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

2 Внешнее строение птиц

3 Внутреннее строение птиц

Глава 2. Использование результатов исследования в школьном курсе биологии

2 Тематическое планирование и разработка уроков

Заключение

Список литературы

Приложения

Введение

Птичий полёт - это великий символ, это символ творчества. Мудрецы древности

Во все времена человек всегда хотел научиться летать, однако это умение доступно, за некоторым исключением, лишь одному Классу из Царства Животные - Птицы (Aves). Откуда у них это умение? Какие органы и приспособления позволяют им летать? Каков механизм полёта? Эти вопросы действительно вызывают интерес. Поэтому тема во многом интересна и актуальна по сей день. Вот почему мы выбрали для изучения именно эту тему.

Приспособление птиц к полёту - давно и сравнительно хорошо изученная тема. Однако достаточно полного сравнительного анализа приспособлений к полёту птиц нет. Имеются только отрывочные по отдельным видам птиц или по отдельным деталям строения органов полёта. Между тем эта тема представляет большой интерес также потому, что существует огромное многообразие птиц, и они значительно различаются формой полёта.

Объектом исследования является Класс Птицы.

Предмет исследования: приспособления птиц к полёту.

Целью нашей работы является изучение приспособлений птиц к полёту.

Для достижения поставленной цели предлагается последовательное решение в рамках дипломной работы следующих задач :

) изучить состояние проблемы в биологической литературе;

) выявить приспособления к полёту у птиц во внешнем и внутреннем строении;

) провести анализ школьных учебников биологии по данной теме;

) разработать уроки по данной теме.

Какие приспособления к полёту существуют у птиц - такова проблема данной дипломной работы.

Гипотеза исследования: привнесение средств наглядности на уроке будет способствовать лучшему усвоению учениками знаний о приспособлениях птиц к полёту.

Методы исследования:

). Анализ специальной литературы, посвящённой проблеме приспособления птиц к полёту;

). Разработка уроков по теме «Приспособление птиц к полёту».

Практическая значимость работы заключается в том, что в ней предлагается разработка уроков по данной теме для преподавания в общеобразовательных школах на уроках биологии, которые, на наш взгляд, будут способствовать повышению уровня знаний учащихся.

Глава 1. Теоретический анализ проблемы приспособлений птиц к полёту

.1 Биологическая характеристика класса Птицы

Птицы - самые совершенные летающие животные. Их известно около 9000 видов. Способность к полету позволила им распространиться по всему земному шару, вплоть до Антарктики и удаленных островов - районов, остающихся вне пределов досягаемости для большинства других животных. Птицы, как и млекопитающие, относятся к теплокровным животным, но размножаются, в отличие от большинства млекопитающих, откладывая яйца.

Главное достижение птиц - это умение летать. Полет стал тем стержнем, вокруг которого группировались многообразные приспособления пернатых к изменчивой среде обитания. Почти все черты внешнего облика и внутреннего строения птиц формировались в процессе эволюции под влиянием приспособления к полету. Их тело приобрело обтекаемую форму, а туловищный отдел позвоночника утратил гибкость и сросся с костями таза, обеспечивая прочную основу для крепления крыльев. На грудине у птиц развился особый гребень, к которому прикрепляется мощная летательная мускулатура. На долю этой мускулатуры приходится от 15 до 25% общей массы птицы. Крупные кости конечностей у пернатых стали трубчатыми. Еще одно важное приспособление - это уникальная система воздушных мешков, благодаря которой во время даже самого быстрого полета у птиц не возникает одышки.

Птицы произошли от ящероподобных предков, возможно, древесных динозавров, питавшихся насекомыми. Древесный образ жизни привел к развитию таких характерных для птиц особенностей, как большие глаза, цепкие лапы, вытянутая передняя часть черепа, позднее преобразовавшаяся в клюв. Могло оказаться и так, что приобретение теплокровности дало птицам преимущество перед другими насекомоядными животными, малоактивными при низких температурах. Перья, возникшие из чешуи рептилий, первоначально, видимо, выполняли функцию теплоизоляции. Чуть позже перья стали служить птицам для обеспечения полета.

Наиболее ранние окаменевшие остатки птицы 150 миллионной давности относятся к юрскому периоду (205-142 миллиона лет назад). Найденное животное, названное археоптериксом, было размером с ворону и сочетало в себе признаки и рептилии, и птицы: крылья и перья, с одной стороны, и вытянутый череп с зубастыми челюстями вместо клюва, с другой. Мог археоптерикс летать или мог только планировать, остается вопросом, так как у него не был развит киль - вырост грудины, к которой прикрепляются мышцы, необходимые для активного машущего полета.

В меловой период (142-65 миллионов лет назад) появление некоторых анатомических признаков позволило птицам перейти к активному машущему полету. К концу мелового периода произошло массовое вымирание динозавров. Почему тогда выжили птицы, остается неясным. Возможно, теплокровность помогла им пережить резкую смену климата, ставшую катастрофой для гигантских рептилий. Выжившие предки птиц дали начало разнообразным формам, процветающим и поныне.

Птицы - самый изученный класс животного мира - интересны сами по себе. Кроме того, это превосходная модель для решения многих вопросов биологии.

Характерным отличием птиц от других позвоночных животных является способ передвижения - полет . Приспособленность к полету в процессе эволюции отразилась на всей организации птиц. Птица совершает в полете большое количество движений, производит огромную работу, сопровождаемую усиленной затратой энергии и быстрым обменом веществ . Интенсивный обмен веществ в свою очередь определяет высокую и постоянную температуру тела. Он возник у птиц в ходе эволюции в результате перестройки систем органов кровообращения, дыхания и пищеварения. Появление у птиц четырехкамерного сердца и сохранение только одной (правой) дуги аорты привело к полному разделению артериального и венозного потоков крови. В результате такого разделения все органы и ткани интенсивно снабжаются кислородом, увеличивается размер сердца, возрастает число сердцебиений и скорость тока крови. Энергичный процесс дыхания обеспечивает обильное снабжение крови кислородом и выделение углекислоты; воздушные мешки усиливают интенсивность дыхания и одновременно предохраняют тело от перегрева во время полета; быстрая ассимиляция пищи способствует энергичному обмену веществ.

.2 Внешнее строение птиц

Кожа птиц тонкая, сухая, практически лишена кожных желез. Исключение составляет лишь копчиковая железа, расположенная над хвостовыми позвонками (у многих птиц она отсутствует), и группа мелких желез в области наружного слухового прохода. Копчиковая железа вырабатывает жироподобный секрет, выделяющийся через протоки при надавливании на железу клювом. Этим секретом птицы регулярно смазывают перья, что способствует сохранению их эластичности. Под воздействием солнечного света секрет копчиковой железы превращается в витамин Д, который птицы заглатывают при очистке пера. Наконец, секрет этой железы способствует сохранению рогового чехла клюва. Хорошо развита копчиковая железа как у водных, так и у наземных птиц; отсутствует она у страусовых, у некоторых попугаев, голубей, дроф и других птиц.

Оперение. Поверхность кожи покрыта перьями. Перо - сложное образование, оно играет исключительную роль в механизме полета птиц и обеспечивает теплоизоляцию. По характеру строения перья бывают контурные, пуховые и собственно пух. Контурное перо состоит из стержня и опахал, расположенных по его бокам. Опахала состоят из тонких нежных роговых лучей или бородок первого порядка, от которых отходят более мелкие бородки второго порядка, сцепленные крючочками. Количество бородок в пере велико как у крупной птицы, так и у мелкой. У орла или журавля оно достигает более миллиона. Пуховые перья не имеют бородок второго порядка, а следовательно, и плотно сомкнутых опахал. У пуха стержень короткий, от него бородки отходят пучком. Пуховые перья и пух располагаются под контурными перьями. Эти перья хорошо предохраняют тело от охлаждения, они особенно сильно развиты у водоплавающих и наземных птиц, живущих в холодных странах.

Рис. 1. Типы перьев. (Иванов А. И., 1964) А-В - контурные перья; Г - пуховое перо; Д - пух; Е - нитевидное перо; Ж - щетинка;1 - стержень пера; 2 - внутреннее опахало; 5 - наружное опахало; 4 - бородки первогопорядка; 5 - побочный ствол пера; 6 - очин.

Контурные перья, покрывающие все тело птицы, отрастают в. коже на особых полях - птерилиях , разделенных аптериями - участками кожи, на которых контурные перья не растут. Черепицеобразное налегание контурных перьев друг на друга позволяет закрыть все тело при минимальном их числе. Лишь у немногих, преимущественно нелетающих, птиц (страусоподобных, пингвинов) перья равномерно распределены по всей поверхности кожи. Длинные прочные перья, образующие плоскость крыла, носят название маховых . Самые длинные из них - первостепенные маховые - прикреплены к заднему краю скелета кисти; менее длинные - второстепенные маховые - прикреплены к задневерхней стороне локтевой кости. Маховые перья расположены так, что наружное опахало покрывает лишь часть более широкого внутреннего опахала соседнего пера. При опускании крыла перья образуют сплошную поверхность, оказывающую давление на воздух. При поднимании крыла маховые перья немного поворачиваются вокруг своей оси, в результате чего между ними образуются щели, через которые проходит воздух. При опускании крыла перья налегают друг на друга, и птице приходится затрачивать во много раз больше энергии, чем для его подъема. Длинные и прочные перья, образующие плоскость хвоста, называются рулевыми . У многих птиц по всему телу расположены нитевидные перья с тонким стволом и редкими короткими бороздками на его верхнем конце. Они служат датчиками, сигнализирующими о токах воздуха под перьевым покровом. В основании клюва у многих птиц расположены щетинки - перья с упругим стержнем, утратившим бородки. Щетинки выполняют функцию осязания. У некоторых птиц (козодоев, ласточек, стрижей), ловящих на лету мелкую добычу, щетинки увеличивают размеры ротового отверстия. Оперение птиц выполняет весьма важные и разнообразные функции : терморегуляцию, защиту кожи от повреждений, является двигательным аппаратом (рулевые и маховые перья), увеличивает несущую поверхность тела в воздухе, уменьшает трение при соприкосновении тела с воздушной средой при полете (придает телу птицы обтекаемую форму). Видимо, поэтому птицы так тщательно ухаживают за перьями. Уход за перьями у большинства птиц выражается не только в их смазывании секретом копчиковой железы, но также и в регулярной их чистке и оправлении отдельных перьев клювом, что способствует сохранению их структуры и предохраняет от намокания.

У некоторых птиц существует и такой способ ухода за оперением, как опудривание . Растущее перо у одних птиц, либо особый пух у других беспрерывно выделяет некоторое количество мельчайших роговых пластинок - пудру .

Рис.2. Черный аист выдавливает жировой секрет копчиковой железы. Чомга смазывает перья. (Рогожин А.Г., 1981)

.3 Внутреннее строение птиц

Скелет

Скелет птицы мы рассмотрим на примере скелета Серой вороны, Corvus corone L. (Отряд Воробьинообразные, Passeriformes).

В скелете птиц отчетливо выражены черты, связанные с приспособлением к полету. Плоские кости обычно очень тонкие, губчатые. В больших трубчатых костях хорошо развиты полости, заполненные или костным мозгом, или воздухом. Все это обеспечивает повышенную прочность скелета и заметно облегчает его. Нужно, однако, иметь в виду, что общая масса скелета птиц составляет 8-18% от массы тела, т. е. примерно столько же, сколько и у млекопитающих (6-14% веса тела), хотя у последних кости толще, а воздушные полости в них отсутствуют. Это объясняется тем, что у птиц значительно больше относительная длина скелетных элементов конечностей и некоторых других костей. Скелет птиц подразделяется на осевой скелет, грудную клетку (грудина и ребра), череп, скелет конечностей и их поясов.

