Бизнес. Финансы. Недвижимость. Страхование. Интернет / Вопросы / Приспособление птиц к полету: признаки. Как птицы приспособились к полету

Приспособление птиц к полету: признаки. Как птицы приспособились к полету

05.05.2024

Разделы: Биология

Класс: 7

Цели урока:

Образовательные: закрепление общебиологических понятий: среда обитания, приспособленность: формирование общеучебных умений (работа с учебником, тетрадью, справочником) и специальных биологических умений (наблюдать, исследовать натуральные объекты: чучело птицы, скелет, перья. Выявление черты приспособленности к образу жизни (полету) во внешнем строении, изучаемой группы животных (птиц)).
Развивающие : развивать логическое мышление учащихся, стимулировать познавательную активность, развивать интерес к предмету, формировать умение выделять главное в изученном материале; проводить сравнение признаков и анализировать их, умение работать с натуральными объектами, таблицами, справочным материалом, опорными конспектами.
Воспитательные: формировать самостоятельность, трудолюбие, творческое отношение к учебе, ответственное отношение к окружающей среде, любви к природе. Привлечение внимания учеников к проблемам охраны окружающей среды (экологическое воспитание); помочь ощутить красоту и гармонию в природе, раскрыть ее роль как источника вдохновения (эстетическое воспитание); в целях профилактики утомления учащихся на уроке сменять виды деятельности, следить за их осанкой (физическое воспитание). Воспитание коммуникативной культуры учащихся.

Ход урока

I. Организационный момент.

II. Целевые установки.

Мотивация:

тема + презентация + стихотворение

Мы безмерно богаты.
В наших чащах и рощах
Столько всяких пернатых -
Просто диву даешься.
Но спросите иного,
Что он знает о птицах,
Пусть ответит толково -
И, гляди, удивится:
Как же, фауна, дескать,
Как же, наше богатство -
На полях, в перелесках,
Так сказать, птичье царство...
Птичье царство, и только?
Ну, дрозды, ну, синички...
Где запомнишь названья
Просто птички и птички.
(А. Яшин)

Проблема.

Чем отличаются птицы от остальных животных? Почему птица летает?

II. Изучение нового материала.

Таблица в учебнике и на доске в виде постера.

III. Работа в группах.

Задание №1

1. Происхождение птиц

2. Определить черты сходства и отличия пресмыкающихся и пицц с археоптериксом.

АРХЕОПТЕРИКС

ПРИЗНАКИ

Археоптерикс. (рельефная таблица).

Электронная таблица.

Задание №2

Определить приспособления к полету во внешнем строении.

Чучело птицы.

Задание №3

Чучело птицы

туловище.
в.конечности.
н.конечности.

Задание №4. Особенности строения опорно-двигательной системы в связи с полетом.

Особенности строения скелет в связи с полетом.

Выступления учащихся по группам. Заполнение тетрадей.

Беседа по вопросам. Между группами.

IV. Лабораторная работа. №8 " Изучение строение пера"

Инструктивные карточки для учащихся прилагаются в виде раздаточного материала.

Учебник стр. 208.

V. Закрепление.

Компьютерная таблица. Строение пера.

Практический вопрос.

1) Помашите пером, как птица в полете, несильно сжимая пальцы. Убедитесь, что перо пытается развернуться между пальцами. Оъясните значение неравенства опахал по разные стороны от стержня пера.

VI. Контроль знаний.

Места обитания и внешнее строение птиц.

Часть А

1. Какой признак сближает птиц с рептилиями в большей степени, чем остальные:

А) теплокровность; б) перьевой покров;

В) способ размножения; г) количество конечностей.

2. К степным птицам относится:

А) дрофа; б) тетерев; в) рябчик; г) глухарь.

3. Часть пера погруженная в кожу, - это:

А) ствол; б) опахало; в) очин; г) стержень.

4. Отсутствие зубов у птиц:

А) обеспечивает легкий захват пищи;

Б) облегчает вес при полете;

В) усложняет ловлю добычи

Г) является доказательством эволюции.

5. Цевка - это часть:

А) верхней конечности; б) грудной клетки;

В) нижней конечности; г) часть скелета.

ОТВЕТЫ: в, а, в, б, в.

Часть В.

Выберите правильные утверждения.

Все птицы теплокровные животные.
Все птицы летают.
На Земле около 9000 видов птиц.
Соколы, ястребы, орлы относятся к хищным птицам.
У летающих птиц нет перьев.
У большинства птиц только одна железа - копчиковая.
Клюв птиц покрыт костными щитками.
Пуховые перья не имеют опахал.
Самые крупные контурные перья - это маховые и рулевые.
Кожа птицы сухая, без потовых желез.

ОТВЕТЫ: 1,3, 4, 6, 9,10.

2) Экологическая задача. /приложение/

VII. Рефлексия.

Какое открытие вы сделали на уроке для себя? (Ответы учащихся. Обобщенение изученного на уроке)

VIII. Домашнее задание.

Параграф 49, стр. 229-233

А. Заполнить графы кроссворда;

Б. Начать работу по оформлению паспорта птиц к теме "Видовое многообразие птиц";

В. Подобрать стихи, загадки, пословицы, поговорки, песни о птицах (по желанию).

Резерв времени:

На непредвиденный случай были заготовлены "запасные варианты заданий":

Экологические задачи;
Тестовый контроль знаний;
Кроссворд по теме "Птицы".

Муниципальные казенное общеобразовательное учреждение « Богородская школа №8»

Методическая разработка урока:

«Особенности внутреннего строения птиц. Черты приспособленности птиц к полёту»

Выполнила: учитель биологии

С.В. Куликова

г. Богородск - 2017

Цели урока:

Изучить особенности внутреннего строения птиц связанные с полетом;

показать место птиц в системе живой природы;

учить видеть прекрасное в мире птиц, показать единение человека и природы.

Задачи урока:

Образовательные

Обеспечить усвоение учащимися знаний о процессах жизнедеятельности птиц,

Об особенностях строения их внутренних органов в связи функциями, приспособленностью к полету.

Научить распознавать системы органов класса птиц, устанавливать взаимосвязь между строением и функции органов.

Развивающие

Способствовать развитию логического мышления,

Умение сравнивать, анализировать,

Выделить причинно - следственные связи в природе.

Воспитывающие

Продолжить воспитание любви и бережного отношения к природе.

Оборудование: изображение птиц,

использование презентации «Особенности строения птиц. Черты приспособленности птиц к полету».

Ход урока

1.Организационный момент.

Приветствие: Птицы удивительные создания живой природы. Они - птицы один из важнейших природных компонентов, их роль значительна. Но птицы это и украшение природы. Войдя в лес или идя по полю, нас сопровождают голоса птиц

Вопрос - Как называется раздел зоологии, который изучает птиц? (орнитология)

К какому типу относятся птицы в царстве Животных? (Хордовые) слайд-2

На доске: Тип: Хордовые

Класс: Птицы

Сегодня мы с вами продолжим знакомиться с Классом «Птиц», с особенностями строения птиц в связи с приспособленностью птиц к полету.

