Нервная, выделительная система и органы чувств птиц, особенности их строения и функции

Полость тела птиц почти полностью защищена грудной клеткой и широким тазом. В полости тела расположены внутренние органы.

Рисунок: Внутреннее строение сизого голубя. Пищеварительная, выделительная и дыхательная системы

Пищеварительная система птиц.

Кости челюстей покрыты снаружи роговыми чехлами, образующими клюв. Клюв разнообразен по величине и форме, в зависимости от рода пищи и приемов ее добывания. Зубов нет, и пища проглатывается целиком, но если объем ее очень велик, то птица может отщипывать клювом кусочки. Пищевод может сильно растягиваться. Кроме того, некоторые птицы могут набить его пищей до самого верха, не испытывая при этом особого беспокойства. У некоторых птиц (например, голубя) в конце пищевода имеется расширение — зоб, служащий для временного запасания пищи. Желудок состоит из двух отделов. В первом из них — железистом — происходит выделение желудочного сока, под влиянием которого пища размягчается. Второй отдел –мускульный – имеет толстые стенки, в нем пища перетирается. Этому способствуют мелкие камешки, проглоченные птицей. Переваривание происходит быстро, даже у птиц, питающихся жесткими сухими зернами, — всего за 2—3 ч. Это объясняется тем, что поддержание постоянной высокой температуры и полет требуют большого количества энергии. Поэтому птицы едят часто и вообще большую часть времени проводят активно, добывая корм. Кишечник заканчивается в клоаке. Туда же открываются выводные пути органов размножения и мочеточники, из которых поступают продукты выделения из почек (кашицеобразная мочевая кислота).

Дыхательная система птиц

Помимо легких у птиц еще имеются воздушные мешки – полости, расположенные всюду, где имеются пространства между органами. Они соединены с легкими. В покое птица дышит, сжимая и расширяя грудную клетку. В полете же, при работе крыльев, сжимаются и расширяются воздушные мешки, воздух из которых проходит через легкие. Поэтому чем чаще работают крылья, тем интенсивнее происходит циркуляция воздуха. Так, у голубя в покое 26 дыханий в минуту, а в полете – 400. Поэтому птица во время полета не задыхается. Кроме того, воздух, заходя в воздушные мешки, расположенные между различными органами, охлаждает их, избавляя тело птицы от перегрева.

Кровеносная система птиц

Кровеносная система состоит из четырехкамерного сердца и двух кругов кровообращения. В сердце два предсердия и два желудочка. Поэтому артериальная и венозная кровь полностью разделена и во все органы, кроме легких, поступает чистая артериальная кровь. Сердце мощное и способно усиливать свою работу в десятки раз. Так, у голубя в покое оно сокращается 165 раз в минуту, а в полете – 550 раз. Поэтому и обмен веществ протекает очень интенсивно и температура тела у птиц в среднем около 42 °С, а у некоторых доходит до 44,5 °С.

Рисунок: Внутреннее строение сизого голубя. Кровеносная система.

Органы чувств птиц

Лучше всего развито зрение – при быстром движении в воздухе только при помощи глаз можно с далекого расстояния оценить обстановку. Чувствительность глаз очень большая. У некоторых птиц она в 100 раз больше, чем у человека. Кроме того, птицы могут хорошо видеть предметы, находящиеся вдали, и различать детали, находящиеся всего в нескольких сантиметрах от глаза. Птицы обладают цветным зрением, развитым лучше, чем у других животных. Они различают не только основные цвета, но и их оттенки, сочетания.

Птицы хорошо слышат, а вот обоняние у них слабое.

Рисунок: Головной мозг птицы

Нервная система птиц

В головном мозге хорошо развиты зрительные бугры среднего мозга. Мозжечок значительно больше, чем у других позвоночных, так как он – центр координации и согласованности движений, а птицы в полете совершают очень сложные движения.

По сравнению с рыбами, земноводными и пресмыкающимися у птиц увеличены полушария переднего мозга. Поэтому и поведение птиц отличается большой сложностью. Правда, многие действия их являются врожденными, инстинктивными. Таковы, например, особенности поведения, связанные с размножением: образование пары, постройка гнезда, насиживание. Однако в течение жизни у птиц появляется все больше условных рефлексов. К примеру, молодые птенцы часто совсем не боятся человека, а с возрастом начинают относиться к людям с осторожностью. Более того, многие научаются определять степень опасности: мало боятся невооруженных, а от человека с ружьем улетают. Домашние и ручные птицы быстро привыкают узнавать кормящего их человека. Дрессированные птицы способны производить по указанию дрессировщика различные трюки, а некоторые (например, попугаи, майны, вороны) научаются довольно внятно повторять различные слова человеческой речи.

Нервная система птиц, ее особенности

Окружающий мир трудно представить гармоничным без созерцания полета пернатых и звуков их щебетанья. Как отмечено специалистами, влияние птиц на жизнь человека более существенно, чем можно представить. Их роль не ограничивается только эстетикой, сельское хозяйство, к примеру, никак не может обойтись без этих помощников в борьбе с вредителями. И не стоит забывать, что в свое время они также являлись вдохновителями светлой инженерной мысли для создания летательных аппаратов. Но и это еще не все. Сегодня медицина эффективно использует пение птиц для лечения нервной системы человека. Орнитотерапию официально признали эффективной методикой по излечению нервных заболеваний, расстройств и депрессий.

Птицы – удивительные животные, подаренные природой. Но что насчет их нервной системы, как она устроена и что происходит в их голове?