Осевой скелет. Осевой скелет, или позвоночный столб (column. vertebralis), как и у пресмыкающихся, разделяется на пять отделов шейный, грудной, поясничный, крестцовый и хвостовой. Шейный отдел очень подвижен (птицы легко поворачивают голов на 180°, некоторые даже на 270°). Число шейных позвонков варьирует в широких пределах: от 11 (попугаи) до 23-25 (лебеди, утки); у вороны, голубя 14 шейных позвонков.

Рис.3. Шейные позвонки вороны. (Левушкин С.И., 1994): А - атлант; Б - эпистрофей; В - средний шейный позвонок: 1 - сочленовная ямка для затылочного мыщелка, 2 -канал для спинного мозга,3 - тело позвонка, 4 - зубовидный отросток, 5 - верхняя дуга, 6 - остистый отросток,7 - передние сочленовные отростки, 8 - задние сочленовные отростки,9 - поперечный отросток, 10 - шейное ребро, 11 - позвоночное отверстие

Рис.4. Скелет туловища вороны сбоку. (Дементьев Г.П., 1962) 1 - последние шейные позвонки, 2 - сросшиеся грудные позвонки (спинная кость), 3 - шейные ребра, 4 - грудные ребра, 5 - крючковидный отросток, 6 - тело грудины,7 - киль, грудины, 8 - сложный крестец, 9 - подвижные хвостовые позвонки,10 - пигостиль, 11 - коракоид, 12 - вилочка, 13 - лопатка,14 - суставная впадина для головки плеча, 15 - подвздошная кость,16 - седалищная кость, 17 - лобковая кость,18 - вертлужная впадина для сочленения с головкой бедра

Грудной отдел у вороны представлен шестью позвонками (у других видов птиц их число варьирует от 3 до 10), которые, как и у большинства птиц, срастаются друг с другом, образуя спинную кость (dorsale; рис.4,2). К грудным позвонкам подвижно причленяются грудные ребра (costa; рис.4,4); число их пар равно числу грудных позвонков. Это плоские, слегка изогнутые костные пластинки, состоящие из двух подвижно соединенных друг с другом отделов - спинного и брюшного. Верхний конец спинного отдела ребра имеет два сочленовных отростка: бугорок, причленяющийся к поперечному отростку, и головку, сочленяющуюся с телом позвонка. Нижний конец брюшного отдела ребра подвижно сочленяется с телом грудины (sternum рис.4,6). Подвижное соединение ребер с грудиной и позвоночным столбом вместе с подвижным сочленением спинного и брюшного отделов ребра обеспечивает возможность значительных изменений объема полости тела путем опускания грудины вниз и поднимания ее кверху. Эта подвижность возможна благодаря сильно развитой реберной мускулатуре. Жесткость грудной клетки усиливается костными образованиями - крючковидными отростками (processus uncinatus; рис.4,5) ребер, укрепляющимися на спинном отделе и налегающими на последующее ребро. Грудина, или грудная кость (sternum; рис.4,6) - широкая и длинная, вогнутая изнутри костная пластинка, несущая по средней линии высокий костный гребень - киль грудины (crista sterni; рис.4,7). Резкое увеличение поверхности грудины, обусловленное как ее разрастанием, так и образованием киля, - прямое приспособление к полету; оно обеспечивает возможность прикрепления мощных мышц, приводящих в движение крыло. На переднем конце грудины по бокам киля расположены большие сочленовные площадки, обеспечивающие прочное прикрепление к телу грудины коракоидов (рис.4,11). На боковых краях грудины размещаются мелкие углубления, которые служат для сочленения с нижними концами брюшных отделов ребер.

Рис.5. Сложный крестец вороны (вид снизу). (Наумов С.П., 1973) 1 - поясничные позвонки, 2 - крестцовые позвонки, 3 - хвостовые позвонки,4 - подвздошная кость, 5 - седалищная кость, 6 - лобковая кость

За грудным отделом позвоночного столба расположен сложный крестец (synsacrum; рис.4,8; рис.5), представляющий собой слившиеся в общую монолитную кость все поясничные (у ворон и голубей 6), все крестцовые (почти у всех видов птиц 2) и часть хвостовых (3-8) позвонков. Сложный крестец неподвижно срастается с последним грудным позвонком. Границы между отделами в сложном крестце провести трудно; крестцовые позвонки (рис.5,2) бывают заметны лишь по отверстиям между их поперечными отростками и подвздошными костями. Кости тазового пояса также неподвижно срастаются с позвонками сложного крестца. Благодаря срастаниям позвонков туловищный участок осевого скелета птиц представляет собой прочное, монолитное образование, обеспечивающее неподвижность туловища, что крайне важно при полете. Образование сложного крестца, слившегося с костями тазового пояса, создает прочную опору для задних конечностей, на которые давит вся тяжесть тела при движении птицы по земле (рис. 5). Число свободных, подвижно соединенных друг с другом хвостовых позвонков (рис.4,9) у птиц невелико (от 5 до 9; у вороны и голубя - обычно 7). Последние хвостовые позвонки (4-8) сливаются в вертикально уплощенную пластинку - копчиковую кость (pygostyle; рис.4,10), к боковым поверхностям которой веером прикрепляются основания рулевых перьев. Укорочение хвостового скелета увеличивает общую компактность тела (важно аэродинамически). Характер прикрепления рулевых перьев позволяет использовать хвост в полете (добавочная несущая плоскость) и при посадке (торможение).

Череп. Череп птиц тропибазального типа (мозг не лежит между глазницами). По сравнению с пресмыкающимися резко бросается в глаза значительное увеличение объема мозговой полости, большие глазницы, появление клюва, полное исчезновение зубов, у большинства птиц - заметное смещение вниз большого затылочного отверстия. Кости черепа настолько тонки, что соединение их друг с другом при помощи швов становится невозможным. Поэтому у птиц большинство костей черепа сливается друг с другом; границы между отдельными костями хорошо видны только на черепе птенцов. Тонкие кости и редукция зубов сильно облегчают скелет головы. В то же время благодаря сложной губчатой внутренней структуре кости черепа сохраняют большую прочность. Череп (cranium) делится на мозговой череп (neurocranium), включающий собственно мозговую (черепную) коробку, носовой отдел и область глазниц, и висцеральный череп (splanchnocranium), к которому относятся челюсти (клюв), кости нёба и подъязычный аппарат.

Начнем рассмотрение черепа с затылочной области. На задне-нижней стенке черепной коробки находится большое затылочное отверстие (foramen occipitale magnum; рис. 6,1), окруженное четырьмя сросшимися затылочными костями. Вентрально расположена основная затылочная кость (basioccipitale; рис.6,2), по бокам - парные боковые затылочные кости (occipitale laterale или exooccipitale; рис.6,3). Основная и боковые затылочные кости образуют единственный, как и у пресмыкающихся, затылочный мыщелок (condylus occipitalis; рис.6,5), сочленяющий череп с первым шейным позвонком.

Рис.6. Череп вороны. (Карташов Н.Н., 1981)

А - сбоку; Б - снизу; В - сверху:1 - большое затылочное отверстие, 2 - основная затылочная кость,3 - боковая затылочная кость, 4 - верхняя затылочная кость, 5 - затылочный мыщелок,6 - теменная кость, 7 -лобная кость, 8 - носовая кость, 9 - чешуйчатая кость,10 - наружный слуховой проход, 11 - боковая клиновидная кость,12 - средняя обонятельная кость, 13 - предлобная кость, 14 - предчелюстная кость,15 - верхнечелюстная кость, 16 - скуловая кость, 17 - квадратно-скуловая кость,18 - квадратная кость, 19 - основная височная кость, 20 - клювовидный отросток парасфеноида, 21 - сошник, 22 - нёбная кость, 23 - крыловидная кость, 24 - зубная кость,25 - сочленовная кость, 26 - угловая кость

Над затылочным отверстием располагается верхняя затылочная кость (supraoccipitale; рис.6,4). Спереди от верхней и боковых затылочных костей лежат парные теменные кости (parietale; рис.6,6). Крышу черепа над глазницами, верхние и задние стенки глазниц и всю переднюю часть мозговой коробки образуют длинные и широкие лобные кости (frontale; рис.6,7). Впереди лобных костей у основания клюва лежат парные носовые кости (nasale; рис.6,8) с двумя отростками: верхний идет вперед сбоку от гребня клюва и ограничивает носовое отверстие, сверху, челюстной - вперед и вниз к верхнечелюстной кости и ограничивает носовое отверстие сзади. Боковую часть мозговой коробки образуют парные крупные чешуйчатые кости (squamosum; рис.6,5), лежащие книзу от лобных и спереди от теменных и боковых затылочных костей. Верхняя височная дуга у птиц отсутствует. Чешуйчатая кость прикрывает ушные кости, которые срастаются вместе и образуют костные стенки среднего и внутреннего уха; снаружи они обычно не видны. При хорошей препарировке черепа в центре ушного прохода (рис.6,10) бывает виден конец тонкой столбчатой косточки (или стремечка, stapes), образовавшийся в результате окостенения подвеска (hyomandibulare) - верхнего элемента подъязычной дуги. Ниже лобных костей переднюю часть мозговой коробки (являющуюся также задней стенкой глазницы) образуют небольшие парные боковые клиновидные кости (laterosphenoidem; рис.6,11). Практически почти всю тонкую межглазничную перегородку образует непарная средняя обонятельная кость (mesethmoideum; рис.6,12). Передние стенки глазницы образуют парные (по одной с каждой стороны) предлобные кости (praefrontale; рис.6,13); у вороны и других воробьиных птиц они очень малы, и основную часть передней стенки глазницы заполняет отросток средней обонятельной кости. Клюв птицы состоит из двух частей: надклювья, образованного предчелюстными, верхнечелюстными и носовыми костями, и подклювья. Большую часть надклювья составляют слившиеся парные предчелюстные кости (praemaxillare; рис.6,14). Спереди они образуют выпуклую сверху л слегка вогнутую снизу вершину клюва, а назад продолжаются в виде трех парных отростков:

) лобные отростки соединяются с верхними отростками носовых костей и образуют верхний гребень клюва (ограничивают носовое отверстие сверху и спереди);

) челюстные отростки отграничивают носовое отверстие сбоку;

) нёбные отростки образуют костное дно надклювья (они входят в состав твердого нёба). Небольшие верхнечелюстные кости (maxillare; рис.6,15) образуют лишь заднюю нижнюю часть надклювья, соединяясь спереди с челюстными отростками предчелюстных костей; снизу к ним примыкают (сливаясь) челюстные отростки нёбных костей. От заднего края верхнечелюстной кости отходит назад тонкая костная перекладина, состоящая из двух слившихся костей - скуловой (jugale; рис.6,16) и квадратно-скуловой (quadrato-jugale; рис.6,17). По своему положению это типичная нижняя дуга, поэтому череп птиц относят к диапсидному типу с редуцированной верхней дугой. Квадратно-скуловая кость причленяется к квадратной кости (quadratum; рис.6,18). Нижний конец квадратной кости образует суставную поверхность для причленения нижней челюсти, а другой удлиненный ее конец подвижно сочленяется с чешуйчатой и переднеушной костями. Посмотрим теперь на череп снизу. В основании черепа, впереди основной затылочной кости (рис.6,2) лежит небольшая основная клиновидная кость (basisphenoideum). Она полностью прикрыта широкой основной височной костью (basitemporale; рис.6,19) - производной парасфеноида. Передняя часть парасфеноида сохраняется в виде направленного вперед узкого клювовидного отростка (rostrum parasphenoidei; рис. 6,20). У его переднего конца лежит сошник (vomer; рис. 6,21). По бокам сошника располагаются хоаны - внутренние отверстия ноздрей. Нёбные отростки предчелюстных и верхнечелюстных костей сливаются с удлиненными парными нёбными костями (palatinum; рис. 6,22) и образуют костное дно надклювья. Задние, имеющие сложный профиль, концы нёбных костей налегают на клювовидный отросток парасфеноида. В этом месте к нёбным костям причленяются (суставом) парные крыловидные кости (pterygoideum; рис. 6,23), задние концы которых также суставом соединяются с квадратными костями.