Проблема урока : можно ли назвать птиц живыми летательными аппаратами?

Опрос пройденного материала

На предыдущем уроке мы познакомились некоторыми чертами приспособленности птиц полету. Слайды 3.4,5

Какие же это черты? (Покровы, скелет и мускулатура)

Дома вы должны были начать заполнять таблицу и занести черты приспособленности в таблицу.

Работа с таблицей

1.Тело птицы покрыто перьями.

Какое значение перьев? Учащиеся отвечают.

Природа подарила птицам универсальную одежду – перьевой покров , который их обогревает в холод, защищает от нападения и главное приспособлена эта одежда для полёта.

2. Какие особенности строения конечностей у птиц? Учащиеся отвечают.

Движение в воздухе осуществляется при помощи передних конечностей, преобразованных в крылья, и хвоста. Крылья служат как аэродинамическими поверхностями, удерживающими птицу в воздухе, так и источниками тяги для движения вперёд.

При полете, птица совершает крыльями ритмичные синхронные движения.

Вспомним! – какими должны быть птицы, чтобы подняться в воздух? Ответы учащихся.

с одной стороны они должны быть легкими, чтобы подняться в воздух (сравнившим птицу с воздушным шариком, наполненным воздухом. Демонстрация воздушного шарика.

с другой – очень сильными, как тяжелоатлеты (изображение спортсмена тяжелоатлета)

Вопрос – Что же позволяет птице одновременно быть легкой, как воздушный шарик и сильной как тяжелоатлет?

3. Какие особенности скелета? Ответы учащихся. (слайд 6)

Скелет птиц имеет свои особенности, и они тоже связаны с полётом.

Кости птицы очень легки, поскольку они полые . Некоторые кости имеют наполняемые воздухом полости, связанные с органами дыхания. Однако, несмотря на легкость, кости птицы весьма упруги и прочны. Эти качества совершенно необходимы, чтобы преодолеть все трудности полета.

Человек тоже научился летать. Но уже не с помощью крыльев, прикрепленных к телу. Человек ведь совершенно неприспособлен к полету, и чтобы исправить это положение, ему потребовалось придумать нечто более радикальное.

Что? (например = самолет)

Что же поднимает птицу в небо?

Что позволяет нам поднимать и опускать руки? Ответы учащихся - мышцы.

Учитель - Какие мышцы? Где они располагаются?

Мышцы крыла, грудные мышцы.

Учитель - Мышцы у птиц достигли высокого развития.

Вес грудных мышц человека, приводящих в движение плечи и руки, составляет всего один процент от общего веса его тела, тогда как у некоторых птиц этот показатель достигает 30 процентов от общего веса.

Вопрос, – Какие мышцы птиц- опускают крылья? Ответ учащихся - Грудные.

У птиц в скелете есть кость – киль, особый вырост грудины, позволяет увеличить площадь прикрепления грудных мышц, способствующих опусканию крыла птицы

Оценки за Д/З. (составление таблицы)– за составление всех граф таблицы –«5», если не полностью заполнена без 3 ей колонки – «4»,»3» и «2» на усмотрение учителя.

Объяснение нового материала

Ребята, как мы уже узнали, организм птиц отлично приспособлен для полёта. Это и перьевой покров, крылья, особенности скелета. Люди с давних пор тоже мечтали сделать крылья и летать как птицы. И находились умельцы, которые мастерили отличные конструкции крыльев… и летали? Ответ уч-ся, их предположения.

Значит, иметь крылья это ещё далеко не достаточно, чтобы летать.

Цель нашего урока: дальнейшее изучение внутреннего строения птиц. Узнать, какие-то есть ещё особенности строения и функционирования, которые помогают приспособиться птицам к полёту?

Физминутка.

Работа в тетради: запись темы урока

Тема «особенности внутреннего строения, черты приспособленности птиц к полету»:

Пищеварительная система : рассмотрим особенности строения и работы пищеварительной системы (слайды 7,8)

1.Ребята, посмотрите на изображения птиц. Почему у них не одинаковые клювы? С чем это связано? (с питанием) ответы уч-ся.

Особенность пищеварительной системы – пища переваривается очень быстро. Например, змея переваривает в течение 1-2 суток, мелкие совы мышь – за 3 часа. Сочные ягоды проходят, кишечник за 8-10 минут.

Отметим особенности строения пищеварительной системы? Слайд

Отделы рот нет зубов

пищевод - зоб - расширенный участок пищевода, где скапливается пища,

желудок железистый

мускульный - орган, в котором проглоченные камушки) размельчают его содержимое, тем самым, компенсируя отсутствие зубов.

кишечник тонкий

Вывод: Для компенсации энергозатрат во время полёта пищеварительная система адаптирована к быстрому процессу переваривания

Кровеносная система – в кровеносной системе произошли существенные изменения.

Кровеносная система - замкнутая, 2 круга кровообращения – большой и малый (показать). Слайд 10,11

Сколько камер в сердце у пресмыкающихся? Назовите отделы?

У птиц сердце камерное - 2 предсердия, 2 желудочка. Желудочек полностью разделен пополам перегородкой. Благодаря таким изменениям кровь по организму течет несмешанная. Что это даёт птице? ответ уч-ся

Какая кровь движется в большом круге кровообращении?

Кровь по телу движется артериальная. Какая кровь называется артериальной?

В малый круг поступает кровь -? Ответ уч-ся (Венозная).

Какая кровь называется венозной? ответ уч-ся

Какие функции кровеносной системы? Ответ уч-ся (Передвижение питательных веществ и снабжение организма кислородом).

В каком органе кровь отдаёт углекислый газ, а насыщается кислородом? Ответ уч-ся -Легком.

Скорость кровообращения у птиц чрезвычайно высока, Связана с высокой частотой сердечных сокращений. У снегиря 730 раз в минуту.

Вывод с уч-ся: благодаря появлению перегородки в желудочке, венозной и артериальной кровь не смешивается, и органы снабжаются кровью насыщенной кислородом. Происходит это очень быстро.

Дыхательная система . (Слайд 12,13) Использования пособия 1С лаборатории «Зачем мы дышим»

Рассмотрим строение и работу дыхательной системы.

Орган, где происходит газообмен – лёгкие . Воздух к ним попадает через ноздри гортань трахея бронхи, - это дыхательные трубочки – учитель демонстрирует схему строения дыхательной системы. Бронхи входят в легкие при этом они сильно ветвятся. Многие из них заканчиваются пузырьками, окутанные густой сетью капилляров.

Обмен веществ у птиц идёт очень быстро, с тела
. Для этого необходимо много кислорода. Поэтому в строение легких имеются особенности. От легких отходят воздушные мешки (демонстрация на слайде) , которые по объёму во много раз больше лёгких. При взмахе крыльев воздух заполняет лёгкие и воздушные мешки. Лёгкие устроены таким образом, что воздух проходит через них насквозь. При вдохе только 25 % наружного воздуха остаётся непосредственно в лёгких, а 75 % проходит через них и попадает в воздушные мешки. При выдохе воздух из воздушных мешков опять идёт через лёгкие, но уже наружу, образуя так называемое двойное дыхание.

