Почему птицы могут летать? Почему и как летают птицы?

Я очень люблю животных, смотреть про них передачи, читать книги, возится с ними. Около Дома культуры много голубей, и я частенько за ними наблюдаю, подкармливаю. Иногда маленькие дети начинают их пугать, тогда голуби взлетают высоко на крышу здания. Как это у них получается? Я задумался: что помогает птицам летать. Эту загадку я и захотел разгадать.

Цель проекта : узнать, почему птицы могут летать.

Задачи:

узнать, как появились птицы;
выяснить, какие приспособления есть у птиц для полета;
определить сходство и различие между птицами и другими летающими существами;
доказать, что птица лучше приспособлена к полету.

Объект исследования: птицы.

Предмет исследования: возможность птиц летать.

Гипотеза : раз у птиц есть крылья, значит, они могут летать.

чтение книг,
знакомство с фильмами,
поиск информации в Интернете,
наблюдения,
опыты.

Как появились птицы?

Некоторые ученые считают, что птицы произошли от небольших хищных динозавров. Они были двуногие с длинными хвостами и мелкими передними конечностями хватательного типа, которые использовались для сшибания летучих насекомых, для чего хищникам приходилось высоко подпрыгивать. Одновременно происходили преобразования чешуй в перья, изменения хвоста.

Позднее птицы приобрели способность к активному полету. Это означает, что благодаря взмахам передних конечностей они смогли преодолеть действие земного притяжения. Полет позволил им:

ловить в воздухе насекомых,
эффективно избегать хищников,
выбирать благоприятные для жизни условия.

Развитие полета сопровождалось укорочением длинного хвоста и заменой его веером из длинных перьев, хорошо приспособленным для руления и торможения.

Что позволяет птицам летать?

1. Крылья идеально приспособлены к полету по своей форме и создают подъемную силу.

2. Обтекаемая форма тела, создаваемая перьевым покровом. Перо чрезвычайно легко и прочно.

3. Легкий скелет. Кости имеют тонкие стенки, а внутри они полые или образуют сеть тонких внутренних перегородок. Такие кости легкие и в то же время очень прочные.

4. Сильные мышцы обеспечивают работу крыльев птиц.

5. Причуды стопы, состоящей из 4 пальцев (3 пальца вперед, один назад). Сухожилия, проходящие через цевку, обеспечивают сгибание пальцев, выполняют функцию рычага, точно координируют движения.

6. Питание. Птицам приходится очень много есть, они постоянно заняты поиском корма.

7. Дыхание. При полете требуется в 10-12 раз больше кислорода, чем в покое. Поэтому, кроме легких, имеются воздушные мешки.

Разница давлений над и под крылом создает подъемную силу крыла, которая удерживает птицу в полете.

Наблюдения

Летают не только птицы, но и другие животные. Я решил сравнить насекомых и птиц. Птица летает быстрее и выше. У насекомых наружный скелет - защищает от хищников, мешает росту, у них нет мышц, которые позволили бы быстрее летать, а у птиц - внутренний скелет дает опору мышцам.

Рассмотрел перья под лупой и выяснил, что перо состоит из стержня, а от стержня отходят волоски, есть крючочки.

Приложил перышко к щеке - стало тепло. Значит, они нужны для тепла. Отрезал кончик пера - внутри пусто. Значит, перо легкое.

Вывод: перья - легкие, сохраняют тепло, эластично пружинят, очень крепкие, делают поверхность тела птицы гладкой.

Сравнивая с птицей летучую мышь, видим: тело птицы покрыто перьями, а мыши - шерстью. Мне кажется, что скелет у птиц легче, чем у летучих мышей, да еще у летучих мышей кожистое вещество между пальцами рук, плеча и тела. У птиц полетные мышцы развиты больше, вместо зубов - легкий клюв.

Вывод: птицы - лучше приспособлены к полету, чем насекомые и млекопитающие.

Опыты

Я опустил перо и клочок шерсти в воду: шерсть намокла, а перо нет. Значит, птицы их чем-то смазывают (предположим, жир).

