Особенности скелета головы птиц связанные с полетом

Особенности строения скелета и мускулатуры птиц, связанные с полетом

Скелет птиц состоит из нескольких отделов: черепа, позвоночника, поясов конечностей и конечностей. Он легкий благодаря наличию в костях воздухоносных полостей. У нелетающих и ныряющих птиц он тяжелый. По сравнению с пресмыкающимися у птиц увеличивается прочность скелета за счет срастания костей 105.

В черепе птицы различают округлую черепную коробку, вмещающую головной мозг, очень большие глазницы, беззубые верхнюю и нижнюю челюсти — костную основу клюва. В нем все кости, кроме нижней челюсти, срастаются вместе, так как при клевании череп испытывает большую нагрузку.

Шейный отдел позвоночника длинный, а позвонки в нем особой, седловидной формы. Поэтому он гибкий, и птица может свободно поворачивать голову назад на 180° или клевать пищу вокруг себя, не приседая и не поворачивая тело.

Грудные позвонки почти неподвижны, поясничные и крестцовые прочно срастаются между собой и служат надежной опорой туловищу. Это особенно важно во время полета.

Несколько последних, хвостовых позвонков у птицы срастаются в одну копчиковую кость, служащую основой для прикрепления рулевых перьев.

Грудную клетку у птиц образуют позвоночник, ребра и широкая грудная кость — грудина, похожая на лодку: грудина имеет снизу высокий гребень — киль, к нему прикрепляются мышцы, опускающие и поднимающие крылья.

К грудным позвонкам прикреплены ребра. Ребро птицы состоит из двух частей. Верхняя часть его подвижно скрепляется с позвоночником, нижняя — с грудной костью 105.

Пояс передних конечностей слагается у птиц из трех парных костей: вороньих, лопаток и ключиц. Ключицы срастаются своими нижними концами и образуют вилочку. Скелет крыла птицы состоит из одной плечевой кости, двух костей предплечья — локтевой и лучевой — и нескольких костей кисти.

В отличие от пятипалой передней конечности,характерной для большинства земноводных и пресмыкающихся, передняя конечность птицы — крыло — имеет только три пальца. Несколько мелких косточек кисти срастаются друг с другом и образуют одну сложную кость. Сокращением числа пальцев, а также слиянием мелких костей кисти достигается прочность этого отдела крыла, который несет самую большую нагрузку при полете. Вилочка в поясе передних конечностей увеличивает прочность и одновременно смягчает толчки при взмахе крыльев.

Пояс задних конечностей состоит из трех пар тазовых костей, которые срастаются в одно целое с поясничным и крестцовым отделами позвоночника и первыми хвостовыми позвонками. По бокам тазовых костей расположены суставные ямки, к которым подвижно причленяются задние конечности.

В ноге различают довольно толстое бедро, более тонкую и длинную голень, состоящую из двух сросшихся костей, цевку и пальцы. Цевка характерна только для птиц. В ней несколько мелких костей стопы срослись в одну кость. К нижнему концу цевки причленяются кости пальцев. Цевка способствует поднятию тела над поверхностью и смягчает толчок при приземлении после полета.

Мускулатура.

Самые крупные мышцы в теле всех летающих птиц — парные большие грудные мышцы. Их масса такая же, как у всей остальной мускулатуры. Эти мышцы берут начало на грудной кости и ее киле, а заканчиваются на плече. Боковые поверхности киля служат местом прикрепления этих самых сильных мышц птицы. Основная работа грудных мышц — опускание крыльев. Поднимают крылья другие, менее сильные подключичные мышцы, расположенные под большими грудными. Хорошо развиты также мышцы ног. Через суставы ног перекинуты сухожилия, концы которых проходят в пальцы. Когда птица, сидя на ветке, приседает, эти сухожилия натягиваются, пальцы сгибаются и плотно охватывают ветку. Поэтому птицы могут не только сидеть, но и спокойно спать, не падая с ветки. К ребрам и их отросткам прикрепляются межреберные мышцы, которые обеспечивают изменение объема грудной клетки птицы при дыхании.