Для лучшего понимания процесса дыхания демонстрируется фрагмент микрофильма лаборатории 1С «Зачем мы дышим» у уч-ся на компьютере. После просмотра ответить на вопросы. Что же такое дыхание? Зачем необходим кислород организму. Какое его значение? (Уч-ся начали изучать химию и знания о кислороде могут применить, и обосновать увиденное. Обобщением учителя.)

Вывод: Таким образом, лёгкие постоянно насыщаются кислородом, как во время вдоха, так и выдоха. Это двойное дыхание избавляет птиц от одышки: чем быстрее они летят, тем сильнее дышат. Повышают энергетику птицы в полете. Для работающих мышц и органов требуется много энергии. Воздушные мешки расположены в промежутках между органами, под кожей и даже внутри полых костей, уменьшая плотность птицы, делая её более легкой. Воздушные мешки так же защищают внутренние органы от перегревания в процессе полета.

Выделительная система: (слайд 14)бобовидные почки, образующиеся жидкие продукты распада стекают по мочеточникам в клоаку и вместе с испражнениями выводятся наружу. Мочевого пузыря у птиц нет. С чем это связано? (Облегчает птиц в полете)

Нервная система (слайд15) птиц хорошо развита, по сравнению с пресмыкающимися. Давайте отметим, какие отделы развиты лучше. (Мозжечок, передние полушария)

Как вы думаете почему? За что отвечает мозжечок? – мозжечок отвечает за координацию движений. Птицам в полете приходится много лавировать в поисках пищи, увертываться от хищников.

Большие полушария значительно больше,особенно зрительные доли мозга.

Органы чувств - Зрение у птиц очень хорошее, особенно у хищных птиц. Зрение цветное.

Хорошо развит слух. Обоняние у птиц развито хуже.

Большой мозг птиц свидетельствует об их высоком развитии: у них сложное поведение (перелёты, забота о потомстве и т.д.), они легко обучаются новому, запоминают. Слайд 16

Закрепление . (слайд19)Таким образом, мы узнали, что внутреннее строение птиц намного сложнее, чем у пресмыкающихся. Особенности внешнего и внутреннего строения птиц говорят о приспособленности птиц к жизни в полете.

Вывод по уроку: Можно ли назвать птицу летательным аппаратом? Да. Птицы – совершенный летательный аппарат.

Птицы в совершенстве приспособлены к полету, и мы сегодня попытались это доказать.

Просмотр слайда 20. При дальнейшем изучении животных мы узнаем еще об одной группе летающих животных.

Слайд21 Рефлексия по уроку.

Выставление оценок за урок.

Дома §42, таблица.

Заполнить таблицу, начатую на предыдущем уроке. Укажите черты приспособления птиц к полёту.

На уроке можно использовать ЦОР – презентацию, микрофильм из учебного цифрового пособия 1С: Лаборатория «Зачем мы дышим»

Птицы - высокоорганизованные теплокровные животные, приспособленные к полету. Общими чертами организации птиц в связи с их приспособленностью к полету являются следующие:

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

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.

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.

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.

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.

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.

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.

Отсутствует мочевой пузырь в связи с необходимостью облегчения массы тела птицы.

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.

61. Надотряд Страусообразные птицы. Особенности строения и жизнедеятельности. Представители .

Страусообра́зные (лат. Struthioniformes) - отряд бескилевых птиц. Современные страусообразные населяют Африку. Страусообразные характеризуются рядом черт, обусловленных отсутствием способностей летать. У страусообразных недоразвиты крылья, но развиты ноги, на которых имеется лишь два пальца (единственный случай среди современных птиц), направленных вперёд. Самцы бывают высотой 2,7 м и массой от 50 до 90 кг. Все страусообразные хорошо бегают, развивая скорость до 70 км/ч. Всеядны, с уклоном в растительную пищу.

Скелет не пневматизирован, киль отсутствует, перья имеют простое строение: их бородки не сцепляются друг о другом и не образуют перьевых пластинок.

У страусообразных насиживанием яиц и воспитанием выводковых птенцов занимаются самцы. Эти птицы - кочующие, один самец водит с собой несколько самок. Гнездо устраивает самец; в него откладывают яйца все самки группы - каждая по 7-9 яиц. В результате в гнезде оказывается 15-20 яиц (Северная Африка) или даже 50-60 яиц (Восточная Африка) массой 1,5-2 кг каждое. Насиживают кладку по очереди: днем - самки, ночью - самец; инкубация длится 42 дня. Тип размножения - выводковый: страусята вылупляются зрячие, покрытые пухом и способные к самостоятельному передвижению.

Обитают страусообразные в пустынях, степях, саваннах. Во внегнездовое время иногда объединяются в стада, насчитывающие несколько десятков птиц. Иногда страусообразных разводят в полуодомашненном состоянии.

Представители: Африканский страус.

1) Двойное дыхание у птиц – это хитро. Попытаемся разобраться по схеме:

Легкие у птиц губчатые, они не могут расширяться-сжиматься, как наши. Эту работу (расширяться при вдохе и сжиматься при выдохе) у птиц выполняют воздушные мешки . При вдохе (синие стрелки) воздушные мешки расширяются, и туда заходит воздух. В мешки №2 заходит воздух, прошедший через легкие (насыщенный углекислым газом, «использованный»). В мешках №1 запасается чистый воздух. При выдохе (красные стрелки) мешки сжимаются. Использованный воздух из мешков №2 выдыхается сразу, а чистый воздух из мешков №1, прежде чем выйти наружу, проходит через легкие. Таким образом, и при вдохе, и при выдохе через легкие птицы проходит свежий воздух. Именно поэтому птичье дыхание называется «двойным». Кстати, обратите внимание: воздух через легкие птиц движется все время в одном и том же направлении, что облегчает организацию противотока. За счет двойного дыхания и противотока (получается «четверное дыхание») птицы получают гораздо больше кислорода, чем мы.

2) Для запасания кислорода летательные мышцы содержат много миоглобина .

3) Кровеносная система не отстает от дыхательной: в ней очень высокое давление и частота сердечных сокращений. (Среднее давление у птиц 133 мм рт. ст., а у млекопитающих – всего лишь 97 мм рт. ст. Зато пульс у полукилограммового млекопитающего будет около 250 раз в минуту, а у аналогичной птицы – всего лишь 180. Зато масса сердца птицы составляет в среднем 0,8% от массы тела, а у млекопитающего – всего лишь 0,6%. Короче, кровеносные системы птиц и зверей примерно равны; птицы выигрывают за счет того, что их кровь содержит гораздо больше кислорода, см. п. 1.)

4) За счет отлично развитых кровеносной и дыхательной систем у птиц очень быстрый обмен веществ и высокая температура тела (у млекопитающих от 36 до 39 °С, а у птиц – от 40 до 42 °С). При высокой температуре быстрее идут все процессы жизнедеятельности, в том числе быстрее происходит сокращение мышц . Это позволяет птицам совершать большую работу за единицу времени. Для нелюбителей физики: работа, поделенная на время, называется мощность. Птицы более мощные , поэтому они могут летать.