Сплошной линией и пунктиром показано изменение положения надклювья при движении костного нёба.

Эти элементы твердого нёба имеют очень важное значение для движения клюва (рис. 7).

Рис.7. Схема кинетизма черепа птицы. (Шульпин Л.М., 1940) 1 - квадратная кость, 2 - крыловидная кость, 3 - нёбная кость, 4 - скуловая кость, 5 - квадратно-скуловая кость, 6 - надклювье, 7 - место перегиба костей

Если сокращаются мышцы, соединяющие направленный вперед длинный глазничный отросток квадратной кости со стенками глазницы, то направленный вниз конец квадратной кости несколько подвигается вперед и толкает вперед как крыловидные и нёбные кости (место сочленения этих костей может скользить по клювовидному отростку парасфеноида, на который они налегают), так и квадратно-скуловую и скуловую. Давление по этим двум костным мостикам передается на основание надклювья, благодаря чему вершина надклювья приподнимается кверху. При этом прогибаются кости у основания вершины надклювья, в области «переносицы». Перегиб облегчает очень сильное истончение костей в этом месте; у ряда видов здесь сохраняется хрящевая перемычка или даже образуется настоящий сустав. При сокращении мышц, соединяющих череп с нижней челюстью, нижний конец квадратной кости сдвигается назад, оттягивая на себя эти костные связи, и вершина клюва сдвигается книзу. Описанный сложный костный механизм твердого нёба (основа его - подвижно соединенная с черепом сложной формы квадратная кость) дополняется системой дифференцированных жевательных мышц. Все это обеспечивает возможность довольно разнообразных движений клюва, облегчающих захват добычи, чистку оперения, постройку сложного гнезда и т. п. Возможность дифференцированных движений клюва выработалась, видимо, в связи с преобразованием передних конечностей в крылья, выполняющие только функцию полета. Подклювье - нижняя челюсть - представляет собой ряд слившихся костей, из которых наиболее крупные зубная (dentale; рис.6,24), сочленовная (articulare; рис.6,25) и угловая (angulare; рис.6,26). Челюстной сустав образуют, соединяясь друг с другом, квадратная и сочленовная кости.

Рис.8. Подъязычный аппарат вороны. (Наумов С.П., 1973) 1 - тело, 2 - его передний отросток, служащий основанием языка, 3 - рожки

Остатки гиоида и жаберных дуг превращаются в подъязычный аппарат (рис. 8). У некоторых птиц (например, дятлов) благодаря большой длине рожков и общей подвижности подъязычного аппарата язык может выдвигаться вперед почти на длину клюва, что облегчает захват добычи.

Конечности и их пояса

Пояс передних конечностей (плечевой пояс) птиц образован парными коракоидами, лопатками и ключицами. Мощные удлиненные коракоиды (coracoideum; см. рис.4,11) своими расширенными нижними концами прочно соединяются малоподвижными суставами с передним краем грудины. Между передними концами коракоидов расположена прикрепляющаяся к ним вилочка (furcula, см. рис.4,12), возникшая путем слияния обеих ключиц. Длинные и узкие лопатки (scapula; см. рис.4,13) лежат над ребрами; их передние концы прочно соединены со свободными концами коракоидов. В месте соединения лопатки и коракоида расположена довольно глубокая суставная впадина (см. рис.4,14), в которую входит головка плечевой кости. Мощность костей плечевого пояса и их прочное соединение с грудиной обеспечивают опору для крыльев в полете. Удлинение коракоидов увеличивает площадь прикрепления мышц крыла, а также позволяет вынести вперед плечевой сустав, что обеспечивает и удобное складывание крыла в покое, и аэродинамически выгодное его положение в полете, когда центры площадей крыльев лежат на линии, проходящей через центр тяжести птицы. Расположенная между свободными концами коракоидов вилочка обычно играет роль пружины, амортизирующей резкие толчки при взмахах крыла в полете.

Рис. 9. Скелет крыла вороны. (Адольф Т.А., 1979)

Плечевая кость, 2 - лучевая кость, 3 - локтевая кость, 4 - самостоятельные косточки запястья, 5 - пряжка (слившиеся косточки запястья и пясти), 6 - фаланги II пальца,7 - единственная фаланга I пальца, 8 - единственная фаланга III пальца

Скелет передней конечности, превратившейся в крыло, подвергся значительным изменениям. Плечо (humerus; рис.9,1) - мощная трубчатая кость, проксимальный конец которой образует уплощенную головку плеча, входящую в суставную впадину плечевого сустава. Характер суставных поверхностей заметно ограничивает возможность вращательных движений в плечевом суставе, что обеспечивает устойчивость крыла в полете. Мощные эпифизы дистального конца плеча образуют суставные поверхности для сочленения с двумя костями предплечья: более прямой и тонкой лучевой (radius; рис.9,2) и более мощной, слегка изогнутой локтевой костью (ulna; рис.9,3). На поверхности локтевой кости видны бугорки - места прикрепления очинов второстепенных маховых перьев. Характер суставных поверхностей локтевого сустава обеспечивает прочное соединение костей плеча и предплечья и ограничивает вращательные движения и в этом суставе. При этом сохраняется большая подвижность в одной плоскости - плоскости крыла, что дает возможность птице складывать крыло в покое и изменять его площадь при изменении режима полета. Особенно резкие изменения в связи с приспособлением к полету произошли в строении кисти. В проксимальном отделе запястья (carpus) сохраняются только две самостоятельные косточки (рис.9,4). Они связками почти неподвижно соединяются с костями предплечья. Подвижный сустав расположен между ними и остальными костями запястья, поэтому его называют интеркарпальным. Остальные кости запястья и все кости пясти (metacarpus) сливаются в единое образование- пряжку (carpometacarpus; рис.9,5). Резко редуцируется скелет пальцев. Сохраняются две фаланги II пальца (рис.9,6), продолжающие ось пряжки. От I пальца сохраняется одна фаланга (рис.9,7), к ней прикрепляется пучок перьев, образующий крылышко (alula). III палец представлен также одной фалангой (рис.9,8), прикрепленной к основанию первой фаланги II пальца. Эти преобразования в скелете кисти (образование carpometacarpus, редукция пальцев) обеспечивают прочную опору для первостепенных маховых перьев - части крыла, несущей в полете наибольшую нагрузку. Тазовый пояс состоит из трех пар срастающихся вместе костей: Широкая и длинная подвздошная кость (ilium; см. рис.4,15; рис.5,4) на большом протяжении срастается со ложным крестцом. К ее наружному краю прирастает седалищная кость (ischium; см. рис.4,16; рис.5,5), а ниже расположена направленная назад палочкообразная лобковая кость (pubis; см. рис.4,17; рис.5,6). Все три кости таза образуют вертлужную впадину (acetabulum; см. рис.4,18), в которую входит головка бедра. Большая поверхность тазовых костей и их прочное (неподвижное) соединение с осевым скелетом обеспечивают прочную опору для прикрепления мощных мышц. Эти особенности тазового пояса определяются тем, что передние конечности выполняют только функцию полета, а при движении по земле вся тяжесть тела поддерживается лишь задними конечностями. Лобковые и седалищные кости правой и левой сторон не соединяются друг с другом на брюшной поверхности (см. рис. 5). Поэтому таз птиц называют открытым; он дает возможность откладывать крупные яйца. Можно предполагать, что открытый таз, увеличивающий подвижность брюшной стенки в тазовой области, способствует интенсификации дыхания в полете.

Скелет задней конечности представлен мощными трубчатыми костями. Бедро (femur; рис.10,1) на проксимальном конце имеет хорошо развитую округлую головку для сочленения с тазовым поясом. На дистальном конце образуются рельефные суставные поверхности для сочленения с костями голени. В области коленного сустава в мышечном сухожилии лежит коленная чашечка (patella; рис.10,2).

Основной элемент голени - массивная большая берцовая кость, с нижним дистальным концом которой сливаются две проксимальные кости предплюсны; образуется костный комплекс, представляющий собой голено-предплюсну, или тибио-тарзус (tibio-tarsus; рис.10,3).

Рис.10. Скелет задней конечности вороны. (Адольф Т.А., 1979)

Бедренная кость, 2 - коленная чашечка, 3 - голено-предплюсна (tibio-tarsus), 4 - малая берцовая кость, 5 - цевка (слившиеся кости предплюсны и плюсны),6 - интертарзальный сустав, 7 - фаланги пальцев; I - IV - пальцы

Малая берцовая кость (fibula; рис.10,4) сильно редуцирована и в виде маленькой тоненькой косточки прирастает к верхней части наружной поверхности большой берцовой кости. Дистальные элементы предплюсны (tarsus) и все элементы плюсны (metatarsus) сливаются у птиц в единую кость - цевку, или плюсну-предплюсну (tarso-metatarsus; рис.10,5). Благодаря этому в конечности появляется добавочный рычаг. Подвижное сочленение располагается между двумя рядами костей предплюсны (между костями приросшими к голени, и костями, слившимися с плюсной), поэтому, как и у пресмыкающихся, этот сустав называется интертарзальным (рис.10,6). На дистальном конце цевки образуются хорошо выраженные суставные поверхности для причленения фаланг пальцев (phalanges digitorum; рис.10,7). У подавляющего большинства птиц в задней конечности развиваются четыре пальца, из которых I направлен назад, а II, III, IV - вперед. Мощные длинные кости скелета задних конечностей, появление добавочного рычага (образование tarso-metatarsus), резкий рельеф суставных поверхностей - все это обеспечивает прочность и подвижность задних конечностей.

Мускулатура

Наиболее крупные мышцы передних и задних конечностей птиц расположены на туловище или близко к нему. Так, наиболее развитые грудные мышцы, участвующие в движении крыльев и достигающие у хороших летунов 15-20% общего веса тела, прикреплены к грудине, а крупные мышцы, двигающие ногу, - к костям таза. К конечностям же от мышц идут тонкие длинные сухожилия. Такое расположение тяжелых мускулов ближе к центру тяжести тела способствует устойчивости его при полете в воздухе. .