Мышцы шеи у птиц участвуют в движении головы — в поворотах, поднимании и опускании ее.

Источник



Внутреннее строение птиц (скелет и мускулатура)

Скелет птиц легкий, потому что многие кости содержат полости, заполненные воздухом. Выделяют скелет головы (череп), туловища (позвоночник и грудная клетка), конечностей и их поясов (рис. 210). Кости черепа плотно срастаются между собой и только нижняя челюсть подвижна. Мозговой отдел черепа имеет больший объем, чем у пресмыкающихся, что связано с лучшим развитием головного мозга. Челюсти удлинены и покрыты роговыми чехлами. Это создает совершенный аппарат для захвата пищи, ведь зубов птицы не имеют.

Строение позвоночника птиц имеет особенности, связанные с полетом. Шейный отдел, достаточно гибкий и подвижный, образован большим количеством позвонков (от 11 до 25). Позвонки грудного отдела срас­таются между собой и со сложным крестцом. Сложный крестец — результат срастания поясничных, крестцовых и части хвостовых позвонков. Он создает опору тела. Хвостовой отдел позвоночника состоит из нескольких свободных позвонков и копчиковой кости, об­разованной срастанием последних хвостовых позвонков.

К грудным позвонкам прикрепляются ребра, вместе с грудиной формирующие грудную клетку. Каждое ребро состоит из двух отделов (спинного и грудного). Они полуподвижно соединены между собой и образуют угол, направленный своей вершиной назад. Благодаря сокра­щению грудных мышц меняется величина угла между отделами ребер и, соответственно, объем грудной клетки. Грудина большинства птиц имеет плоский вырост — киль, к которому прикрепляются грудные мышцы, приводящие крылья в движение.

Источник

Особенности скелета головы птиц связанные с полетом

Скелет птицы: особенности строения

MariC
Птицы — единственная группа позвоночных, если не считать летучих мышей, которые способны летать, а не просто парить на потоках воздуха. Эта способность получена ими в результате эволюционных изменений скелета.

Содержание статьи

  • Скелет птицы: особенности строения

Птицы – удивительные создания. Большинству из них природа даровала способность пользоваться всеми тремя стихиями – и воздухом, и землей, и водой. Способность эта обусловлена особенностями строения скелета и мускулатуры птиц, наличием перьевого покрытия.

Чем же скелет птиц отличается от скелетов других живых существ, в чем его особенности?

Особенности строения скелета птиц

Именно птицы были первыми теплокровными животными на Земле. Произошел этот вид от пресмыкающихся, на сегодняшний день в нем насчитывается 40 отрядов, которые, в свою очередь, состоят более чем из 200 семейств.

Особенность в строении скелета птиц заключается в том, что в нем ярко выражена приспособленность к полетам. Он состоит из тонких, плоских и губчатых костей. Полости в них заполнены либо воздухом, либо костным мозгом, в зависимости от того, какие функции они выполняют.

В ходе археологических раскопок ученые находят скелеты представителей этого класса животных, которые прекрасно сохранились, и объясняют их прочность и устойчивость к внешним разрушителям именно их строением.

Скелет любой птицы разделен на несколько так называемых поясов, каждый из которых выполняет определенные функции и несет определенную нагрузку. Благодаря тому, что нагрузка распределяется правильно, птицы и способны летать, а не просто парить на потоках воздуха. Многие из них могут летать против ветра, причем довольно сильного.

Кроме этого, скелет отвечает и за безопасность особи – шейный его отдел необычайно подвижен, голова большинства птиц может моментально поворачиваться сразу на 180˚. Это помогает не только отслеживать пространство вокруг и вовремя замечать опасность, но и продуктивно охотиться.

Эволюционные изменения скелета птиц

Свое начало птицы берут в ветке архозавров, которая на сегодняшний день уже не существует, то есть они остались ее единственными представителями. Архозавры были промежуточным звеном между рептилиями и птицами. Для их скелета были характерны укороченные передние конечности и удлиненные задние, как и у современных представителей класса птиц. Основное и единственное отличие – у архозавра еще был длинный хвост. Передние конечности, аналоги крыльев птиц, архозавр, по мнению ученых, использовал для того, чтобы при движении цепляться за ветви деревьев. Летать это животное не могло.