5) Для получения большого количества энергии птицы едят намного больше , чем млекопитающие с такой же массой тела (на фоне птиц даже бурозубка, которой приходится питаться 80 раз в день, после еды – спать 10 минут, затем снова есть – не выглядит такой уж страдалицей). Чтобы хоть немного сэкономить, некоторые птицы (например, колибри), во время сна уменьшают температуру тела (гетеротермия ).

2. Аэродинамика

6) Обтекаемая форма тела. В частности, крупные мышцы, двигающие конечности, расположены на теле, а к конечностям идут сухожилия (поэтому птички такие тонконожки).

7) Пережевывание пищи происходит не в голове, а в желудке (с помощью камней). Облегчение тела получается вряд ли, но тяжелые жевательные приспособления хотя бы расположены в центре тела (центровка самолета).

3. Облегчение тела

8) Перья , образующие летательную поверхность крыльев, мертвые (аналоги наших волос). Им не нужны кровеносные сосуды, приносящие питание и кислород, поэтому перья очень легкие.

9) Легкий скелет наполнен воздухом (в костях находятся воздушные мешки из п. 1). (В связи с этим у птиц нет красного костного мозга и эритроцитам приходится размножаться самим – для этого у них есть ядро.)

10) Уменьшено количество костей , особенно в крыльях и ногах.

11) Один яичник.

12) Нет слюнных желез.

13) Нет мочевого пузыря (это связано скорее с выделяемым продуктом обмена – мочевой кислотой, которая не ядовита, поэтому её не надо разбавлять).

4. Другие особенности скелета

14) Киль для прикрепления мощных летательных мышц (опускающих крыло).

15) Передние конечности превратились в крылья (что, не ожидали?), поэтому приходится ходить на двух ногах. Чтобы доставать до земли, большие птицы имеют длинную гибкую шею.

16) Поясничные позвонки для создания хорошей опоры срослись между собой, с крестцовыми и хвостовыми позвонками, а также с подвздошными костями.

5. Нервная система и органы чувств

17) Увеличен мозжечок для лучшей координации движений.

18) На высоте бесполезны обоняние и слух, поэтому они у птиц развиты так себе. Зато у них лучшее на земле зрение

Плавание.

Благодаря оперению и большим воздушным мешкам удельный вес всех птиц меньше единицы. Поэтому любая птица в воде не тонет и при необходимости плывет. Могут присаживаться на воду дрозды и голуби, довольно часто плавают пастушки и многие кулики, иногда садятся на воду и плавают цапли и т.д. Но у птиц, постоянно связанных с водой (их более восьмисот видов), развиваются приспособления, облегчающие плавание, а у многих видов – и ныряние.

Тело плавающих птиц обычно несколько сплюснуто в спинно-брюшном направлении, что увеличивает устойчивость на воде. Более густое и плотное, чем у наземных птиц, оперение (особенно на нижней стороне тела) успешно противостоит намоканию. Плотное, с хорошо развитым пухом оперение и сильное развитие подкожного жирового слоя, свойственные большинству плавающих и ныряющих птиц, предотвращают охлаждение тела в холодной воде. Направленные вперед три пальца лапы соединены хорошо развитой плавательной перепонкой (пингвины, гагары, трубконосые, гуси и утки, чайки и чистиковые); у пеликанообразных (веслоногих) плавательная перепонка соединяет все четыре пальца. У небольшого числа видов (поганки, лысухи, кулики-плавунчики) вместо отсутствующей общей плавательной перепонки развивается плотная ороговевающая кожистая оторочка каждого пальца. Все это увеличивает общую поверхность лапы и тем самым повышает силу толчка при гребле. У плавающих и особенно у ныряющих птиц цевка более или менее уплощается с боков (особенно плоская у поганок), что уменьшает сопротивление воды при занесении конечности вперед для гребка. Опорой туловища плывущей птицы служит вода; ноги отводятся несколько назад, голень занимает почти горизонтальное положение, основные движения осуществляются в интертарзальном суставе (рис. ). При движении лапы назад пальцы растопыриваются и производят толчок; когда дистальная часть ноги (цевка и пальцы) заносится вперед для следующего гребка, пальцы складываются, что резко уменьшает сопротивление воды (рис. ). При медленном плавании, ноги двигаются попеременно, при быстром плавании хороших пловцов ноги двигаются обычно одновременно. Повороты осуществляют либо более сильным гребком противоположной лапы, либо тормозящим движением ноги, с той стороны, куда птица поворачивает. У пингвинов при плавании энергично работают крылья-ласты, а вытянутые назад лапы выполняют лишь функцию руля.

Ныряние

Низкий удельный вес птиц, облегчая плавание, сильно затрудняет ныряние. Довольно много птиц при ловле добычи способны нырять с пикирования: птица летает над водой и, заметив у поверхности добычу, полускладывает крылья и резко пикирует, погружаясь в воду на небольшую глубину за счет инерции (1–2 собственных длины). К такому нырянию прибегают птицы, которые могут плавать – трубконосые, многие веслоногие (фрегаты, фаэтоны, олуши, американский бурый пеликан, чайки, крачки, поморники); но так же ныряют и птицы, обычно не садящиеся на воду и не имеющие внешних признаков водных птиц – скопа, орланы, рыбные филины, многие – зимородки. Специальные приспособления к такому нырянию выражены слабо. По-настоящему ныряет, т.е. погружается на большую глубину и активно передвигается в толще воды, преследуя добычу или спасаясь от опасности, относительно небольшое число видов хорошо плавающих птиц. Приспособления к нырянию у них выражены отчетливее. Все ныряющие виды имеют плотное оперение и хорошо развитый слой подкожной жировой клетчатки. Уменьшается пневматичность скелета. Удельный вес выше 0,7, а в момент ныряния, видимо, приближается к единице благодаря прижиманию оперения и сжиманию воздуха в воздушных мешках подвижной грудиной.

