крила, хвостових хребців, тулуба, шийного відділу та черепної коробки. У черепі виділяють потилицю, тім'я, лоб, дзьоб і дуже великі очниці. Дзьоб ділиться на 2 частини - верхню і нижню. Вони рухаються окремо один від одного. Шийний відділ включає в себе основу шиї, глотку і шию. Скелет голуба в спинної частини складається з крижових, поперекових і грудних хребців. Груди - з грудини, а також 7-ми пар ребер, що кріпляться до грудних хребців. Хвостові хребці сплющені і прикріплені дисками, що складаються з сполучної тканини. Такий, в загальних рисах, скелет птаха. Схема його була представлена вище.

Перетворення кісткового скелета

Перетворення кісткового скелета, пов'язане з ходінням птахів на задніх кінцівках і використанням передніх для польоту, особливо наочно виражено в плечовому і тазовому поясах. Плечовий пояс жорстко пов'язаний з грудиною, і тому при польоті тіло як би висить на крилах. Досягається це завдяки сильно розрісся коракоїдний кісткам, які у ссавців відсутні.

Скелет птаха має помітно посилений тазовий пояс. Задні кінцівки добре утримують цих тварин на землі (на гілках при лазінні або на воді при плаванні) і, що особливо важливо, успішно гасять удари в момент приземлення. Оскільки кістки стали тонкими, їх міцність підвищилася в результаті зрощення один з одним, коли змінювалося будова скелета птиці. Як і у ссавців, три парні тазові кістки злилися з хребтом і між собою. Відбулося злиття тулубових хребців, починаючи від останнього грудного і кінчаючи першим хвостовим. Всі вони увійшли до складу складного крижів, який зміцнив тазовий пояс, дозволивши кінцівкам птахів здійснювати свої функції, не порушуючи роботи інших систем.

Кінцівки птахів

Слід розглянути і кінцівки, характеризуючи будова скелета птиці. Вони сильно видозмінені в порівнянні з типовими особливостями, характерними для хребетних. Так, кістки плесна і передплесна подовжилися і злилися між собою, утворивши додатковий сегмент кінцівки. Стегно зазвичай приховано під пір'ям. У задніх кінцівок з'явився механізм, що дозволяє птахам утримуватися на гілках. М'язи-згиначі пальців лежать вище коліна. Їх довгі сухожилля проходять по передній стороні коліна, потім по задній стороні цівки і нижньої поверхні пальців. При згинанні пальців, коли птах обхоплює гілку, сухожильний механізм замикає їх, так що захоплення не слабшає навіть під час сну. За своєю будовою задня кінцівка птиці вельми схожа на ногу людини, проте багато кістки гомілки і стопи у неї зрослися.

Пензлик

Характеризуючи особливості скелета птахів, відзначимо, що особливо різкі зміни у зв'язку з пристосуванням до польоту відбулися в будові кисті. Решта кістки передніх кінцівок зрослися, утворюючи опору для першорядних махових пір'їн. Збережений перший палець є опорою для рудиментарного крильця, яке діє як особливий регулятор, що знижує гальмування крила при малих швидкостях польоту. Другорядні махові пера прикріплюються до ліктьової кістки. Спільно з чудовим пристроєм самих пір'я все це створює крило - орган, що відрізняється високою ефективністю і адаптивної пластичністю. Нижче представлений скелет вимерлої в 17 столітті птиці додо.

Крила

Підйомну силу і управління при польоті забезпечують махові і стернові пера, але їх аеродинамічні властивості ще не зрозумілі до кінця. При нормальному махають польоті крила рухаються вниз і вперед, а потім - різко вгору і назад. При ударі вниз крило має такий крутий кут атаки, що воно гасило б швидкість, якби першорядні махові пера не діяли в цей час як самостійна несуча площину, що перешкоджає гальмуванню. Кожне перо повертається вгору і вниз уздовж стрижня, так що створюється спрямована вперед результуюча тяга, чому сприяє і раздвигание їх кінців. Крім того, при певному куті атаки крильце відводиться вперед від фронту крила. Так утворюється розріз, що знижує турбулентність над несучої площиною і тим самим гасить гальмування. Приземляючись, птиця попередньо гасить швидкість, розташовуючи тіло у вертикальній площині, відводячи назад хвіст і гальмуючи крилами.

Особливості будови крил різних птахів

Птахи, які вміють літати повільно, володіють особливо добре помітними щілинами між першорядними маховими. Наприклад, у беркута (Aquilachysaetos, на фото вище) проміжки між пір'ям складають до 40% загальної площі крила. У грифів дуже широкий хвіст створює додаткову підйомну силу при ширянні. Іншу крайність у порівнянні з крилами орлів і грифів утворюють довгі і вузькі крила морських птахів.

Наприклад, альбатроси (фото одного з них представлено вище) майже не махають крилами, ширяючи на вітрі і те пікіруючи, то круто злітаючи вгору. Їх спосіб польоту настільки спеціалізований, що в штильову погоду вони буквально прикуті до землі. Крила колібрі несуть лише першорядні махові пера і здатні здійснювати більш 50 помахів в секунду, коли птах повисає в повітрі-при цьому вони рухаються вперед і назад в горизонтальній площині.

Пір'яний покрив

Пір'яний покрив пристосований до виконання різноманітних функцій. Так, жорсткі махові і стернові пера утворюють крила і хвіст. А криють і контурні надають тілу птиці обтічну форму, а пух є термоизолятором. Налягаючи один на одного, наче черепиця, пір'я створюють безперервний гладкий покрив. Тонка будова пера більшою мірою, ніж будь-які інші анатомічні особливості, забезпечує птахам процвітання в повітряному середовищі. Опахало кожного з них складається із сотень борідок, розташованих в одній площині по обидві сторони від стрижня, а від них також в обидва боки відходять бородочкі, несучі гачечки з боку, віддаленій від тіла птаха. Ці гачечки чіпляються за гладкі бородочкі попереднього ряду борідок, що дозволяє зберігати форму опахала незмінною. На кожному маховому пере великого птаха налічується до 1,5 млн. Бородочек.

Дзьоб і його значення

Дзьоб служить птахам маніпулюють органом. На прикладі вальдшнепа (Scolopaxrusticola, один з них представлений на фото вище) можна побачити, наскільки складними можуть бути дії дзьоба, коли птах занурює його в грунт, полюючи за хробаком. Наткнувшись на здобич, птах скороченням відповідних м'язів зрушує вперед квадратні кістки, що входять до складу щелепної дуги. Ті в свою чергу штовхають вперед виличні кістки, які викликають відгинання вгору кінчика надклювья, знаходиться овальний отвір, через яке проходить сухожилля підключичної м'язи, що прикріплюються до верхньої сторони плеча. Таким чином, при скороченні підключичної м'язи крило піднімається, а при скороченні грудних - опускається.

Отже, ми виклали основні особливості будови скелета птахів. Сподіваємося, ви відкрили для себе щось нове про ці дивовижні істотах.