Органы дыхания

Органы дыхания птиц резко отличаются от органов дыхания других наземных позвоночных животных. Дыхательные пути начинаются с парных ноздрей , переходят в носовую полость и далее через щель в верхнюю гортань . За гортанью проходит гибкая трахея , которая разветвляется на два бронха , входящих в легкие . В месте разветвления бронхов располагается нижняя гортань - голосовой аппарат птиц. В ее полости натянуты голосовые перепонки . Под влиянием сокращения специальных певчих мышц голосовые перепонки могут менять свое положение и форму, чем и обусловливается разнообразие издаваемых птицами звуков. Легкие птиц - небольшие плотные губчатые тела, прирастающие к ребрам по бокам позвоночного столба. Войдя в легкое, бронхи распадаются на вторичные бронхи . Частично они выходят за пределы легкого и образуют тонкостенные, эластичные, хорошо растяжимые воздушные мешки . Вторичные бронхи сообщаются между собой многочисленными тонкими каналами - парабронхами . Парабронхи оплетены легочными кровеносными капиллярами , насыщающими кровь кислородом. Как уже отмечалось, с легкими связаны воздушные мешки , объем которых в несколько раз превышает объем легких. Воздушные мешки расположены между внутренними органами, а их ответвления проникают под кожу, между мышцами, заходят в полые кости. Они не принимают непосредственного участия в газообмене, но выполняют роль воздушного насоса, значительно увеличивая объем воздуха, циркулирующего по дыхательным путям. Всего имеется пять пар воздушных мешков, подразделяющихся на передние (шейные, межключичные и предгрудные), задние (заднегрудные и брюшные) и один - межключичный (непарный). Задние мешки гораздо объемистее, чем передние. Воздух по трахее и первичным бронхам поступает в задние воздушные мешки. Далее он перемещается в легкие, где в парабронхах совершается газообмен. Из легких воздух поступает в передние воздушные мешки, а из них через трахею выделяется наружу. Экспериментально выяснено, что порция воздуха (предварительно его метили) через всю дыхательную систему проходит за два вдоха и два выдоха. При первом вдохе воздух по главному бронху поступает в задние воздушные мешки, при первом выдохе он перемещается в легкие. При втором вдохе воздух из легких переходит в передние воздушные мешки, при втором выдохе - выделяется наружу. Следует учитывать, что воздух по дыхательной системе птицы движется непрерывно и всегда в одном направлении - от задних мешков через легкие к передним мешкам. Частота дыхательных движений зависит от величины птицы: у утки-кряквы она составляет в покое 10-16, у мелких воробьиных птиц 60-100 дыханий в минуту. При полете она резко возрастает. Кроме участия в дыхании воздушные мешки выполняют и ряд дополнительных функций . Они играют важную роль в терморегуляции : с их поверхности испаряется через дыхательные пути влага, благодаря чему устраняется возможность перегрева организма, особенно во время полета. При плавании и нырянии работа воздушных мешков способствует регулированию удельного веса тела птицы. У птиц, бросающихся с разлета в воду (крачек, олушей), наличие воздушных мешков смягчает удар от соприкосновения тела с водой.

Обмен веществ

Газообмен при дыхании протекает у птиц весьма энергично. Этому способствует наличие в легких птиц противоточной системы кровообращения, при которой воздух и кровь движутся навстречу друг другу. Этим обеспечивается быстрое снабжение крови кислородом и быстрое освобождение ее от углекислого газа. Для птиц характерен интенсивный обмен веществ и высокая температура тела . Последняя колеблется у разных видов от 38 до 43,5°С, а в среднем составляет около 41°С. Поддержание постоянной температуры тела возможно лишь при компенсации утраченного поверхностью тела тепла за счет происходящих в организме теплообразовательных процессов. Для последних большое Значение имеет частота дыхания, которая у птиц велика. Число дыханий в минуту составляет: у голубя 15-32 (до 70), у уток 30-43, у гуся 12-24, у мелких воробьиных 90-100 раз. Кроме того, большое значение в накоплении и освобождении энергии имеет скелетная мускулатура, микро- и макросокращения которой способствуют согреванию тела. В связи с энергичным дыханием и усиленной работой мышц во время полета наблюдается интенсивная работа сердца , относительные размеры которого у птиц возрастают. При этом у хороших летунов относительная масса сердца больше, чем у плохих. Так, при одинаковой примерно массе тела у быстрого летуна - чеглока - сердце составляет 1,7% общей массы тела, у менее хорошего летуна - пустельги - 1,2, у плохого летуна - сороки - всего только 0,09%. У мелких птиц относительная масса сердца больше, чем у крупных. Так, у синицы-гаички индекс сердца составляет 1,5%, а у колибри - 2,5%. Энергичный обмен веществ требует от сердца усиленной работы. Так, например, у куриных число ударов составляет 128-340 в минуту, у голубя 136-600, у чайки 130-650, у домового воробья в покое - 460, в полете - около 1000. С большими объемом сердца и частотой сердцебиения связано у птиц и высокое кровяное давление .

Пищеварение

Интенсивный обмен веществ возможен при усиленном снабжении тела птиц не только кислородом, но и питательными веществами. В соответствии с этим пищеварение у птиц протекает чрезвычайно быстро . При этом быстрее перевариваются и усваиваются мясо и плоды, медленнее - семена. Так, домовый сыч полностью переваривает мышь за 4 часа, а серый сорокопут - за 3 часа. У птиц отряда воробьиных водянистые ягоды проходят через кишечник за 8-10 минут. В желудке утки кости и чешуйки мелких рыб растворяются в течение 10-15 минут, зерна у курицы - за 12-24 часа. Быстрота пищеварения у птиц вызывает высокую потребность в корме или, говоря простым языком, «прожорливость ». За сутки птица может съесть пищи очень много, причем максимум далеко превосходит необходимый минимум. Это особенно характерно для периода, предшествующего перелету к местам зимовок. Как правило, мелкие птицы съедают сравнительно больше пищи, чем крупные, так как отношение массы тела к его поверхности, теряющей тепло, у них менее благоприятно. Поэтому для поддержания температуры тела на необходимом уровне мелкие птицы должны потреблять на единицу массы своего тела относительно большее количество пищи, чем крупные, имеющие сравнительно выгодный удельный объем тела. Мелкие птицы за сутки съедают сухого вещества до 1/4 своей массы, крупные - лишь 1/10. Так, желтоголовый королек, имеющий массу тела 5,6-6,5 г, съедает в сутки норму, равную в переводе на сухую пищу 28% веса его тела, зарянка 11,9-17,1%, дрозды 7,3-9,8%, скворец - около 11,9% своего тела, а степной сыч с массой тела 150-170 г довольствуется лишь 20 г мяса в день.

Органы чувств

Из всех органов чувств наиболее развито у птиц зрение : размеры глаз относительно велики, увеличено количество элементов сетчатки. Сильно развиты и зрительные бугры головного мозга. Общее поле зрения у птиц достигает более 300° (поле зрения каждого глаза птицы 150-170°, т. е. на 50° с лишним больше, чем у человека). Птица видит каждым глазом отдельно в отличие от человека, который смотрит на каждый предмет сразу обоими глазами. Однако поле бинокулярного зрения, т. е. площадь совпадения полей зрения обоих глаз, невелико и у многих птиц составляет 20-30° (у человека - 150°).

Способность глаза птиц к аккомодации очень велика: у баклана, например, она равна 40-50 диоптриям (у человека 14-15), хотя некоторые виды (куры, голуби) имеют всего 8-12 диоптрий.

На сетчатке глаза, воспринимающей световые раздражения, у очень быстрых летунов (ласточек, крачек) имеется два-три чувствительных пятна (места наиболее острого зрения), где сосредоточено большое число чувствительных клеток, представляющих собою окончания зрительного нерва. Для сравнения отметим, что у человека только одно такое пятно. В связи с этим острота зрения у птиц в 4-5 раз превосходит остроту зрения у человека. Достаточно указать, что сокол-сапсан видит некрупную добычу (горлицу или дрозда) на расстоянии около 1 км. Высокое развитие зрения связано с быстротой перемещения птиц в воздушной среде. Органы зрения имеют большое значение при ориентации их в пространстве.

Мы рассмотрели лишь основные особенности строения птиц, связанные с приспособлением к полету. Но и это достаточно убедительно показывает, насколько полет как характерная черта большинства птиц отразился на организме животного.

класс птица строение полет

Глава 2. Использование результатов исследования в школьном курсе биологии

.1 Анализ содержания школьных учебников биологии

Поскольку на данный момент уровень знаний в российских школах находится, увы, не на высшем уровне, учителю необходимо особенно тщательно подбирать литературу для подготовки к уроку, поэтому в нашей работе мы приводим анализ содержания школьных учебников, чтобы иметь представление, о том, какой из предложенных учебников является наиболее подходящим для использования его материалов на уроке биологии.

I. В.М. Константинов, В.Г. Бабенко, В.С. Кучменко. «Биология. 7 класс». Издательство «Вентана-Граф», 2008 г.

Приспособления птиц к полёту рассмотрены в §44-46 учебника. Поскольку учебник имеет традиционную структуру, материал по теме «Приспособления птиц к полёту» находится в трёх параграфах, располагающихся подряд в главе учебника «Класс Птицы(Aves)».

В §44 «Среда обитания и внешнее строение птиц» рассматривается внешний облик птиц, отражающий их приспособленность к полёту, - клюв, расположение перьев, строение пера, крыло птицы и др. В §45 «Опорно-двигательная система птиц» рассматривается скелет и мускулатура птицы, что тоже отражает приспособленность птиц к полёту. §46 «Внутреннее строение птиц» посвящён изучению пищеварительной, дыхательной, кровеносной и нервной систем птиц, по которым также можно судить об изменениях в связи с приспособлением к полёту.

В данных параграфах учебника присутствует только основной вид текста, так как изучаемой нами теме нет необходимости в наличии дополнительного текста. Основной текст соответствует принципу научности, доступности и междисциплинарности.

В конце параграфов имеются лабораторные работы, целью которых является изучение особенностей внешнего и внутреннего строения птиц и выявление черт, связанных с полётом.

Аппарат ориентировки выполняет функции, способствующие развитию навыков самостоятельной работы, работы с учебником, а также логичному и последовательному формированию основных понятий по интересующей нас теме. С этой целью имеются яркие, чёткие изображения всех рубрик - символы и т.п., - жирным шрифтом выделены все основные понятия, а в конце каждого параграфа в рамочке - основное содержание параграфа, а также перечислены все основные понятия, затронутые в тексте.

Аппарат усвоения учебного материала организован следующим образом - вопросы в конце параграфа направлены на воспроизведение основного текста и развитие мыслительной деятельности. Таблиц в данной теме не представлено.

Какой- либо справочный материал в учебнике отсутствует вообще.

Иллюстрации на данную тему представлены в виде рисунков и отвечают стандартным требованиям.

Тема раскрыта достаточно полно. Параграфы по теме находятся в одной главе и идут подряд, поэтому преподавание темы по этому учебнику не вызывает затруднений.

В учебнике описаны все приспособления птиц к полёту научным и доступным языком, дополнены иллюстрациями, в чём состоит принцип наглядности. Восприятие текста упрощается с помощью выделенных главных слов. Также большим достоинством является наличие лабораторных работ по теме.