Таз обычно заметно сужен, а тазобедренный сустав несколько сдвинут назад, поэтому при движении по суше тело принимает более или менее вертикальное положение (особенно у пингвинов и чистиковых), или способность двигаться по суше почти утрачивается (гагары, поганки). Пальцы лапы соединены хорошо развитой плавательной перепонкой или каждый палец окружен плотной кожистой оторочкой (поганки, лысухи). Крылья, особенно их дистальный отдел, укорочены; полет довольно быстрый, но не маневренный, прямолинейный. В крови и мышцах по сравнению с неныряющими видами увеличивается содержание гемоглобина и возрастает количество эритроцитов. В глазах появляются приспособления, позволяющие видеть в воде при низкой освещенности (увеличивается толщина склеры и роговицы, возрастает степень аккомодации и т.д.). Необходимость защиты среднего уха при нырянии сопровождается ухудшением слуха. Речные утки, гуси, лебеди при кормежке погружают в воду голову, шею и среднюю часть туловища и сохраняют при этом равновесие гребными движениями лап (напуганные и раненые речные утки ныряют). При настоящем нырянии погружение в толщу воды требует больших усилий: плавающая птица погружается в воду резким рывком головы и корпуса вниз и одновременными быстрыми и мощными толчками обеих лап, направленными назад и вбок; часть нырковых уток и чистиковые птицы в момент заныривания одновременно с толчками лап взмахивают полураскрытыми крыльями (рис. ). У нырнувших бакланов и змеешеек лапы двигаются под корпусом, их толчок направлен прямо назад, а большой и жесткий хвост служит рулем глубины. Поганки, гагары, лысухи, нырковые утки направляют толчок лап назад, в стороны и вверх (рис. ). Детали движения лап и степень вращения лапы и других отделов конечностей варьирует в разных группах; особенно сложны движения лап поганок, напоминающие движение судового винта (Курочкин, 1971). При погружении лапы заносятся выше центра тяжести, при выныривании толчок направлен назад, вбок и несколько вниз.

Многие нырковые утки при движении в толще воды делают взмахи полураскрытыми крыльями; иногда это, видимо, делают и бакланы, гагары и поганки. Но роль основного движителя у них всегда выполняют задние конечности. У чистиковых, ныряющих буревестников и пингвинов роль основного движителя выполняют полураскрытые крылья, совершающие равномерные взмахи; направленные назад задние конечности с растопыренными пальцами несут лишь функцию рулей. При нырянии на мелководье чистики иногда гребут только задними конечностями.

Лысухи обычно ныряют на глубину нескольких метров. Некоторые нырковые утки (гаги, морянки и др.), кайры, гагары, поганки, пингвины ныряют иногда на глубину 50–60 м и крайне редко – несколько глубже. Зарегистрировано погружение императорского пингвина на глубину 265 м – видимо, это предел для ныряющих птиц. Продолжительность погружения чаще близка к 1–1,5 мин, но преследуемые птицы могут находиться в толще воды даже до 10–15 мин (пингвины, гагары). В толще воды скорость передвижения у лысух и большинства уток составляет 0,6–1 м/с, крохалей, поганок, пингвинов – до 2,5–3 м/с (по некоторым данным, пингвины способны временами развивать скорость до 8–10 м/с).

Из воробьиных птиц ныряют оляпки. Они сохраняют типичный облик воробьиных птиц и из приспособлений к нырянию имеют лишь несколько более плотное оперение, сильное развитие пуха на аптериях, укорочение крыльев и особенно хвоста. Способ ныряния оляпок совершенно не походит на ныряние других птиц. Опустившаяся на воду оляпка так держит крылья, что ее течением прижимает ко дну, она бежит, переворачивая камешки и склевывая под ними добычу. Сложившую крылья птицу, как пробку, выбрасывает на поверхность. Живут оляпки по берегам горных речек и ручьев; нырять в стоячей воде они не могут.

Экологическая группа водных птиц

Водные птицы характеризуются плотным оперением, сильным развитием пуха, хорошо развитой копчиковой железой для смазывания оперения, плавательными перепонками на ногах. В эту экологическую группу из наших птиц входят чистиковые, чайки, трубконосые, гагары, поганки, веслоногие, гусеобразные. Характер и степень связи с водной средой, как и морфологические приспособления, у этих птиц довольно разнообразны. В этой группе выделяют следующие основные подгруппы.

Нырцы – в наибольшей степени приспособлены к жизни в воде. Сюда относятся чистиковые, гагары, поганки. В водоемах проводят большую часть жизни, с сушей связаны только в период гнездования. Пищу добывают исключительно в воде, в ее толще и на дне. Ныряют и плавают прекрасно. На суше передвигаются с трудом, летают плохо. Гнезда делают близко от воды.

Воздушно-водные птицы – большую часть жизни проводят в воздухе, высматривая в воде пищу (рыбу и других водных животных). К этому типу относятся чайки, крачки, трубконосые. Заметив добычу, бросаются за ней, слегка погружаясь в воду, и вновь поднимаются на крыло. Хорошо плавают, ноги снабжены перепонками, но не ныряют (за редким исключением). Клюв крепкий, удлиненный, у большинства несколько загнутый на конце. По суше ходят свободно.

Наземно-водные птицы – наименее связаны с водой. Сюда относятся утки, лебеди, гуси. Гнездятся часто далеко от водоемов. Однако связь с водой неодинакова. Больше других с водой связаны нырковые утки, которые кормятся только на водоемах, хорошо ныряют, добывают пищу со значительной глубины. Летают сравнительно хорошо, но поднимаются в воздух с трудом. Менее связаны с водой настоящие или речные утки, которые часто кормятся на суше, а на водоемах предпочитают мелководные заросшие участки с травой и кустами. Ныряют плохо, летают хорошо. В наименьшей степени связаны с водой гуси. Хотя они гнездятся у водоемов, но в воду сходят редко и кормятся почти исключительно на суше. Цедильный аппарат у гусей развит плохо, и роговые зубчики по краям клюва приспособлены к срыванию растений.

Зимний сезон в умеренных и высоких широтах полностью меняет условия питания птиц. В цело набор кормов всех видов сокращается. Целиком пропадают для птиц зеленые побеги, трава, ягоды и плоды травянистых растений и низкорослых кустарников, почти все семена, практически все беспозвоночные, амфибии, пресмыкающиеся и рыбы в замерзающих водоемах. Охота на грызунов и других зверьков становится крайне затруднена, т. к. зверьки прячутся в норах и многие впадают в спячку.

Доступными остаются лишь часть семян, почки и мелкие ветки деревьев, немного семян высоких травянистых растений, скрытые в коре деревьев насекомые и их личинки, некоторые мелкие зверьки и отходы, доступные в человеческих поселениях, на свалках и дорогах. В целом растительные корма в этот период преобладают над животными, но их добыча становится более сложной.

Птицам приходится как менять свой рацион, переходя с животной пищи на растительную, а так же на хозяйственные отбросы, так и менять способ добычи корма, а значит и весь темп своей жизни. Так птицам, привыкшим собирать корм на земле, приходится перебираться на деревья, а собиравшим насекомых с листьев теперь нужно заниматься выдалбливанием зимующих насекомых из-под коры деревьев.

Птицы, способные таким образом менять свои «привычки» обычно не совершают больших перелетов, что усиливает их оседлость. Такие птицы круглы год могут жить в одних и тех же широтах.

Другой прием приспособления в изменению кормовых условий – запасание кормов. Запасание кормов практикуют многие птицы. Запасаются как растительные, так и животные корма, включая трупы мелких зверьков и птиц. Из вороновых больших успехов в запасании корма достигли кедровки и сойки. Кедровки делают большие запасы кедровых орешков под корнями деревьев и мхом. Запасы желудей и ягод, сделанные сойкой осенью, спрятанные в дуплах и под корнями деревьев, достигают 4 кг. Ворона и сорока так же могут прятать небольшие запасы под листья или в снег. Следует отметить, что обычно птица сама находит съедает лишь часть своих запасов и пользуется запасами, сделанными другими птицами ее вида из данной популяции.