Не все этапы эволюции птиц ученым удалось отследить. Есть гипотезы, что в этой же ветке берут начало и другие классы животных. Это подтверждено фактами – у некоторых из видов строение скелета похоже на строение скелета птиц, есть аналогичные «узлы» в мышечных тканях, неразвитые приспособления для полета и парения. Яркий тому пример – хамелеон и другие подвиды ящериц.

Эволюция птиц отражена даже в фольклоре некоторых народностей. Переходный этап представляют драконы, славянский змей-горыныч и другие персонажи. Интересно то, что и многие научные гипотезы эволюции птиц и их скелета подтверждают сказочные варианты развития событий.

Строение скелета птиц

Скелет птиц отличается от скелетов других живых существ и внешними, и внутренними признаками. Внешние отличия – форма тела и скелета, расположение глазниц на черепе, отсутствие ушного входа (раковины), повышенная цепкость пальцев на нижних конечностях, крылья.

Скелет птицы состоит их нескольких поясов:

  • череп и шейный пояс,
  • пояс передних конечностей,
  • тазовый пояс.

Череп современных птиц аналогичен черепу их древних сородичей рептилий. Он состоит из затылочной части, надклювья, подклювья и подъязычного аппарата. Затылочную часть образуют четыре кости – основная, две боковых и верхняя. Сочленение черепа с позвоночником обеспечивает затылочный мыщелок, который расположен под затылочным отверстием. Крыша и бока мозговой коробки закрыты парными костями – лобными, чешуйчатыми, теменными и клиновидными боковыми. Дно черепа образует покровная клиновидная кость.

Сложной частью черепа у птиц считается клюв. Его образуют множество мелких костей – гребень и носовые кости, парные скуловые и квадратно-скуловая, нижняя дуга, передне-ушные кости, сочленовая и зубная части, подъязычное удлиненное тело.

Пояс передних конечностей скелета птицы – это сложная конструкция, образованная лопаткой, ключицей, коракоидом. Особенность этого отдела скелета птиц, позволяющая летать, заключается в том, что плечевая кость очень большая и мощная. Этот фактор обеспечивает устойчивость крыла при нагрузках, характерных для полета.

Тазовый пояс скелета птицы образуют сросшиеся седалищные, подвздошные и лобковые кости. Задние конечности, слаборазвитые в плане размера, но прочные, состоят из трубчатых костей. В структуре лап птиц есть так называемая цевка, которая является добавочным рычагом, значительно увеличивающим шаг. У большинства видов птиц количество пальцев на лапах составляет 4, но у некоторых подвидов орнитологи отмечают редукцию – когда под воздействием внешних факторов изменяется их количество. Яркие примеры страусы – у некоторых видов на лапах 3 пальца, у некоторых всего 2.

Еще одна уникальная особенность строения скелета птиц – практически сросшиеся позвонки в его основании. Самый подвижный отдел позвоночника птицы – шейный. Череп способен поворачиваться моментально на 180˚. Малоподвижные грудные позвонки соединяются с крестцовым отделом, который абсолютно неподвижен и отвечает за способность птицы ходить. За ним следует пигостиль – хвостовой отдел позвоночника, превратившийся в ходе эволюционных изменений в единую копчиковую кость.

Мускулатура и скелет птиц — единое целое

Птица – удивительное создание природы, в ходе эволюции которой произошли изменения не только в строении скелета, но и в строении мускулатуры и принципах ее соединения с костной основой.

Самая развитая группа мышц у птиц – грудной отдел. Мышечные ткани плотно крепятся к костной основе особей благодаря так называемому килю, костному наросту в области грудины. Грудные мышцы у некоторых видов составляют 1/5 часть от общей массы тела. Именно они отвечают за способность опускать и поднимать крылья, то есть за способность летать.