II. В.В. Латюшин, В.А. Шапкин. «Биология. Животные. 7 класс». Издательство «Дрофа», 2008 г.

Поскольку учебник имеет совершенно отличную от предыдущего структуру, то материал о приспособлении птиц к полёту разбросан по разным главам и в разных параграфах. В §27 «Класс Птицы» из главы «Многообразие животных» учебника рассматривается общая характеристика птиц, в которой отражена их приспособленность к полёту. В главе «Строение, индивидуальное развитие и эволюция» существует несколько параграфов, в которых затрагивается изучаемая нами тема. §37 «Опорно-двигательная система» описывает, в том числе, опорно-двигательную систему птиц, на строение которой повлияла способность к полёту. В §39 «Органы дыхания и газообмен» рассматриваются, помимо всего прочего, органы дыхания птиц, которые сформировались в связи с приспособлением к полёту. В §40 «Органы пищеварения, обмен веществ и превращения энергии» описываются также изменения в пищеварительной системе птиц, связанные с полётом. В §42 «Органы выделения» имеет место описание органов выделения птиц, также преобразовавшихся в связи с полётом. А в §44 «Органы чувств. Регуляция деятельности организма» рассматриваются изменений органов птицы в связи со способностью летать.

В данных параграфах присутствует основной и дополнительный (справочный) текст. Прослеживается междисциплинарность. После параграфов имеются лабораторные работы по теме.

С методической точки зрения аппарат ориентировки находится на боле низком уровне, чем в предыдущем учебнике, так как рубрикация менее полная.

Аппарат усвоения учебного материала организован следующим образом - вопросы в конце параграфов направлены на воспроизведение основного текста и развитие мыслительной деятельности, однако задания отсутствуют. Вопросы в начале параграфов предназначены для концентрации внимания учащихся при изучении нового материала. Таблиц по данной теме не обнаружено.

В отличие от предыдущего учебника в разделе «Справочный материал» имеется указатель терминов, который способствует более глубокому закреплению основных понятий темы, таких как «воздушные мешки», «перо», «скелет» и др.

Вывод:

Кардинально отличающаяся от предыдущего учебника структура и научность учебного материала позволяет более детально изучить тему «Приспособления птиц полёту». Но явным недостатком является методический аппарат учебника, который находится не на высоком уровне, что затрудняет восприятие материала и не способствует к стимуляции познавательного интереса учащихся.

Проанализировав два учебника, мы пришли к выводу, что у каждого из них имеются достоинства и недостатки, но оба они подходят для изучения темы. Однако, наиболее удобным для этого является учебник В.М. Константинова, В.Г. Бабенко и В.С. Кучменко «Биология. 7 класс» издательства «Вентана-Граф», 2008 г., так как материал по интересующей нас теме находится в одной главе в идущих друг за другом параграфах, что не составляет затруднений в его поисках, и, следовательно, облегчает учителю подготовку к уроку, при этом качество материала не уступает материалу из другого рассмотренного нами учебника.

2.2 Тематическое планирование и разработка уроков

Конспект проведения урока биологии в 7 классе на тему: «Особенности внешнего строения птиц в связи с приспособленностью к полету»

Тип урока: первичное усвоение знаний.

Цель: ознакомить учащихся с особенностями внешнего строения птиц, связанных с полетом.

адачи:

1) сформировать у учащихся знание о внешнем строении птиц;

2) развить умения обосновывать, выявлять приспособления птиц к полету во внешнем строении;

3) развить навыки самостоятельной работы учащихся;

) выявить строение перьевого покрова в связи с выполняемыми функциями;

5)воспитывать гуманное отношение к птицам, любовь к природе.

Оборудование : таблицы «Внешнее строение птицы» (Приложения 1, 2), коллекция перьев, видеофрагменты о птицах, инструктивные карточки к лабораторной работе (Приложение 3).

Ход урока

1. Организационный этап. (1 мин.)

Учитель приветствует детей и настраивает их на работу.

2. Проверка знаний. (3 мин.)

Учитель проводит фронтальный опрос класса по прошлой теме «Значение пресмыкающихся. Происхождение пресмыкающихся»:

Какое значение имеют пресмыкающиеся в природе и в жизни для человека?

От каких животных произошли рептилии?

Назовите животных, относящихся к древним ящерам. Какие из них дали начало древним птицам и млекопитающим?

Какие среды жизни освоили древние пресмыкающиеся? Почему они вымерли?

Почему гаттерию называют живым ископаемым?

Подвижность, красивое оперение, разноголосое пение - все это делает птиц чудесным украшением природы. Неслучайно многие строки в стихах Пушкина и Некрасова, а также замечательные творения художников и композиторов посвящены птицам. Всем знакомы картина Соврасова « Грачи прилетели «, романсы « Жаворонок» Глинки и « Соловей» Алябьева.

Звучит стихотворение Берестова из цикла « Времена года».

Дикий голубь

Близкое порою нас не тронет,

А чужое кажется родным.

Не поймешь, хохочет или стонет

Как предтеча музыки и речи,

Речи, что не выльется в слова,

Из груди иного существа.

Вот и сам певец. Степенный. Кроткий.

(Кроток, кроток, а не приручен!)

Ходит он пружинистой походкой,

В сложенные крылья облачен.

Лучшая одежда - это крылья.

Хорошо сидит. Прочна. Легка.

Не боится, не дождя, не пыли.

И уносит нас под облака.

Вот сейчас расправит крылья голубь,

И они послушно понесут

4. Изучение нового материала. (30 мин.)

1. Учитель показывает учащимся видеофрагмент «Птицы».

).Подготовьте устный ответ на вопрос: по каким внешним признакам птицы отличаются от других животных?

). Представьте свой вариант ответа классу и послушайте выступления одноклассников.

). Выполните задания:

а) указать систематическое положение голубя.

б) известна пословица: «каждая птица своим носом кормится». Так ли это?

На таблице (Приложение 1) изображены клювы голубя, цапли, удода, пеликана, фламинго, сокола и др. Объяснить, как строение клюва связано с питанием.

в) чьи это ноги? На таблице (Приложение 2) изображены ноги сокола, страуса, дятла, цапли, утки и др. Как строение ног связано с местами обитания и образом жизни птиц?

(Учащиеся работают в группе, пользуясь текстом учебника «Биология 7 класс» В.М. Константинова стр. 206-207, таблицами и др. наглядными пособиями.)

2. Учитель:

А сейчас давайте определим черты приспособленности птиц к полёту, но только во внешнем строении.

1). Вспомните, что такое приспособленность?

). Запишите в тетради черты приспособленности птиц к полёту, которые можно выявить во внешнем строении птиц.

). Ответьте на вопросы:

а) как называется покров птицы?

б) как называется основание контурного пера?

в) высокий гребень на грудной кости птиц?

г) не опушенная часть ноги птицы?

д) орган передвижения птицы?

Учитель:

А сейчас мы будем изучать строение пера птицы.

). Выполните лабораторную работу «Строение перьевого покрова птицы» (см. Приложение 3).

а) запишите в тетради тему работы.

б) рассмотрите перья птиц.

в) зарисуйте в тетради схему строения контурных перьев.

г) какие особенности строения пера помогает птице летать, сохранять тепло, не пропускать воду?

). Сдайте тетрадь учителю.

(Работа выполняется самостоятельно, ученики используют рисунки на стр. 207-208 учебника «Биология 7 класс» В.М. Константинова.)

5. Закрепление. (3 мин.)

А сейчас давайте вспомним, что мы изучали на сегодняшнем уроке.

Ответьте на вопросы:

). По каким внешним признакам птицы отличаются от других животных?

). Какие черты приспособленности птиц к полёту во внешнем строении вы знаете?

). Какое строение имеют контурные перья?

6. Организация домашнего задания. (1 мин.)

Учитель даёт детям задание на дом, предварительно записав его на доске:

Изучить текст параграфа §44 (из учебника «Биология 7 класс» В.М. Константинова) и устно ответить на вопросы в конце параграфа. Дополнительное задание (по желанию): составить кроссворд по теме «Птицы».

Конспект проведения урока биологии в 7 классе на тему: «Особенности внутреннего строения птиц в связи с приспособленностью к полету»

Тип урока: первичное усвоение знаний

Цель: ознакомить учащихся с особенностями внутреннего строения птиц, связанных с полетом.

Задачи:

1) показать усложнение организации внутреннего строения птиц по сравнению с пресмыкающимися;

) научить узнавать представителей классов птиц в коллекциях, на рисунках, в природе, распознавать системы органов класса птиц, устанавливать взаимосвязь между строением и функцией органов; научить выявлять приспособленность организмов к среде обитания;

) развить навыки самостоятельной работы учащихся, умение работать в группе;

) воспитывать гуманное отношение к птицам, любовь к природе.

Оборудование : скелет птицы (голубя); кости скелета птицы; влажные препараты; таблицы «Класс птицы. Голубь», «Основные классы позвоночных животных»; таблица рельефная «Внутреннее строение птицы»; макет головного мозга позвоночных животных; модель дыхательного аппарата птиц; инструктивные карточки для лабораторной работы.

Для изучения курса зоологии за основу взят учебник Никишова А.И., Шарова И.Х. «Животные».

Ход урока

(Занятие проводится на двух спаренных уроках (80 мин.)

Урок 1

1. Организационный этап. (1 мин)

Учитель приветствует детей и настраивает их на работу

2. Проверка знаний. (10 мин)

Учитель проводит фронтальный опрос класса по прошлой теме:

) Где обитают птицы?

) Из каких отделов состоит тело птицы?

) Как тело птицы приспособлено к полёту?

) Установите черты сходства во внешнем строении птиц с пресмыкающимися.

Четыре человека получают индивидуальные задания по карточкам (работают на местах) (см. Приложение 4).

Задание для отвечающего у доски.

Выяснить особенности строения предложенных перьев птиц. Определить принадлежность пера к одному из типов. Ответ обосновать.

Вариант 1:

а) контурное маховое;

б) контурное рулевое;

Вариант 2:

а) контурное покровное;

б) пуховое.

3. Переход к новой теме. (2 мин.)

- Ребята, напомните мне, какова была тема предыдущего урока?

Подумайте, в связи с этим, как будет звучать тема сегодняшнего урока?

Правильно, сегодня мы будем изучать особенности внутреннего строения птиц в связи с приспособленностью к полету. Запишите тему урока.

4. Изучение нового материала. (22 мин.)

Выполните лабораторную работу № 8 «Строение скелета птиц и его особенности в связи с полетом», используя текст учебника (с.253) и рисунок (с.236).

Заполните таблицу:

Таблица 1

Строение скелета птиц и его особенности в связи с полетом

Название отдела скелетаНазвание костей отделаОсобенности строения в связи с полётом1.2.…

Выводы обсудите с соседом по парте и запишите в тетрадь

. Закрепление. (5 мин.)

- А сейчас давайте обсудимособенности строения скелета птиц, обусловленных приспособлением к полёту. Ответьте на вопросы:

). Почему скелет птицы лёгкий?

). Какое это имеет значение?

). Какие отделы скелета выполняют защитную функцию?

Урок 2

Класс делится на шесть групп. Каждая группа получает своё задание по учебнику (изучить текст учебника по названной системе органов, рассмотреть рисунки учебника), после выполнения которого надо заполнить таблицу.

Первая группа изучает строение мышечной системы птицы(§54, с.165):

Какие группы мышц принимают участие в полёте?

Чем они отличатся от других?

Вторая группа изучает строение и функции пищеварительной и выделительной систем (§55, с.165-166, 168).

Третья группа изучает строение и функции дыхательной системы птиц (§55, с.166-167).

Четвёртая группа изучает строение и функции кровеносной системы птиц (§55, с.167, 168).

Пятая группа изучает нервную систему птиц, её строение и функции (§56, с.168).

Шестая группа изучает половую систему птиц, её строение и функции (§56, с.169).