Зимой понижение температуры действует на птиц как опосредованно, через изменение кормовых условий, так и напрямую, увеличивая теплоотдачу организма птиц. Если быть точным, то температура является только одним из нескольких показателей, определяющих охлаждающую способность среды , очень важными показателями являются влажность и скорость движения воздуха.

Для компенсации потерь тепла у птиц повышается теплопродукция и улучшается теплоизоляция. Особенно сильно сказывается понижение температуры на мелких птицах, у которых при сезонных изменений температуры теплоотдача увеличивается в несколько раз. А поскольку теплопродукция требует затрат энергии, мелкие птицы вынуждены питаться в течении всего светового дня . Зимой же световой день короток, что является еще одной проблемой для зимовки мелких птиц в холодных широтах.

У зимующих птиц в связи с похолоданием происходят изменения как в организме, так и в поведении.

Изменения в организме направленные на улучшение теплоизоляции состоят в увеличении густоты и пушистости оперения (возрастает количество и длина перьев, развитие пуховой части пера, при всем этом масса оперения к зиме увеличивается до полутора и более раз) и в увеличении собственных энергетических запасов в виде подкожного жира, масса которого увеличивается на 1–5 грамм. Жировые запасы увеличиваются в большей степени у птиц, зимующих вдали от поселений человека, а у птиц, зимующих в непосредственной близости к ним, жировые запасы малы, вероятно из-за наличия более благоприятных кормовых и защитных условий.

Поведенческое приспособление птиц к зимним условиям характеризуется использованием различного вида убежищ, а так же сбором птиц на в группы для ночевок. Ночью наблюдаются наиболее низкая температура, а поскольку для большинства птиц ночь является периодом покоя, когда снижается уровень обмена веществ и теплопродукция не столь эффективной, птицам нужны способы уменьшить теплоотдачу в этот период. Птицы: ведущие наземный образ жизни, зарываются в снег, некоторые роют в снегу норы, некоторые используют дупла в стволах деревьев. Такие способы пригодны как для ночевок, так и для защиты от непогоды. Птицы, зимующие в населенных пунктах, забираются под крыши, в различные пустоты зданий и т.д. Собираясь не по отдельности, а группами, такая защита становится еще эффективнее. Некоторые птицы, ночующие на деревьях, так же устраивают групповые ночлеги (вороны, галки, местами грачи). Они собираются в большие группы , садятся на дерево плотно, по десятку птиц на ветке и более, распушают перья и таким образом ночуют. При такой плотной посадке температура воздуха между сидящими птицами возрастает и теплоотдача уменьшается.

В осенне-зимний период в северном полушарии наблюдается уменьшение светового дня, что особенно выражено в умеренных и высоких широтах, где световой день сокращается вдвое и даже более. Это сказывается на суточной активности птиц. Так, на Крайнем Севере, в условиях полярного летнего дня, птицы активны круглосуточно, они постоянно чередуют отдых и поиск пищи. У умеренной зоне летом у птиц основная активность наступает в утренние и вечерние часы, ночью и в середине дня они отдыхают. Таким образом, если в весенне-летний период птицы имеют достаточно времени на поиск корма и отдых, то в осенне-зимний период птицам приходится весь световой день заниматься поисками корма, довольствуясь только ночным отдыхом.

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Министерство образования и науки Российской Федерации

Федеральное агентство по образованию

Московский государственный гуманитарный университет

им. М.А. Шолохова

Биолого-географический факультет

Кафедра биологии и экологии

Дипломная работа

ПРИСПОСОБЛЕНИЯ ПТИЦ К ПОЛЁТУ

Выполнила: студентка 5 курса

Белолипецкая Татьяна Сергеевна

Научный руководитель:

Цветкова Мария Александровна

Москва 2008

Введение

Глава 1. Теоретический анализ проблемы приспособлений птиц к полёту

1.2 Внешнее строение птиц

1.3 Внутреннее строение птиц

Глава 2. Использование результатов исследования в школьном курсе биологии

Видоизменение передних конечностей в крылья;

Теплокровность;

Легкий скелет;

Наличие специальной кости - киля;

Укороченный кишечник;

Отсутствие одного яичника у самок;

Хорошо развитая нервная система.

Эти особенности строения иллюстрируют, как птицы приспособлены к полету.

Строение скелета

С легкостью подниматься ввысь для птиц становится возможным, прежде всего, благодаря, легкому скелету. Он образован костями, внутри которых находятся воздухоносные полости. Основными отделами являются череп, позвоночник, пояса верхних и нижних конечностей и сами свободные конечности. Многие кости срастаются между собой, обеспечивая прочность всей "конструкции". Отличительной особенностью скелета пернатых является наличие киля. Это особая кость, к которой прикрепляются мышцы, приводящие в движение крылья. Она характерна только для птиц.

Покровы

Черты приспособления птиц к полету во многом связаны с особенностями покровов. Пернатые являются единственной группой животных, тело которых покрыто перьями. Их можно объединить в три группы. Первая носит название "контурные". Благодаря им тело птицы приобретает обтекаемую форму. В зависимости от расположения на теле и выполняемых функций контурные крылья бывают кроющие, маховые и рулевые. Они покрывают тело, образуя контуры крыльев и хвоста. Независимо от вида, каждое крыло состоит из центральной части - стержня, на большей части которого располагаются опахала, образованные бородками первого и второго порядка с крючками. Нижний оголенный участок пера называется очин.

Вторая группа представлена пуховыми перьями. Их бородки лишены крючков, поэтому опахала не сцеплены, а свободны. Третья разновидность - это пух. Характерной особенностью его строения являются пушистые бородки, которые расположены пучком на одном конце сильно укороченного очина.

На примере особенностей оперения легко рассмотреть, как птицы приспособились к полету. Оно обеспечивает терморегуляцию, определяет окраску, возможность передвижения в воздушном пространстве. Кстати, окрас птиц может служить как маскировкой от хищников, так и одной из форм проявления демонстративного поведения.

Теплокровность

Это приспособление птиц к полету является очень важным. Теплокровность подразумевает наличие постоянной температуры тела, не зависящей от окружающей среды. Ведь, как известно, с высотой температура воздуха значительно понижается. И если бы птицы были холоднокровными, как рыбы или земноводные, они просто бы замерзли во время полета. Такая черта присуща данной группе организмов благодаря прогрессивному строению кровеносной системы. Она представлена четырехкамерным сердцем и двумя кругами кровообращения. Поэтому венозная и не смешиваются, обмен газов и веществ происходит очень интенсивно.

Внешнее строение

Тело птиц подразделяется на следующие части: голову, подвижную шею, туловище, хвост и конечности. На голове расположены глаза, ноздри и клюв, покрытый роговыми чехлами. Отсутствие зубов делает череп еще более легким. Веки на глазах неподвижны, роговица увлажняется при помощи мигательных перепонок.