2. Взял лист бумаги за край и подул, он держался в воздухе. Значит, полет возможен благодаря подъемной силе, которую создает разница давлений воздуха под крылом и над крылом.

3. Следующий опыт показал, что полые кости прочные. Я сложил лист бумаги несколько раз и вставил его в кольца на подставке. К бумаге подвесил грузик. Бумага не выдержала веса, и грузик упал. Затем свернул лист бумаги в трубочку и повторил опыт. Бумага выдержала вес даже нескольких грузиков. Вывод: легкость и прочность скелета птиц достигается полыми костями.

Заключение

Птицы появились в ходе преобразования древних динозавров.

Из-за проблем с питанием на земле, появилась возможность добывать его в воздухе и на высоких деревьях. Перелеты помогают найти более благоприятные условия для питания зимой и летом. В воздухе и на деревьях можно укрыться от хищников.

Строение тела птиц приспособлено для полета: крылья, скелет, полые кости, дыхание, обтекаемая форма тела, питание, разница давлений над и под крылом во время полёта.

Перьевой покров прочный, легкий и согревающий.

Полёт - это прежде всего победа над земным притяжением.

Но моя гипотеза «раз у птиц есть крылья, значит, они могут летать» не подтвердилась, так как есть птицы, которые не летают. Почему некоторые птицы не летают? Это может быть темой следующего исследования.

Приложение: Презентация «Почему птицы летают?» (3,6 МБ).

Фото автора

Кунгурцев Егор, 8 лет, ученик 2 А класса МОУ «Средняя общеобразовательная школа №30 г. Новоалтайска», МУДОД «Станция юных натуралистов г. Новоалтайска», город Новоалтайск Алтайского края. Руководитель: Сартисон Лариса Христьяновна, учитель начальных классов высшей квалификационной категории МОУ «Средняя общеобразовательная школа №30 г. Новоалтайска», МУДОД «Станция юных натуралистов г. Новоалтайска», город Новоалтайск Алтайского края. Педагогический стаж 26 лет.

Наверное, нет ни одного человека, который, наблюдая за стайкой пернатых, не задался вопросом: «почему птицы летают»? Многие из нас в детстве не раз пытались взлететь: разбегаясь, подпрыгивали и отчаянно взмахивали руками, имитируя движения птичьих крыльев. Но, к сожалению, сила притяжения неумолимо возвращала нас на землю. Почему же птицы способны ее преодолевать? Давайте разбираться.

Благодаря чему птица парит

Пернатые идеально приспособлены для полета. Миллионы лет эволюции не только наделили их массой приспособлений, но и максимально адаптировали к нему птичий организм.

Строение тела

Именно крылья помогают птичкам преодолеть силу земного притяжения и создают подъемную мощь, которая отрывает их от земли. Происходит это благодаря выгнутой конструкции крыла. Скорость воздушного потока над крылом выше, чем под ним, в отличие от давления, которое над крылом является более низким и разреженным, а под крылом более высоким. Именно из-за этой разницы в давлении и возникает подъемная сила.

Перья – это не что иное, как видоизмененная чешуя древнейших рептилий, близкими родственниками которых являются пернатые. Благодаря им тело птицы приобретает отличную обтекаемость, что увеличивает подъемную силу и формирует тягу.

Изменяя положение каждого отдельного пера, птичка способна регулировать направление полета. Перья не только прочны и эластичны, но и отлично защищают от любых воздействий внешних природных факторов: сырости, холода, жары, сильного ветра.

Безупречно обтекаемая форма тела помогает преодолевать сопротивление воздуха и снижает связанные с этим затраты энергии.

Строение скелета у птиц уникально и во многом отличается от скелета млекопитающих. Только у пернатых грудина снабжена костным выростом – килем: именно он является местом крепления грудных мышц, приводящих в движение крылья.

Кости птичьего скелета прочно сращены друг с другом: поясничные, крестцовые, хвостовые позвонки сращены не только между собой, но и с подвздошными костями, что создает хорошую костную опору и прочный костяк.