Таблица 2

Системы органов птиц и их приспособленность к полёту

Системы органовОрганыФункциональная приспособленность к полёту1. Пищеварительная система2. Выделительная система3. Дыхательная система4. Кровеносная система5. Нервная система6. Половая система

Таблица зарисована на доске, после выполнения задания представитель каждой из групп выходит к доске и заполняет таблицу (учитель корректирует ответы), а остальные заносят данные себе в тетрадь.

7. Закрепление. (20 мин.)

Контрольная работа по теме «Приспособление птиц к полету».

Вариант 1.

Обязательные вопросы

1.Из каких частей состоит тело птицы?

2.Какие типы перьев по строению и функциям различают у птиц?

.Какие отделы имеет скелет птицы?

.Где начинается и где заканчивается большой круг кровообращения и какова его роль?

.Какова роль теплокровности в освоении птицами различных эколого-географических районов?

.Какие отделы головного мозга у птиц наиболее развиты и почему?

.Чем различаются птенцовые и выводковые птицы? Приведите примеры.

Дополнительные вопросы

1.Когда и от кого произошли птицы?

2.Какая кость имеет киль и какова его роль?

.Какие отделы пищеварительной системы птиц участвуют в измельчении пищи?

Вопрос повышенной сложности:

Чем различаются пояса конечностей у птиц и пресмыкающихся?

Вариант 2

Обязательные вопросы

1.Чем покрыто тело птицы?

2.Какие железы находятся под кожей у птиц?

.Сколько шейных позвонков бывает у птиц?

.Как объяснить употребление птицами относительно большого количества пищи?

.Где у птиц начинается и где заканчивается малый круг кровообращения и какова его роль?

.Каким образом птицы получают достаточно кислорода для поддержания высокого уровня обмена веществ?

.Каково строение куриного яйца?

Дополнительные вопросы

1.Чем отличается класс птиц от других классов позвоночных животных?

2.Какие группы мышц наиболее развиты у птиц и почему?

.Какую роль в жизнедеятельности птиц сыграло полное разделение сердца на правую и левую половину?

Вопрос повышенной сложности:

Какая пища переваривается быстрее - растительная или животная?

8. Организация домашнего задания. (1 мин.)

Учитель даёт детям задание на дом, предварительно записав его на доске.

По итогам урока учитель выставляет оценки учащимся.

Уникальность данных разработок заключается в том, что в них использованы различные формы обучения, достаточное количество наглядных материалов и, что самое главное, на уроках, ведущихся по представленным конспектам, ученики постоянно задействованы, а не являются пассивными слушателями, как часто бывает на большинстве уроках в общеобразовательных школах.

Таким образом, мы показали, как можно использовать результаты нашего исследования в школьном курсе биологии.

Заключение

В ходе проделанной работы поставленная нами цель - изучение приспособлений птиц к полёту - была достигнута. Для достижения поставленной цели нами были решены следующие задачи - изучение состояние проблемы в биологической литературе и выявление приспособления к полёту у птиц во внешнем и внутреннем строении.

Таким образом, мы пришли к выводу, что возможность полета птиц обеспечивается целым рядом прямых приспособлений. К ним относятся: компактность тела, жесткость и неподвижность туловищного отдела осевого скелета и редукция его хвостового отдела, резкое увеличение размеров грудины и образование на ней киля, прочность пояса передних конечностей (в том числе и образование специального амортизирующего устройства - вилочки), строение скелета крыла (включая и особенности суставных поверхностей и особенно резкие изменения в строении кисти), мощность мускулатуры, обеспечивающая движения крыла, развитие перьев - легких и прочных роговых образований, создающих несущие плоскости крыльев и хвоста и обеспечивающих обтекаемость тела в полете, редукция зубов, облегчающая скелет черепа, общее увеличение объема головного мозга и особенно сильное развитие мозжечка - центра равновесия и координации движений, увеличение массы нервных клеток спинного мозга в области крыльев и т. д.

К внешним приспособлениям птиц к полёту относятся обтекаемая форма тела, перьевой покров с его аэродинамическими особенностями, редукция зубов, к внутренним - легкие, полые кости, негибкое туловище и гибкая шея, воздушные мешки и крылья с развитой мускулатурой, а также особенности головного мозга и обмена веществ.

Также были решены такие задачи, как проведение анализа школьных учебников биологии по данной теме и разработка уроков по данной теме.

Нами было проанализировано содержание двух учебников - В.В. Латюшин, В.А. Шапкин «Биология. Животные. 7 класс» издательства «Дрофа», 2008 г. и В.М. Константинов, В.Г. Бабенко, В.С. Кучменко «Биология. 7 класс» издательства «Вентана-Граф», 2008 г., - которые совершенно отличаются друг от друга своей структурой, и описаны все их достоинства и недостатки.

Разработка уроков по данной теме включает в себя два конспекта для проведения на уроках биологии в 7 классе общеобразовательной школы - «Особенности внешнего строения птиц в связи с приспособленностью к полету» и «Особенности внутреннего строения птиц в связи с приспособленностью к полету», - один из которых двух включает в себя два урока. Мы надеемся, что уроки биологии, по разработанным нами конспектам будут способствовать повышению уровня знаний учащихся.

Также в процессе работы мы попытались доказать выдвинутую нами гипотезу, которая гласит, что привнесение средств наглядности на уроке будет способствовать лучшему усвоению учениками знаний о приспособлениях птиц к полёту. В подтверждение тому мы использовали большое количество средств наглядности в составленных конспектах уроков.

Список литературы

1.Адольф Т.А., Бутьев В.Т., Михеев А.В., Орлов В.И. Руководство к лабораторным занятиям по зоологии позвоночных. М.Просвещение,1979.

Аспиз М.Е. Энциклопедический словарь юного биолога. М.: «Педагогика», 1986. - 352 с.;

3. Белякова Г.А. и др. Биология: Справочник для старшеклассников и абитуриентов. - М.: «ЭКСМО-Пресс», 2000. - 352 с.;

Биологический энциклопедический словарь. М.,1995

Бровкина Е.Т., Казьмина Н.И. Уроки зоологии: Пособие для учителя - 2-е изд., перераб. - М.: Просвещение, 1987;

Бутурлин С.А., Гептнер В.Г., Дементьев Г.П., Житков Б.М., Огнев С.И., Промптов А.Н., Туров С.С., Формозов А.Н., Шульпин Л.М. Птицы. Животный мир СССР. // Под ред. А.Н. Формозова и Б.М. Житкова. Москва - Ленинград, Детиздат, 1940. - 398 с.

Гиляров М.С., Баев А.А., Винберг Г.Г., Заварин Г.А. и др. Биологический энциклопедический словарь. М.: «Советская энциклопедия», 1986. - 831 с.;

Гладков Н.А. Биологические основы полета птиц. М.: МОИП, 1949. - 248 с.;

Гладков Н.А., Михеев А.В. Жизнь животных. Энциклопедия в 6-ти томах. Т-5. Птицы. - М.: «Просвещение», 1970. - 612 с.;

Гуртовой Н.Н., Матвеев Б.С., Дзержинский Ф.Я. Практическая зоотомия позвоночных. Птицы, млекопитающие. М., 1980;

Дементьев Г.П. Руководство по зоологии. Птицы. М.-Л., 1940 -856 с.

Иванов А.И. и др. Птицы СССР, ч.11, М. - Л. - 1951.

Иванов А.И., Штегман Б.К. Краткий определитель птиц СССР. Л. - 1964.

Карташев Н.Н. Систематика птиц. М. - 1974.

Карташов Н.Н., Соколов В.Е., Шилов И.А. Практикум по зоологии позвоночных. М. Высшая школа. - 1981.

Козлова Е.В. Связь между образом жизни птиц и направлением развития их летательного аппарата. Изд. Акад. Наук СССР, отд. Биол. Наук, №4, 1946.

Левушкин С.И., Шилов И.А. Общая зоология. М. Высш. школа.,1994.

Марей Э. Механика животного организма. СПб. - 1975.

Мензбир М.А. Птицы России, т. П. СПб. - 1995.

Михеев А.В. Биология птиц. М., 1960.

Михеев А.В. Биология птиц. Полевой определитель птичьих гнезд. Пособия для студентов пединститутов и учителей средних школ. М.: Топикал, 1996. - 460 с.

Наумов Н.П., Карташев Н.Н. Зоология позвоночных. - Ч. 2. - Пресмыкающиеся, птицы, млекопитающие: Учебник для биолог. Спец. ун-тов. - М.: «Высшая школа», 1979. - 272 с.

Наумов С.П. Зоология позвоночных. М. Просвещение,1973.

Растения и животные: Руководство для натуралиста. Пер. с нем. / К. Нидон, д-р И. Петерман, П. Шеффель, Б. Шайба. М., Мир, 1991. - 263 с.

Ромер А., Парсонс Т. Анатомия позвоночных. Т. 2. М. Мир,1992.

Трайтак Д.И., Клинковская Н.И., Карьенов В.А., Балуев С.И. Биология: Справ. материалы. Учеб. пособие для учащихся - М.: «Просвещение», 1983. - 208 с.

Хейнрот О. Из жизни птиц. М.: ИЛ., 1947. - 214 с.

Чельцов-Бебутов А.М. Экология птиц. М.: МГУ., 1982 -127 с.

Шестакова Г.С. Морфо-биологический анализ как метод изучения полёта птиц. Тр. Ин-та морфологии животных АН СССР вып.9, М. - 1953.

Шмальгаузен И.И. Основы сравнительной анатомии. М., 1947.

Штегман Б.К. Механика полёта птиц. «Природа», №6. - 1935.

Шульпин Л.М. Орнитология. Л., 1940.

Энциклопедический словарь юного натуралиста / Сост. А.Г. Рогожин. - М.: «Педагогика», 1981. - 406 с.

Якоби В.Э. Морфо-функциональные приспособления к полёту некоторых птиц семейства ястребиных. АН СССР. Институт морфологии жив. Им. Северцова. М. - 1955.

Якоби В.Э. Морфо-экологические приспособления к скоростному полету у птиц. - Механизмы полета и ориентации птиц. М.: Наука. - 1966.

Приложение 1

Таблица «Внешнее строение птицы. Чей это клюв?» (Бровкина Е.Т., 1987)

Приложение 2

Таблица «Внешнее строение птицы. Чьи это ноги?» (Бровкина Е.Т., 1987)

Приложение 3

Инструктивная карточка к лабораторной работе «Строение перьевого покрова птицы» (Адольф Т.А., 1979).

Лабораторная работа

Тема: «Строение перьевого покрова птицы»

Цель: Выявить особенности строения перьев птицы

Оборудование: набор перьев, лупа

Ход работы:

1.Рассмотрите перья птицы, расположенные на туловище, крыльях и хвосте, - это контурные перья. Под ними на туловище находятся пуховые перья.

2.Рассмотрите внимательно контурное перо, найдите на нем ствол, широкие и мягкие опахала и основание ствола - очин.

Зарисуйте внешний вид контурного пера и подпишите его основные части.

3.Найдите пуховое перо. Чем оно отличается от контурного?

В чем их сходство? Зарисуйте его и подпишите основные части.

Теперь на экологическом поле боя за сохранение естественных мест обитания. Масштабы гибели птиц от загрязнения нефтью... У остальных птиц в насиживании участвуют оба пола. Иногда при этом наблюдается четкое разделение...