На втором месте по уровню развития и степени крепления на скелете – мышцы задних конечностей птицы. Для этой области мышечной системы характерно наличие прочных, но подвижных сухожилий, с помощью которых особи закрепляются на ветках, проводах и могут удерживаться на них длительное время. Хватательная функция – одна из самых важных функций мышечной системы нижних конечностей птиц. У некоторых видов этого класса животных мышцы лап (ног) развиты лучше, чем мышцы передних конечностей, отвечающие за полет. Сильная сторона таких видов – ноги, и они, как правило, не летают. Самый известный представитель группы – страус.

Перья птиц и их значение

За способность летать отвечает не только скелет с особенным строением и мышцы птицы, но и перьевая система. Она образована пуховыми и контурными перьями. Пуховые отвечают за теплообмен, а контурные – за передвижение и защиту.

Летают птицы при помощи маховых контурных перьев. Большая часть их расположена на крыльях, есть они и на хвосте особей. Хвостовые контурные перья выполняют роль своеобразного руля, направляющего при парении.

Источник

Скелет и мускулатура птиц

Скелет птиц имеет ряд особенностей в связи с приспособлением к полёту. Кости скелета тонкие, прочные и одновременно лёгкие из-за наличия в них воздушных полостей.

Строение скелета птиц на примере голубя

Скелет состоит из трёх отделов: скелет головы, скелет туловища, скелет конечностей и их поясов.

Череп имеет большой мозговой отдел, в котором с двух сторон расположены огромные округлые впячивания – глазницы. Спереди находятся верхние и нижние челюсти, образующие клюв. Все кости черепа срастаются, не оставляя швов. В результате формируется прочный и лёгкий череп обтекаемой формы.

Позвоночник, как и у пресмыкающихся, состоит из пяти отделов. Шейный отдел имеет большое число позвонков (от девяти до двадцати пяти). Позвонки соединяются друг с другом подвижно. Как правило, птицы могут поворачивать голову на 180 градусов, а совы на 270. Грудные позвонки срастаются между собой. К каждому из них прикреплены рёбра, состоящие из двух подвижно соединённых частей. Рёбра доходят до грудины и соединяются с ней подвижно. Благодаря этому грудина с помощью соответствующих мышц при дыхании то приближается, то удаляется от позвоночника, что изменяет объём грудной клетки. Спереди грудина имеет высокий продольный вырост – грудной киль, который служит местом прикрепления мощных летательных мышц. У нелетающих бегающих птиц, например у страусов, киль отсутствует.

Позвонки поясничного, крестцового и части хвостового отделов срослись друг с другом и образовали сложный крестец, характерный только для птиц. Вместе с костями таза он даёт прочную опору задним конечностям. Хвостовой отдел имеет от 6 до 9 позвонков, которых соединены подвижно, а последние срослись и образовали копчиковую кость. Копчик – место прикрепления хвостовых перьев.

Пояс передних конечностей – плечевой – образован, как и у большинства позвоночных, тремя парными костями: саблевидными по форме лопатками, мощными вороньими костями и ключицами, сросшимися друг с другом нижними концами. Плечевой пояс образует надёжную опору для крыльев.

Скелет передних конечностей – крылья – содержит все типичные для наземных позвоночных кости: плечо, предплечье, состоящее из лучевой и локтевой костей, и кисть. В кисти имеются только три недоразвитых пальца, самый большой из них – средний.

Движение костей крыла происходит только в одной плоскости, что предотвращает их выворачивание при полёте.

Пояс задних конечностей – таз – образован тремя парами сросшихся костей: подвздошными, седалищными и лобковыми. Лобковые и седалищные кости не срастаются между собой, а заканчиваются свободно. Такой таз называется открытым. Он позволяет птице откладывать яйца крупных размеров.

Скелет задней конечности состоит из бедра, голени, включающей большую и малую берцовые кости, цевки и пальцев. Цевка образована сросшимися костями ступни. Она значительно удлиняет задние конечности, увеличивая длину шага птицы. У большинства видов задние конечности имеют четыре пальца, три из которых направлены вперёд, один – назад. На конце каждого пальца, как правило, имеется роговой коготь.