Благодаря наличию воздухоносных полостей птичий скелет необыкновенно легок. Кости не содержат красного костного мозга.

Мускулатура

Особенности мускулатуры также обусловлены приспособленностью к полету. Четверть массы птичьего тела приходится на грудные мышцы, управляющие крыльями. Расположены они на теле и крепятся к грудному килю, что придает телу достаточную обтекаемость. Нижними конечностями управляют сухожилия: именно поэтому лапки у птиц такие невесомые и тонкие.

В мышцах птичьего тела находится большое количество кислорода благодаря значительному содержанию особого белка (миоглобина).

Внутренние органы

Особенности дыхания направлены на дополнительный приток кислорода в легкие летящей птицы. Происходит это следующим образом: во время вдоха воздух через бронхиолы в легких поступает в воздушные мешки. Во время выдоха происходит обратная миграция воздуха из воздушных мешков через трубочки в легких. Благодаря этой особенности газообмен одной порции воздуха происходит дважды.

Особенности метаболизма и строения сердечно-сосудистой системы также направлены на осуществление успешных полетов.

У всех пернатых очень крупное сердце (частота его сокращений может достигать тысячи ударов в минуту в момент полета): это обеспечивает ускоренную циркуляцию крови. Повышенное содержание эритроцитов в крови способствует лучшему насыщению организма кислородом.

Особенности кровеносной и дыхательной систем приводят к ускорению обмена веществ и повышению температуры тела (у пернатых она колеблется в пределах 40-42 градусов).

Особенность нервной системы птичек состоит в хорошем развитии мозжечка, который отвечает за скоординированность движений, без чего полноценный полет попросту невозможен.

Вследствие всего вышеперечисленного осуществляются быстрее процессы, происходящие в организме птиц. Вот почему они такие ловкие и подвижные. А еще одним следствием ускорения метаболизма является повышенная потребность пернатых в пище: ведь им нужно откуда-то брать энергию на восполнение потраченных сил.

Стили лета

Их полет можно разделить на два типа. Он может быть:

парящим (пассивным);
машущим (активным).

Большинство пташек летают, помахивая крыльями. Машущий тип полета включает два стиля:

горизонтальный;
с зависанием.

Горизонтальный стиль характерен для большинства хорошо известных нам птиц, однако большим заблуждением было бы считать, что во время такого полета крылья совершают движения вверх – вниз. Если смотреть на летящую птицу сбоку, можно заметить, что они движутся по траектории, напоминающей восьмерку.

Специфика машущего полета разнообразна и зависит от величины птицы, особенностей ее поведения и характеристик местности ее обитания. Машущий полет бывает:

а) волнообразным (у ласточек);
б) хлопающим (у семейства куриных);
в) трепещущим (у пустельги);
г) вибрационным (у стрижей и колибри).

Полет с зависанием характерен для бакланов и чаек, выслеживающих добычу над поверхностью водоема.

Парящий полет – отличительная черта хищных птиц: беркута, коршуна, орла. Это – экономичный с точки зрения энергетических затрат тип полета, который происходит в результате использования восходящих воздушных потоков или при потере высоты.

Необычный способ планирования

Какая птица летает хвостом вперед? Такой способностью обладает единственная птичка на свете: колибри. Это крошечное создание способно выделывать трюки, немыслимые для всех остальных птиц: она может летать в любом направлении и в том числе даже задом наперед.

Недаром ее сравнивают с вертолетом, который способен зависать на одном месте. Только колибри проделывает это значительно более виртуозно. Ведь в момент зависания ее тельце находится почти в вертикальном положении. Впрочем, зависать она может, сохраняя и наклонное, и вертикальное положение своего тела.

Надолго зависая над цветком, чтобы полакомиться его нектаром, колибри совершает до 70 движений в секунду своими крылышками, описывающими восьмерки. Эти движения настолько быстры, что незаметны человеческому глазу.