Репродуктивный комплекс поведения птиц

На котором большинство гнездящихся птиц будет вести оседлый образ жизни в течение всего периода размножения. Здесь, скорее всего, все начинается из той сигнализации, с помощью которой особи разного пола, но одного вида, обнаруживают, находят и...

Птицы: 1) Тело покрыто перьями (обеспечивают обтекаемость) а передние конечности превратились в крылья (несущие плоскости в полете) , есть хвост. 2) Птицы обладают интенсивным обменом веществ, температура их тела постоянна (гомойтермные амниоты) , сердце четырехкамерное, артериальная кровь отделена от венозной (лучшее снабжениие тканей кислородом) 3) Превращение передних конечностей в крылья сопровождалось перестройкой скелета, мускулатуры конечностей и плечевого пояса птиц. Преобразование скелета и мускулатуры задних конечностей и тазового пояса позволило им перейти к двуногому хождению и плаванию. 4) Кости скелета птиц полые внутри, что увеличивает их прочность и делает скелет более легким (приспособление к полету) . 5) Увеличение размеров головного мозга и интенсификация органов чувств расширили возможности ориентировки в пространстве и улучшили координацию их поведения. 6) У птиц появились воздушные мешки, связанные с легкими - это сделало возможным усвоение кислорода и при выдохе, а как следствие - интенсификация обмена веществ. 7) Приспособленность к полету обусловила форму тела птиц: туловище обтекаемой яйцеобразной формы, компактно, покрыто перьями, голова небольшая, шея длинная и подвижная. Размеры тела птиц варьируют в небольших пределах, поскольку возможность полета ограничивают размеры. Самые крупные летающие птицы - (лебеди, грифы, дрофы) - 14-16 кг. Маховые и рулевые перья образуют большую часть несущей поверхности крыльев и хвоста и необходимы для полета. Перьевой покров, придавая телу птиц обтекаемую форму, помогает полету, сохраняет тепло, защищает от механических повреждений. Плечевой пояс птиц состоит из трех пар костей: саблевидных лопаток, лежащих вдоль позвоночника; двух тонких ключиц, которые срастаются в вилочку, расположенную между массивными коракоидами и играющую роль амортизатора, смягчающего толчки при взмахах крыла. Коракоиды соединяются одним концом с лопатками и основаниями плечевых костей, а другим - с грудиной. Скелет крыла состоит из крупной полой кости плеча, двух костей предплечья (локтевой и лучевой) , сросшихся (кроме двух) костей запястья и пястья, образующих пряжку, и сильно редуцированных и измененных фаланг второго, третьего и четвертого пальцев и атрофированных первого и пятого пальцев. Первостепенные маховые крылья прикрепляются к пряжке и к фалангам второго пальца. От первого и третьего пальца сохраняется лишь по одной короткой фаланге. К фаланге первого пальца прикрепляется несколько перьев - «крылышек» . Мускулатура птиц дифференцирована и более мощная, чем у рептилий. Особенно развиты грудные и подключичные мышцы, приводящие в движение крылья; Для птиц характерно накопление в мышцах миоглобина, позволяющего создавать резервный запас кислорода, утилизируемого в период интенсивной работы. Наивысшая концентрация миоглобина достигается в большой грудной мышце, мускулатуре мускульного желудка и сердца. Больше всего гемоглобина в мышцах у птиц, летающих активным полетом, ныряющих и птиц высокогорий. Причем концентрация гемоглобина в крови всегда выше, чем в мышцах. Интенсивность пищеварения у птиц очень высока. Высокий уровень обмена веществ связан с переработкой большого количества пищи. Органы дыхания птиц также несут признаки приспособления к полету. С легкими связаны воздушные мешки, объем которых почти в 10 раз превышает объем легких. Воздушные мешки расположены между мышцами, среди внутренних органов и в полостях трубчатых костей крыльев. Они играют большую роль в дыхании птиц во время полета. В полете грудная клетка практически остается неподвижной и прохождение воздуха через легкие осуществляется в основном за счет расширения и сжатия воздушных мешков. При вдохе воздух поступает в легкие и воздушные мешки. При выдохе воздух поступает из воздушных мешков в легкие и в них снова происходит газообмен.

Класс Птицы

В мировой фауне обитает около 8600 видов птиц. Это приспособленная к полету веть высших позвоночных, тело которых покрыто перьями. а передние конечности превратились в крылья. Птицы имеют многие черты, сходные с пресмыкающимися: почти полное отсутствие кожных желез; наличие роговых чешуй; сходное строение ряда отделов скелета и мочеполовой системы; тождественное развитие зародыша; артериальную кровь в правой дуге аорты и др.

К чертам, отличающим птиц от пресмыкающихся, можно отнести: прогрессивное развитие органов зрения, слуха и координации движений вместе с соответствующими центрами головного мозга; интенсификацию дыхания, кровообращения и пищеварения совместно с развитием теплоизолирующего покрова и механизмов терморегуляции, обеспечившими постоянную высокую температуру тела; четырехкамерное сердце и полное разделение кругов кровообращения за счет атрофии левой дуги аорты; более совершенные формы размножения; сложный комплекс приспособлений к полету в воздухе, способствующий широким возможностям расселения и добывания пищи. К приспособлениям к полету у птиц можно отнести:

Обтекаемую форму тела с видоизмененными конечностями;

Преобразование передних конечностей в крылья (с этим связано образование киля на грудине, двуногое хождение и появление сложного крестца);

Развитие сложно дифференцированного перьевого покрова;

Наличие облегченных костей;

Развитие системы воздушных мешков и двойного дыхания;

Редукция зубов, замененных роговым клювом, обособление мускульного желудка.

Тело птиц обтекаемой формы, состоит из головы, шеи туловища и конечностей. Шея птиц разной длины, характеризуется большой подвижностью. Небольшая голова заканчивается клювом, состоящим из надклювья и подклювья. Передние конечности преобразованы в крылья. Задние конечности служат опорой всего тела при передвижении по земле. В нижней части они покрыты роговыми чешуями и заканчиваются у большинства птиц четырьмя пальцами.

Покровы представлены тонкой, сухой кожей, лишенной желез. Только над хвостом у большинства птиц расположена особая копчиковая железа. Ее секрет служит для смазывания перьев и защищает их от воды. Снаружи тело птиц покрыто контурными перьями, состоящими из полого стержня, к которому прикреплены опахала. Нижняя часть стержня, погруженная в кожу, называется очином. Опахало состоит из многочисленных длинных бородок первого порядка, на которых находятся бородки второго порядка снабженные мелкими крючочками. Последние соединяют эти бородки между собой. Контурные перья, образующие основную часть несущей плоскости крыла, называют маховыми, образующие плоскость хвоста – рулевые. Под контурными у многих птиц находятся пуховые перья, тонкие стержни которых лишены бородок второго порядка и не образуют сомкнутого опахала. Роль перьевого покрова в жизни птиц разнообразна: перья образуют несущую поверхность крыльев и хвоста, придают обтекаемую форму телу, обеспечивают сохранение тепла и механическую защиту.

Скелет птиц легкий и прочный. В костях имеются полости, заполненные воздухом. Многие кости срастаются между собой – кости черепа, таза. Позвоночник делится на пять отделов: шейный, грудной, поясничный, крестцовый и хвостовой. Шейный отдел обладает значительной подвижностью, остальные же части позвоночника малоподвижны и прочно соединены между собой. Грудные позвонки имеют по паре ребер, сочлененных с грудиной. Ребра имеют крючковидные отростки, которые налегают концами на соседние ребра; это придает грудной клетке прочность. У летающих птиц и пингвинов на грудине расположен киль, к нему прикрепляются сильные грудные мышцы. Задние грудные, поясничные, крестцовые и часть хвостовых позвонков срастаются с костями таза, образуя сложный крестец, создающий прочную опору для ног. Последние хвостовые позвонки срастаются в копчиковую кость, служащую опорой для рулевых перьев.

Череп птиц характеризуется легкостью, имеет большие глазницы и заканчивается клювом. Кости черепа срастаются до полного исчезновения швов между ними.

Плечевой пояс состоит из трех пар костей: вороньих, лопаток, ключиц. Ключицы срастаются своими нижними концами и образуют вилочку, характерную для птиц. Скелет крыла состоит из большой плечевой кости, двух костей предплечья (локтевой и лучевой), сросшихся костей запястья, пястья и редуцированных фаланг трех пальцев. Тазовый пояс состоит из трех пар костей: повздошных, седалищных и лобковых, срастающихся друг с другом. Нижние концы лобковых и седалищных костей не соединяются, поэтому тазовый пояс снизу остается открытым. Это имеет значение для яйцекладки. Скелет задней конечности состоит из бедренной кости, двух сросшихся большой и малой берцовых костей и стопы. В скелет стопы входят цевка (сросшиеся кости плюсны и предплюсны) и фаланги пальцев.

Мускулатура птиц более дифференцирована, чем у пресмыкающихся. Наиболее развиты грудные мышцы, приводящие в движение крылья, а также мышцы задних конечностей, несущие большую нагрузку при хождении.

Пищеварительная система начинается клювом, частично заменяющим зубы; в ротовой полости находится язык. Ротовая полость переходит в короткую глотку, а та в длинный пищевод, имеющий у многих птиц объемистое расширение – зоб. В зобе пища накапливается и размягчается. Нижняя часть пищевода продолжается в железистый желудок, имеющий форму трубки. Там размягченная пища подвергается действию пищеварительных ферментов, выделяемых слизистой оболочкой желудка. Из железистого желудка пища поступает в мышечный желудок, имеющий толстые мускульные стенки и выстланный изнутри роговой кутикулой. Здесь происходит перетирание пищи с помощью и сокращения мышц, и мелких камешков, заглатываемых птицами. Из желудка пища поступает в двенадцатиперстную кишку, куда открываются протоки печени и поджелудочной железы. Тонкая кишка переходит в короткую прямую, открывающуюся в клоаку.

Органы дыхания состоят из легких, воздушных мешков и дыхательных путей, которые начинаются ноздрями, расположенными у основания клюва. Из носовой полости воздух попадает в гортань, а затем в трахею. В месте разделения трахеи на два бронха расположена нижняя, или певчая гортань, характерная для птиц. Она играет роль голосового аппарата. Легкие птиц представляют собой плотные губчатые тела. Бронхи, входящие в легкие, разветвляются. Некоторые бронхи проходят сквозь легкие и оканчиваются тонкостенными воздушными мешками. Они находятся между внутренними органами, между мышцами, под кожей и в полостях трубчатых костей. Воздушные мешки играют большую роль в дыхании, во время полета облегчают массу птицы. При подъеме крыльев (вдох) воздух поступает в легкие, частично отдает кислород и проходит в воздушные мешки. В воздушных мешках окисления крови не происходит. При опускании крыльев (выдох) воздух из мешков снова поступает в легкие. Кровь окисляется в легких как при вдохе, так и при выдохе. Такое дыхание получило название двойного.

Кровеносная система обеспечивает высокий уровень окислительных процессов в теле птиц. В отличие от рептилий кровообращение птиц характеризуется полным разделением артериальной и венозной крови. Четырехкамерное сердце птиц имеет правое и левое предсердия и правый и левый желудочек. Кроме того, исчезает одна из дуг аорты, что исключает возможность смешения крови. Большой круг кровообращения начинается правой дугой аорты, которая огибает сердце и переходит в спинную аорту, идущую вдоль позвоночника. От нее отходят артерии ко всем частям тела. Венозная кровь из передней части тела собирается в парные полые вены, а из задней части тела – в непарную заднюю полую вену. Эти вены впадают в правое предсердие, откуда кровь поступает в правый желудочек.