Мышцы птиц разнообразны. Самыми крупными являются большие грудные мышцы. Их масса достигает 25% от общей массы тела птицы. Одним концом они прикрепляются к грудине, другим – к плечу. Их сокращение опускает крыло.

Подъём крыла осуществляется сокращением подключичных мышц, лежащих под большими грудными. К рёбрам прикреплены межрёберные мышцы, работа которых изменяет объём грудной клетки при дыхании. Хорошо развиты мышцы шеи, а также подкожная мускулатура, поднимающая и опускающая перья. При передвижении по суше вся тяжесть тела переносится на тазовый пояс и задние конечности. Поэтому ноги имеют сложную мускулатуру, включающую до 35 мышц.

Особую роль для удержания сидящей на ветке птицы играет мышца ног, сгибающая пальцы. Она находится на передней стороне бедра, а к пальцам от неё идёт длинный тонкий прочный тяж – сухожилие. У сидящей на ветке птицы без мускульного усилия натягиваются сухожилия и пальцы сгибаются. Это даёт птицам возможность отдыхать или спать на ветви, расслабив мускулатуру всего тела.

Птицы совершают разнообразные виды движений. Они могут ходить (голуби, вороны), бегать со скоростью более 50 километров в час (страусы), прыгать (воробьи), лазить вертикально по стволам деревьев (поползни). В ветвях деревьев они передвигаются прыжками, иногда помогая себе взмахами крыльев. У видов, ведущих древесный образ жизни, например у попугаев, задние конечности преобразовались в хватательные – два пальца направлены вперёд и два назад, чтобы птице было удобно сидеть на ветке.

Многие виды приобрели способность плавать. Одни из них, находясь в воде, кормятся и отдыхают, например, утки, гуси. Другие научились нырять и добывать пищу на дне или в толще воды (пингвины, бакланы и зимородки).

Однако типичная форма движения птиц, определившая основные черты их строения, – это полёт. Летящая птица внешне похожа на самолёт. У неё есть корпус – туловище, несущие плоскости – крылья, руль – хвост, убирающиеся в полёте шасси – ноги. Главная роль в полёте принадлежит крыльям, на которых расположены большие, упругие и прочные контурные перья – маховые. Они образуют несущую плоскость крыла, создают тягу и подъёмную силу.

Для взлёта птица разбегается, или подпрыгивает, или взлетает с возвышения, что обеспечивает её начальную скорость движения.

У птиц различают машущий и парящий виды полёта. При машущем полёте птица ритмично поднимает и опускает крылья. У большинства крупных птиц, например у аиста, цапли, взмахи крыльев редкие и спокойные. Для мелких птиц характерны частые взмахи крыльев. Так, крошечные птицы тропической Америки – колибри – совершают до 50 взмахов в секунду, что позволяет им зависать на одном месте и успевать высосать нектар из цветка.

Второй вид полёта – парящий, при котором птица с распростёртыми неподвижными крыльями парит в вышине, используя восходящие токи тёплого воздуха, идущего от нагретой солнцем земли (грифы, канюки). Долго паря в воздухе, птица отыскивает добычу, затрачивая меньше энергии, чем при машущем полёте.

Скорость полёта птиц разная. Лесные мелкие воробьиные птицы летают со скоростью 25–40 километров в час. Голуби – 30–60, стрижи 100– 120 километров в час. При пикировании с высоты крупные соколы развивают скорость до 350 километров в час.

Благодаря способности к полёту птицы совершают близкие и дальние перелёты к местам кормёжки, гнездования и зимовки.

Подведем итог. Скелет птиц имеет ряд особенностей в связи с приспособлением к полёту.

· Он лёгкий (так как полости костей заполнены воздухом) и прочный (происходит срастание многих костей).

· У летающих птиц на грудине для прикрепления грудных мышц образовался специальный вырост – киль.

Источник

Adblock
detector