Уникальность крыльев колибри в том, что их масса составляет чуть ли не половину ее общего веса за счет развитых мышц. Необыкновенно гибкие плечи позволяют колибри легко изменять угол направления жестких перышек и осуществлять повороты крыла.

Нелетающие пернатые

Для того чтобы летать, необходимо наличие:

а) относительно небольшой массы тела;
б) хорошо развитой мускулатуры крыльев;
в) соразмерности крыльев и веса.

Если же масса тела очень велика, а крылья маленькие и лишенные развитых мышц, ни о каких полетах не может быть и речи. Какие птицы не умеют летать? Страусы и пингвины. Зато природа наделила их умением отлично бегать и нырять.

Самое большое количество нелетающих видов живет в Новой Зеландии:

киви;
султанка такахе;
пастушок-уэка;
попугай какапо;
некоторые виды пингвинов.

Отсутствие естественных врагов в этом регионе привело к тому, что у птиц отпала необходимость искать спасения в полете. Большинство нелетающих птиц находятся под постоянной угрозой исчезновения, поскольку они совершенно беззащитны в случае проникновения хищников на территорию их обитания. Полным истреблением закончилась история совершенно безобидной птицы дронт, некогда обитавшей на острове Маврикий.

Птицы – интереснейшие создания, их мир необыкновенно многолик. Вы никогда не задумывались, почему петух петух ? А почему птицы улетают на юг? А почему кукушка подбрасывает яйца в чужие гнезда?

История эволюции птиц насчитывает не один миллион лет, и за это время на земле появились тысячи видов, самой ценной особенностью большинства из которых является способность летать. Именно птицы заставили человека устремить свой взгляд в небо и заразили мечтой о полете.

Не мешает им подниматься в воздух?

У птиц много приспособлений для полета. Прежде всего, это -

1. Крылья

Крыло устроено так, что создает силу, противодействующую силе тяжести. Ведь птичье крыло не плоское, как доска, а выгнутое. Это значит, что струя воздуха, огибающая крыло, должна пройти по верхней стороне более длинный путь, чем по вогнутой нижней. Чтобы оба воздушных потока достигли оконечности крыла одновременно, воздушный поток над крылом должен двигаться быстрее, чем под крылом. Поэтому скорость течения воздуха над крылом увеличивается, а давление уменьшается.

Разность давлений под крылом и над ним создает подъемную силу, направленную вверх и противодействующую силе тяжести.

2. Перья

Перья - это сложнейшие, но при этом очень легкие роговые образования кожи. Они преобразовались в процессе эволюции из чешуи древних пресмыкающихся. Перья делают поверхность тела птицы гладкой, и, когда она находится в полете, воздух без большого сопротивления обтекает ее туловище. Благодаря перьям создаются подъемная сила и тяга. Кроме того, с их помощью птица регулирует направление полета (рулевые перья хвоста). Сохраняющие тепло, эластично пружинящие и при этом очень крепкие, они образуют равномерный слой, который защищает птиц от всевозможных вредных воздействий окружающей среды - перегрева, холода, сырости и ветра, и препятствуют потере тепла.

3. Форма тела

Форма тела птиц - обтекаемая, во многом благодаря перьям.

4. Особенности скелета

Только у птиц на внешней поверхности грудины есть большой вырост - киль. К нему прикрепляются грудные мышцы, двигающие крылья.

Скелет птиц очень жесткий засчет срастания костей друг с другом. Например, в позвоночнике отдельные позвонки прочно срастаются друг с другом, а не образуют подвижную, гибкую цепочку, как в скелете млекопитающих. А поясничные позвонки для создания хорошей опоры срослись между собой, с крестцовыми и хвостовыми позвонками, а также с подвздошными костями.

Скелет птиц очень легкий, так как ряд костей содержит воздухоносные полости. В костях птиц нет красного костного мозга, как у нас.

5. Мускулатура

25% от массы птицы составляют грудные мышцы, которые поднимают крылья. Эти мышцы крепятся к килю - выросту грудины (см. выше). Для создания оптимальной формы тела крупные мышцы, двигающие конечности, расположены на теле, а к конечностям идут сухожилия. Поэтому у птиц ноги тонкие.