Основное приспособление птиц к полету,безусловно,заключается и в видоизменении верхних конечностей. Они преобразованы в крылья. Ноги - нижние конечности, часто покрыты роговыми чешуйками. Эта особенность строения осталась у птиц от их предков - пресмыкающихся животных. Когти, находящиеся на пальцах ног, помогают птицам удерживаться на опорной проверхности.

Внутреннее строение птиц

Приспособление птиц к полету отражается и в особенностях строения большинства внутренних органов.

Пищеварительная система представлена ротовой полостью, пищеводом, образующим расширение - зоб. В нем пища подвергается дополнительной ферментативной обработке, становится мягкой и быстрее переваривается. Далее пища поступает в желудок, состоящий из двух отделов: железистого и мускульного, а потом - в кишечник. Он открывается наружу клоакой. Кишечник птиц укорочен по сравнению с другими животными. Такое строение также делает их тело более легким. Непереваренные остатки пищи не задерживаются долго в кишечнике и могут выделяться через клоаку даже во время полета.

Адаптация птиц к полету прослеживается и в Благодаря ее развитию, животные обладают достаточно четким цветным зрением, позволяющим без труда ориентироваться в воздухе даже на достаточно большой высоте. Хорошо функционирует и слух. А благодаря развитому мозжечку, на высоком уровне находится и Птицы быстро реагируют во время приближающейся опасности или охоты.

Компактность - характерная черта половой системы. Семенники самцов небольшого размера, бобовидной формы. Они открывают свои протоки прямо в клоаку. У самок есть только один яичник. Такое строение делает вес птиц существенно меньше. Яйцеклетка из половой железы передвигается по яйцеводу, где и происходит процесс оплодотворения, яйцо покрывается оболочками и известковой скорлупой. Далее через клоаку выходит наружу.

Особенности дыхания

Приспособления птиц к полету касаются и дыхательной системы. Ведь для интенсивной работы мышечной системы необходимо непрерывное снабжение тканей и органов кислородом. Поэтому наряду с легочным дыханием у птиц есть дополнительные органы - воздушные мешки. Это дополнительные резервуары воздуха с достаточно большим объемом. Поэтому дыхание птиц еще называют двойным.

Приспособление птиц к среде обитания

Черты внешнего строения часто видоизменяются в зависимости от места обитания. Например, дятел, живущий в лесу, имеет острые когти. С их помощью он передвигается по веткам деревьев, опираясь на хвост с жесткими перьями. Клюв этой птицы похож на долото. Пользуясь им, а также при помощи длинного липкого языка он достает насекомых и личинок из коры, семена из шишек.

Птицы - обитатели водоемов, также имеют ряд важных приспособлений. Это короткие нижние конечности с плавательными перепонками, плотный перьевой покров, смазанный водоотталкивающим секретом особых желез. "Выйти сухим из воды" - эта поговорка, известная всем, появилась благодаря особенностям жизнедеятельности

Обитатели открытых пространств - степей и пустынь, имеют защитную окраску перьев, очень мощные ноги и отличное зрение.

Птицы побережья - мастера планирующего полета. Альбатросы, чайки и буревестники характеризуются наличием сильных и длинных крыльев. А вот хвост у них короткий. Все это позволяет прибрежным обитателям ловить рыбу прямо с воздуха.

Возможно ли увидеть добычу на расстоянии до тысячи метров? Для это не составляет большого труда. Сокол, ястреб, орел - яркие представители этой группы. Они имеют большой изогнутый клюв, которым хватают и разрывают пищу. А мощные острые когти не оставляют шансов на спасение. Хищники способны долго парить в воздухе благодаря очень широким крыльям. А те из них, которые охотятся ночью, дополнительно обладают острым зрением и идеальным слухом. Например, совы и филины.

Все ли птицы летают

Не все представители этого класса способны летать. Например, пингвины являются отличными пловцами, их верхние конечности видоизменены в ласты. Но летать эти птицы не умеют. У них есть киль, однако большой вес не позволяет им взмыть в воздух. А толстая жировая прослойка и густое оперение просто необходимы для жизни в суровых условиях севера.

Надотряд страусовых объединяет эму, киви, казуаров, нанду. У этих пернатых киль отсутствует. А неспособность к полету компенсируется быстрым бегом. Это умение спасает птиц в условиях равнинной Африки.

Подавляющее большинство современных птиц в совершенстве приспособлены к полету и среде обитания. Они живут в лесу, на водоемах и их побережьях, степях и пустынях.

Представители класса птиц поражают своим разнообразием, имеют важное значение в природе и жизни человека, а характерные черты строения обусловливают способность к полету.

Отсутствует мочевой пузырь в связи с необходимостью облегчения массы тела птицы.

Как и у всех позвоночных, головной мозг птиц имеет пять отделов. Наиболее развиты , 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.

61. Надотряд Страусообразные птицы. Особенности строения и жизнедеятельности. Представители .

Представители: Африканский страус.

Птицы - прогрессивная группа гомойотермных позвоночных, приспособленная к полету. В настоящее время известно свыше 8,6 тыс. видов птиц (около 750 видов обитает на территории СНГ).Благодаря большой численности и широкому распространению, птицы играют многообразную роль в природе и хозяйственной деятельности человека.

Многие черты строения птиц сходны с пресмыкающимися, от которых они предпошли и отделились в самостоятельную ветвь в конце триаса - начале юры.

Кожа у птиц, как и у пресмыкающихся, сухая, почти лишена желез, покрыта роговыми (перьевыми) образованиями, а на цевке и пальцах нижних конечностей - роговыми чешуями. Перьевой покров периодически обновляется. Ребра имеют крючковидные отростки. Присутствует клоака. Сходны с пресмыкающимися строение мочеполовой системы и характер эмбрионального развития. Размножение осуществляется путем откладывания яиц.

Однако, несмотря на отмеченное сходство с пресмыкающимися, эволюция птиц протекала по пути приобретения ими способности к полету.

Приспособления к полету формировались в нескольких направлениях:

уменьшение лобового сопротивления тела птицы;
облегчения массы тела;
повышения интенсивности процессов жизнедеятельности.

Туловише птиц компактное, округлое, голова небольшая, хорошо выражена шея. Передние конечности освободились от функции передвижения и превратились в летательный орган - крылья. Хвост короткий, снабжен рулевыми перьями. Контурные перья образуют летательные плоскости крыльев и хвоста.

Существенные изменения произошли в опорно-двигательной системе птиц. Единственный подвижный отдел позвоночника - шейный (11-25 позвонков). Благодаря особому строению и сочленению позвонков, а также сложно дифференцированным мышцам шеи, птицы способны поворачивать голову на 180° а некоторые (совы, попугаи) на 270°. Грудные позвонки срослись друг с другом и образовали спинную кость, которая соединена со сложным крестцом (сросшиеся поясничные, крестцовые и часть хвостовых позвонков). С крестцом неподвижно срослись также подвздошные кости таза. Благодаря жесткой фиксации отделов позвоночника во время полета и при ходьбе он создает прочную опору. Большие размеры грудины и наличие на ней киля (кроме страусоиодобных) обеспечивают возможность прикрепления мощных мышц, двигающих крыло. Короткая подвижная часть хвостового отдела выполняет функции дополнительной несущей летательной плоскости и управления полетом. В связи с высвобождением передних конечностей от функции опоры, всю нагрузку принимают на себя нижние конечности и тазовый пояс. Скелет задних конечностей образован мощными длинными трубчатыми костями. Для увеличения длины шага у птиц сформировалась цевка путем слияния костей предплюсны и всех плюсневых костей.