Малый круг кровообращения начинается легочной артерией, выходящей из правого желудочка. Она несет венозную кровь в легкие, где та окисляется. Из легких артериальная кровь возвращается в левое предсердие по легочным венам. Высокий обмен веществ птиц обеспечивается энергичной работой сердца и быстрой циркуляцией крови по сосудам. Так, у мелких птиц при полете сердце сокращается более 1000 раз/мин.

Органы выделения птиц представлены парными вторичными (тазовыми) почками. Большие по размеру они лежат в углублении тазовых костей. От почек отходят мочеточники, открывающиеся в клоаку. Мочевого пузыря нет, поэтому моча в организме не задерживается.

Нервная система у птиц сложнее, чем у пресмыкающихся. Головной мозг отличается большими размерами полушарий, значительным развитием зрительных бугров и крупным мозжечком. Увеличение среднего мозга связано с интенсификацией зрения у птиц. Большой мозжечок обусловлен полетом, требующим точно координированных движений. От головного мозга отходит 12 пар черепно-мозговых нервов.

Из органов чувств особенно хорошо развито зрение: глаза крупные, снабжены верхним и нижним веками и мигательной перепонкой (третьим веком). Зрение цветное. Большая острота зрения обеспечивается двойной аккомодацией: изменением формы хрусталика и расстояния между хрусталиком и сетчаткой. Органы слуха состоят из внутреннего и среднего уха, барабанная перепонка несколько углублена. Органы обоняния развиты слабо.

Размножение происходит путем откладывания яиц. Птицы раздельнополы; половой диморфизм выражен; оплодотворение внутреннее. Половая система самца состоит из двух семенников и семяпроводов, открывающихся в клоаку. У самое развиваются левый яичник и яйцевод, который открывается в клоаку. После оплодотворения яйцо медленно движется по яйцеводу и покрывается белковой оболочкой. В нижней, расширенной, части яйцевода (матке) оно покрывается тонкими подкорлуповыми оболочками и скорлупой и через узкое влагалище попадает в клоаку. Развитие зародыша идет под защитой зародышевых оболочек.

Развитие зародыша птиц начинается из небольшого зародышевого диска, находящегося на поверхности желтка. Яйцо птиц имеет крупные размеры, так как содержит много питательных веществ в виде желтка и белка. Желток держится на канатиках (состоят из густого белка) в центре яйца. Благодаря небольшому удельному весу зародышевый диск при любом положении яйца располагается сверху. Это имеет большое значение при насиживании, так как зародыш получает больше теплоты. Белок покрыт двумя подскорлуповыми оболочками, расходящимися на тупом конце яйца и образующими воздушную камеру. Снаружи яйцо покрыто известковой скорлупой, имеющей большое количество пор. Через поры происходит газообмен между зародышем и внешней средой. Скорлупа покрыта тончайшей надскорлуповой оболочкой, защищающей яйцо от проникновения бактерий. Развитие зародыша идет под защитой зародышевых оболочек.

Насиживание у птиц продолжается различное время: у голубя 16-18 суток, у курицы – 21 сутки, у африканского страуса – до 40 суток. После насиживания из яиц вылупляются птенцы. У одних птиц птенцы покрыты густым пухом и способны к самостоятельному образу жизни (выводковые птицы). У других – птенцы не покрыты перьями и долгое время выкармливаются родителями (птенцовые птицы). К выводковым относят курообразных, гусеобразных, журавлей, страусов. К птенцовым – воробьиных, дятлообразных, голубей. Существует промежуточная группа – это чайки, дневные хищники; по развитию их можно отнести к выводковым, а по характеру питания – к птенцовым.

Оседлые птицы живут на определенных территориях, кочующие – совершают перелеты к югу, перелетные – улетают в теплые страны и проводят там зиму.

К классу Птицы принадлежат надотряды Пингвины, Бескилевые, или Страусовые, Килегрудые. Географическое распространение птиц широко. И они приспособились к разнообразным условиям существования.

Основную массу птиц культурных ландшафтов (парков, садов, лугов, полей) составляют представители отряда воробьиных. Это насекомоядные птицы мелких и средних размеров. К ним относятся воробьи, синицы, ласточки, соловьи, сороки, галки, жаворонки и др.

Птицы, обитающие в лесах, приспособились лазать по деревьям, когти у них очень острые и сильно загнуты. Могут питаться личинками насекомых, лесными ягодами. К птицам леса относят дятлов, глухарей, тетеревов и др.

Некоторые птицы приспособились к обитанию в водоемах, болотах: на ногах у них имеются плавательные перепонки; кроме того, существует копчиковая железа, выделения которой нужны для защиты от воды. К водоплавающим относят утку-крякву, пингвинов и др.

На открытых пространствах степей и пустынь обитают птицы, передвигающиеся главным образом бегом или шагом: крылья короткие и широкие, ноги сильные с короткими пальцами. К ним относятся журавли, страусы, дрофы. Питаются растительной пищей, насекомыми, иногда мелкими грызунами.

Среди хищников различают дневных, охотящихся днем (грифы, ястребы, соколы, орлы и др.), и ночных (совы, филины). Питаются они животными, иногда рыбой, насекомыми. Имеют острые когти, мощный клюв и хорошее зрение.

Птицы регулируют численность насекомых, мелких грызунов. Участвуют в распространении семян, опылении. Многие украшают природные ландшафты и оживляют их своем пением. Польза и вред птиц относительны. Они поддерживают природные очаги заболеваний человека как хранители и прокормители переносчиков этих заболеваний; птицы принимают участие в циркуляции вирусных заболеваний (орнитозов, гриппа, энцефалитов).

Зачет

Весь организм птиц является ярким образцом приспособленности к полету. Это достигается снижением веса птицы, высокой интенсивностью обмена веществ и высоким уровнем развития нервной системы. Передние конечности превращены в крылья.

Снижению веса птицы способствует:

Срастание мелких костей, что при той же прочности позволяет значительно уменьшить массу скелета. Кости полые.
Отсутствие челюстей с зубами, имеется клюв.
Легкий перьевой покров, обеспечивающий обтекаемую форму тела.
Отсутствие мочевого пузыря, непроизвольное удаление непереваренных остатков пищи из кишечника.
Развит только левый яичник, созревание яиц происходит не одновременно, а по одному в 1-2 дня.
Высокая интенсивность обмена веществ позволяет получить необходимую для полета энергию. Основные черты:

Постоянная температура тела, в отличие от пресмыкающихся. Высокая температура тела птиц по сравнению с млекопитающими.
Переваривание пищи происходит с большой скоростью.
Четырехкамерное сердце и два круга кровообращения обусловливают поступление артериальной крови, богатой кислородом ко всем органам.
Дыхательная система кроме легких включает воздушные мешки, обеспечивает поступление кислорода в кровь как во время вдоха, так и на выдохе.
Образующиеся во время полета избытки тепла отводятся с помощью системы воздушных мешков между внутренними органами и мышцами.
Высокий уровень развития нервной системы обеспечивает быструю реакцию, образование условных рефлексов, сообразительность. Хорошо развито зрение, у птиц - цветное. Координацию движений обеспечивает развитый мозжечок.

Примером относительности приспособленности могут служить случаи гибели птиц в современных условиях при столкновении с проводами линий электропередач, во время разливов нефти в водоемах и т.п.

• 
  Приспособленность птиц к полету во внешнем и внутреннем строении , размножении . Объясните , в чем проявляется относительный характер приспособленности .


• 
  Приспособленность птиц к полету во внешнем и внутреннем строении , размножении . Объясните , в чем проявляется относительный характер приспособленности . Весь организм птиц является ярким образцом приспособленности к полету .


• 
  Приспособленность птиц к полету во внешнем и внутреннем строении , размножении . Объясните , в чем проявляется относительный характер приспособленности . Весь организм птиц является ярким образцом приспособленности к полету .


• 
  Приспособленность птиц к полету во внешнем и внутреннем строении , размножении . Объясните , в чем проявляется относительный характер приспособленности .
  В чем проявляется их вред для растений?


• 
  Приспособленность рыб к жизни в воде во внешнем и внутреннем строении , размножении . Как человек использует знания о жизнедеятельности рыб для их искусственного разведения?


• 
  Приспособленность рыб к жизни в воде во внешнем и внутреннем строении , размножении .
  Приспособленность рыб к жизни в воде проявляется , прежде всего, в обтекаемой форме тела, создающей н. Загрузка.


• 
  Приспособленность рыб к жизни в воде во внешнем и внутреннем строении , размножении .
  Приспособленность рыб к жизни в воде проявляется , прежде всего, в обтекаемой форме тела, создающей н.


• 
  Многообразие пресмыкающихся, их приспособленность к наземному образу жизни. Объясните , почему они утратили свое господствующее положение на Земле.
  Отряд Черепахи и отряд Крокодилы отличаются своеобразным строением , сохранившим древние черты.


• 
  Это не может быть объяснено .
  Инертность как качество имеет и положительное значение: она обеспечивает неторопливость, основательность и в целом постоянство, определенность характера .


• 
  Общая характеристика среды обитания людей. Биологические факторы.
  Эти признаки закрепляются в поколениях благодаря способности организмов к размножению . Адаптация к факторам среды проявляется на разных уровнях: клеточном, тканевом, органном...

Найдено похожих страниц:10

А сколько
стоит написать твою работу?

Тип работы Дипломная работа (бакалавр/специалист) Курсовая с практикой Курсовая теория Реферат Контрольная работа Задачи Эссе Аттестационная работа (ВАР/ВКР) Бизнес-план Вопросы к экзамену Диплом МВА Дипломная работа (колледж/техникум) Другое Кейсы Лабораторная работа, РГР Магистерский диплом Он-лайн помощь Отчёт по практике Поиск информации Презентация в PowerPoint Реферат для аспирантуры Сопроводительные материалы к диплому Статья Тест Часть дипломной работы Чертежи Срок 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 Сдачи Январь Февраль Март Апрель Май Июнь Июль Август Сентябрь Октябрь Ноябрь Декабрь цену

Вместе с оценкой стоимости вы получите бесплатно
БОНУС: спец доступ к платной базе работ!

и получить бонус

Спасибо, вам отправлено письмо. Проверьте почту.

Если в течение 5 минут не придет письмо, возможно, допущена ошибка в адресе.

Очень быстрый обмен веществ

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 летательныемышцы 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 землезрение

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.

Птицам зимой приходится приспосабливаться и изменениям кормовых, температурных условий и к условиям освещения.

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.

Похожие рефераты:

Опорно-двигательная система птиц, прочность и легкость скелета. Устройство сердечно-сосудистой, пищеварительной и центральной нервной системы, дыхательных путей. Наблюдения за поведением ласточек деревенских в период их гнездования. Сезонные миграции.

Наиболее опасны зооантропонозы, выявленные при диагностических исследованиях птицы в следующем проценте случаев: сальмонеллезы - 5,67, туберкулез - 5,59, микозы - 5,55, колибациллсз - 3,52.

Классы птиц и млекопитающих, являющиеся вершиной эволюции позвоночных, возникли независимо друг от друга. Рыбы – водные позвоночные животные, дышащие жабрами. Строение тела и скелет птиц, млекопитающих и рыб. Отличительные признаки млекопитающих.