Мышцы птиц запасают много кислорода за счет высокого содержания белка миоглобина.

6. Двойное дыхание

Вдыхаемый птицей воздух движется через трубочки-бронхиолы в легких и попадает в воздушные мешки. При выдохе он идет из мешков снова по трубочкам через легкие, где опять происходит газообмен. Такое двойное дыхание увеличивает снабжение организма кислородом, что очень важно во время полета.

7. Особенности сердечно-сосудистой системы и обмена веществ

Сердце у птиц крупнее, чем у млекопитающих со сходным размером тела. Чем мельче вид, тем относительно больше его сердце. У всех птиц, которые часто летают, сердце должно быть крупным, чтобы обеспечивать быструю циркуляцию крови.

Частота сокращений сердца коррелирует с его размерами. Частота сердечных сокращений у птиц - до 1000 ударов в минуту, при этом у них очень высокое давление (180 мм рт.ст., а у нас, млекопитающих – только 100-120).

Кровь птиц содержит больше эритроцитов, чем у большинства млекопитающих, и в результате в единицу времени может переносить больше кислорода, что необходимо для полета.

За счет отлично развитых кровеносной и дыхательной систем у птиц очень быстрый обмен веществ и высокая температура тела. Сравните: 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 бoльшую работу за единицу времени.

А еще для получения большого количества энергии птицы нуждаются в большем количестве пищи, чем млекопитающие с такой же массой тела. Понимаете теперь, почему так важно подкармливать птиц зимой, когда естественного корма у них становится мало?

8. Нервная система

У птиц мощный мозжечок, ведь этот орган отвечает за координацию движений, так необходимую в полете.

Почему летают птицы"

Авторы и участники проекта

Хайруллина Эльвина

Тема исследования группы

Особенности строения птиц, позволяющие им летать

Проблемный вопрос (вопрос для исследования)

Гипотеза исследования

Птицы могут летать потому, что:

1)их крылья приспособлены к полету по своей форме и создают подъемную силу;

2)имеют обтекаемую форму тела, создаваемую перьевым покровом;

3)обладают легким скелетом;

4)сильные мышцы обеспечивают работу крыльев.

Цели исследования

Исследовать у птиц:

1)строение пера, форму крыльев и подъемную силу;

2)особенности скелета скелета;

3)форму тела;

4)мускулатуру;

5)дыхание;

6)особенности сердечно-сосудистой системы и обмена веществ;

7)нервная систему

Ход исследования

Наблюдения

Летают не только птицы, но и другие животные. Я решил сравнить насекомых и птиц. Птица летает быстрее и выше. У насекомых наружный скелет – защищает от хищников, мешает росту, у них нет мышц, которые позволили бы быстрее летать, а у птиц – внутренний скелет дает опору мышцам.

Приложил перышко к щеке – стало тепло. Значит, они нужны для тепла. Отрезал кончик пера – внутри пусто. Значит, перо легкое.

Вывод: перья – легкие, сохраняют тепло, эластично пружинят, очень крепкие, делают поверхность тела птицы гладкой.

Сравнивая с птицей летучую мышь, видим: тело птицы покрыто перьями, а мыши – шерстью. Мне кажется, что скелет у птиц легче, чем у летучих мышей, да еще у летучих мышей кожистое вещество между пальцами рук, плеча и тела. У птиц полетные мышцы развиты больше, вместо зубов – легкий клюв.

Вывод: птицы – лучше приспособлены к полету, чем насекомые и млекопитающие.

Опыты

Чтение книг, знакомство с фильмами, поиск информации в Интернете

Из изученного материала я узнала

Как появились птицы?

ловить в воздухе насекомых, эффективно избегать хищников, выбирать благоприятные для жизни условия. Развитие полета сопровождалось укорочением длинного хвоста и заменой его веером из длинных перьев, хорошо приспособленным для руления и торможения.

Что позволяет птицам летать?

1. Крылья идеально приспособлены к полету по своей форме и создают подъемную силу.