Мускулатура птиц дифференцирована значительно сильнее, а ее относительная масса больше, чем у пресмыкающихся. Это обеспечивает большую подвижность птиц и разнообразие их движений. Самыми массивными являются мышцы, приводящие в движение крылья. Масса обеих больших грудных мышц, опускающих крыло, у разных видов составляет от 10 до 25 % массы тела птицы. Подключичные мышцы, поднимающие крыло, меньше. Изменение положения перьев на больших участках тела осуществляет хорошо развитая подкожная мускулатура.

Облегчение массы тела птицы достигнуто развитием ряда приспособлений. Кости скелета отличаются прочностью и легкостью. Полости трубчатых костей частично заполнены воздухом. Плоские кости имеют губчатое строение, сохраняя большую прочность при небольшой толщине. Отсутствуют такие органы, как зубы, мочевой пузырь, правый яичник. Сильно укоротилась задняя кишка.

Возрастание уровня обменных процессов у птиц достигнуто интенсификацией пищеварения, дыхания и кровообращения. Потребляемая пища перетирается в кашицу в мускульном отделе желудка, быстро расщепляется ферментами, активность которых высока благодаря постоянной и высокой температуре тела. Всасывание в тонком отделе кишечника происходит быстро, чему способствует обилие ворсинок в его слизистой оболочке. Относительная суточная масса потребляемой пищи значительно выше, чем у других хордовых животных сходных размеров и составляет у мелких птиц 50-80 %, у крупных - 15-40 % массы их тела.

Все органы и ткани тела снабжаются чистой артериальной кровью, поскольку в четырехкамерном сердце птиц полностью разделены артериальный и венозный кровотоки. Относительная масса сердца выше, чем у других хордовых животных, и составляет 1-2 % массы тела. Частота сердцебиения высокая.

Кровь обладает высокой кислородной емкостью (в 2-4 раза выше, чем у пресмыкающихся), большим содержанием в ней углеводов. В мышцах птиц, особенно летательных, имеются значительные запасы миоглобина, представляющие собой резерв химически связанного кислорода, который может использоваться при интенсивной работе.

Интенсификация дыхания у птиц в полете достигнута за счет практически непрерывного газообмена, происходящего как на вдохе, так и на выдохе (двойное дыхание). При вдохе часть атмосферного воздуха направляется в легкие, где и происходит газообмен. Большая часть воздуха при вдохе поступает в воздушные мешки, объем которых в 10 раз больше объема легких. При выдохе воздух из воздушных мешков также поступает в легкие, где вновь происходит газообмен. Акт дыхания у летящей птицы осуществляется за счет изменения объема грудной клетки при подъеме и опускании крыльев. Поэтому чем чаше взмахи крыльев, тем интенсивнее происходит газообмен.

Интенсификация процессов пищеварения, дыхания и кровообращения обусловили у птиц развитие гомойтермии - способности поддерживать высокую постоянную температуру тела .

Благодаря способности к полету, высокому уровню процессов жизнедеятельности, их независимости от температуры внешней среды, высокому уровню развития центральной нервной системы и органов чувств (в особенности зрения и слуха), усложнению поведения и разнообразию связей между особями, птицы широко расселились по планете.

Вместе с тем, именно глубокая специализация к полету ограничила размеры их тела (все летающие птицы относительно невелики) и не позволила им заселить почву и воду, что с успехом осуществили млекопитающие.

1) Двойное дыхание у птиц - это хитро. Попытаемся разобраться по схеме:

Легкие у птиц губчатые, они не могут расширяться-сжиматься, как наши. Эту работу (расширяться при вдохе и сжиматься при выдохе) у птиц выполняют воздушные мешки . При вдохе (синие стрелки) воздушные мешки расширяются, и туда заходит воздух. В мешки №2 заходит воздух, прошедший через легкие (насыщенный углекислым газом, "использованный"). В мешках №1 запасается чистый воздух. При выдохе (красные стрелки) мешки сжимаются. Использованный воздух из мешков №2 выдыхается сразу, а чистый воздух из мешков №1, прежде чем выйти наружу, проходит через легкие. Таким образом, и при вдохе, и при выдохе через легкие птицы проходит свежий воздух. Именно поэтому птичье дыхание называется «двойным». Кстати, обратите внимание: воздух через легкие птиц движется все время в одном и том же направлении, что облегчает организацию противотока. За счет двойного дыхания и противотока (получается «четверное дыхание») птицы получают гораздо больше кислорода, чем мы.

2) Для запасания кислорода летательные мышцы содержат много миоглобина .

3) Кровеносная система не отстает от дыхательной: в ней очень высокое давление и частота сердечных сокращений. (Среднее давление у птиц 133 мм рт. ст., а у млекопитающих - всего лишь 97 мм рт. ст. Зато пульс у полукилограммового млекопитающего будет около 250 раз в минуту, а у аналогичной птицы - всего лишь 180. Зато масса сердца птицы составляет в среднем 0,8% от массы тела, а у млекопитающего - всего лишь 0,6%. Короче, кровеносные системы птиц и зверей примерно равны; птицы виыгрывают за счет того, что их кровь содержит гораздо больше кислорода, см. п. 1.)

4) За счет отлично развитых кровеносной и дыхательной систем у птиц очень быстрый обмен веществ и высокая температура тела (у млекопитающих от 36 до 39 °С, а у птиц - от 40 до 42 °С). При высокой температуре быстрее идут все процессы жизнедеятельности, в том числе быстрее происходит сокращение мышц . Это позволяет птицам совершать бóльшую работу за единицу времени. Для не-любителей физики: работа, поделенная на время, называется мощность. Птицы более мощные , поэтому они могут летать.

5) Для получения большого количества энергии птицы едят намного больше , чем млекопитающие с такой же массой тела (на фоне птиц даже бурозубка, которой приходится питаться 80 раз в день, после еды - спать 10 минут, затем снова есть - не выглядит такой уж страдалицей). Чтобы хоть немного сэкономить, некоторые птицы (например, колибри), во время сна умешьшают температуру тела (гетеротермия ).

2. Аэродинамика

3. Облегчение тела

9) Легкий скелет наполнен воздухом (в костях находятся воздушные мешки из п.1). (В связи с этим у птиц нет красного костного мозга и эритроцитам приходится размножаться самим - для этого у них есть ядро.)

10) Уменьшено количество костей , особенно в крыльях и ногах.

11) Один яичник.

12) Нет слюнных желез.

13) Нет мочевого пузыря (это связано скорее с выделяемым продуктом обмена - мочевой кислотой, которая не ядовита, поэтому её не надо разбавлять).