2. Обтекаемая форма тела, создаваемая перьевым покровом. Перо чрезвычайно легко и прочно.

4. Сильные мышцы обеспечивают работу крыльев птиц.

6. Питание. Птицам приходится очень много есть, они постоянно заняты поиском корма.

Разница давлений над и под крылом создает подъемную силу крыла, которая удерживает птицу в полете.

Выводы

Перьевой покров прочный, легкий и согревающий.

Полёт – это прежде всего победа над земным притяжением.

Полезные ресурсы

Птицы летают, совершая крыльями движения вверх и вниз. При этом они создают сильную тягу вперед, которая позволяет им подняться в воздух. Достигнув определенной скорости, птицы могут просто расправить крылья и покоиться в потоках воздуха. В этом случае говорят, что они парят, - это наименее утомительный способ полета. Скелет у птиц прочный, но легкий, покрыт мощными грудными мускулами, прекрасно приспособленными для полета. Пищеварительный аппарат у них исключительно эффективный: за несколько минут он преобразует пищу в энергию, необходимую для полета. Дыхательная система тоже способна обеспечивать птицу необходимым количеством кислорода, достаточным даже для перелетов через океан.

Почему птицы летают и не падают? Почему сила земного притяжения не мешает им подниматься в воздух?

У птиц много приспособлений для полета. Прежде всего, это - 1. Крылья

Разность давлений под крылом и над ним создает подъемную силу, направленную вверх и противодействующую силе тяжести. 2. Перья

Форма тела птиц - обтекаемая, во многом благодаря перьям. 4. Особенности скелета Скелет птиц Скелет птицы

Скелет птиц очень легкий, так как ряд костей содержит воздухоносные полости. В костях птиц нет красного костного мозга, как у нас. 5. Мускулатура

Мышцы птиц запасают много кислорода за счет высокого содержания белка миоглобина. 6. Двойное дыхание

У птиц мощный мозжечок, ведь этот орган отвечает за координацию движений, так необходимую в полете.

Есть мнение, что птицы произошли от некрупных динозавров. Это были хищные динозавры с двумя мощными ногами и маленькими передними конечностями. Для того чтобы ловить летающих насекомых, они должны были высоко подпрыгивать и сшибать насекомых передними конечностями. Постепенно чешуя преобразовалась в перья, хвост укоротился, на нем появились длинные перья. Хвост для птицы очень важен, он выполняет роль руля и тормоза.

Постепенно у них появилась способность к полету. На лету птицы могут ловить насекомых, а также находить питание высоко на деревьях: ягоды, семена. Умение летать позволяет птицам спасаться от хищников и выбирать комфортное место для жизни и выведения потомства.

Строение тела птицы хорошо приспособлено к полету.

Крыло устроено так, что разница давлений под крылом и над ним создает подъемную силу. Эта сила и удерживает птицу в воздухе. Благодаря перьевому покрову форма тела у птицы обтекаемая, что имеет очень большое значение при полете, так как воздух легко, без сопротивления обтекает туловище птицы.

Перья очень легкие-внутри они полые. А также прочные и теплые, благодаря специальной смазке они не намокают. Кроме того, перья образуют равномерный слой, который защищает птицу от холода и от вредного воздействия окружающей среды.

Кости у птиц тоже легкие и прочные. Стенки у костей тонкие, а внутри они полые, поэтому скелет птицы легкий. У птицы сильно развиты мышцы, что также обеспечивает работу крыльев.

Когда птицы летают , они потребляют гораздо больше кислорода, для этого у них кроме легких имеются воздушные мешки. Птица использует двойное дыхание, которое увеличивает снабжение организма кислородом.

Птицы очень хорошо приспособлены к полету, но не все птицы летают. Например, пингвины не умеют летать, но зато умеют хорошо нырять и плавать, ведь основной их пищей является рыба, а для того, чтобы ее поймать не надо уметь летать.

Итак, на вопрос: почему летают птицы , можно ответить: «так они приспособились к условиям жизни»