Общая характеристика класса

Класс птиц – эта одна из самых многочисленных групп среди позвоночных. Их существование на земле исчисляется миллионами лет. Они являются высокоорганизованными теплокровными животными и ведут свою родословную от примитивных рептилий. Главная особенность птиц, появившаяся в процессе эволюции, заключается в способности летать, когда передние конечности преобразовались в крылья. Поверхность тела у них покрыта роговыми образованиями – перьями, которые и обеспечивают скольжение по воздуху во время полета и дают теплоизоляцию.

Пернатая группа состоит из более 10 600 видов животных и отличается большим разнообразием. Их общая характеристика включает в себя: облегченный скелет, развитые мышцы, четырехкамерное сердце, воздушные мешки (участвуют в дыхании), мочевой пузырь, размножение через откладывание яиц и интенсивный обмен веществ. А сложные формы поведения и высокий уровень развития нервной системы птиц отличает их от рептилий. Кроме того, у них значительно лучше развиты органы зрения и слуха.

Особенности нервной системы птиц

В нервной системе пернатых определяются такие же отделы, что и у всех позвоночных животных. Она менее развита, чем у млекопитающих, однако присутствуют черты развитой организации. Морфологически это объясняется тем, что головной мозг птицы обладает большей массой, нежели спинной. У большинства отрядов только передний мозг составляет 52-62 % от общей массы головного, а у некоторых доходит и до 70 %, например, у попугаев.

Нервная система у класса птиц подразделяется на центральную и периферическую. И стоит отметить, что периферическая не сильно отличается от рептилий. Вся суть в организации центральной нервной системы, которая представлена головным и спинным мозгом, и спинномозговыми узлами.

По своей функциональности нервная система птиц от рыб, земноводных, пресмыкающихся и млекопитающих ничем не отличается. Перед ней стоят такие же задачи: объединение всех систем организма в единое целое, регулировка работы органов и обеспечение связи с внешней средой.

Устройство головного мозга

Должный уровень развития головного мозга дает птицам возможность нарабатывать определенные формы поведения и адаптироваться к разным ситуациям. Он представлен следующими органами: большой мозг (два полушария), средний мозг, мозжечок и продолговатый мозг. При этом большой мозг птиц в отличие от пресмыкающихся обладает куда более развитыми полушариями, что является следствием разрастания и укрупнения полосатых тел. Он сильно развит и практически прикрывает все отделы, за исключением мозжечка. По этой причине средний мозг сверху не виден, он оттеснен все больше в стороны и вниз. У коры полушарий большого мозга борозды и извилины отсутствуют, помимо сильвиевой борозды.

Мозжечок достаточно крупный и хорошо сформирован у всех птиц. Его верхний слой полностью слагается из серого вещества. Он имеет складчатое строение и заключает в себе развитый червячок с продольными бороздами и малые боковые полушария. Спереди он вплотную граничит с краями полушарий большого мозга, а сзади закрывает заметную часть продолговатого мозга. Будучи связан со всей центральной нервной системой, мозжечок является центром управления движений и равновесия.

Продолговатый мозг

К функции продолговатого мозга относится роль посредника проходящих импульсов, которые исходят от выше находящихся отделов головного мозга к спинному мозгу и в обратной связи. Продолговатый мозг несколько утолщен и имеет относительное искривление с нижней стороны. Эта часть мозга отличается от других тем, что его серое вещество раскинуто среди белого в виде своеобразных скоплений – ядер. В особых ядрах сосредоточены нервные центры, наиболее важные для жизни птиц: секреции пищеварительных желез, сердечной деятельности и дыхания, центры регулирования обменных процессов и защитных реакций. Их разрушение приводит животное к моментальной смерти.

Также в функции продолговатого мозга лежит участие в поддержании тонуса мышц. Регулярные импульсы поступают от внутреннего уха к продолговатому мозгу, и он, не без участия среднего мозга, способствует поддержанию необходимого положения тела птицы в пространстве. Продолговатый мозг, без каких либо четких границ, перетекает в верхней своей части в ножки большого мозга, в нижней – в спинной.

Спиной мозг

Строение спинного мозга нервной системы птиц во многом схоже с млекопитающими. Видом он напоминает форму шнура белого цвета и проходит по всей длине станового хребта, преступая от первого шейного позвонка и завершая изящной струной в канале крестца. Имеются два небольших уплотнения – шейное и пояснично-крестцовое, обеспечивающие начало нервам грудных и тазовых конечностей соответственно.

Спинной мозг исполняет обязанность главного регулирующего органа, является проводником нервных сигналов, поступающих к верхним отделениям центральной нервной системы, и, соответственно, дает обеспечение обратной связи. Практически все двигательные нервы полагают свой путь из спинного мозга. При его посредничестве активизируются мышцы тела и конечностей, также стимулируются гладкие мышцы сосудов, группы мышц, задействованных в дефекации, и другие.

Черепно-мозговые нервы птицы

Черепно-мозговой нерв берет свое начало от головного мозга и проходит через отверстие черепа. У птиц, как и у рептилий, и млекопитающих, в наличии имеется 12 пар черепно-мозговых нервов, но некоторые из них слабо развиты. Все нервы специализированы и преимущественно обеспечивают органы головы, исключение составляет лишь блуждающий нерв.

Обонятельный нерв (1 пара) – определяет чувствительность к запахам.
Зрительный нерв (2 пара).
Глазодвигательный нерв(3 пара) – двигательный.
Блоковый нерв(4 пара) – двигательный.
Тройничный нерв (5 пара) – сенсорная и двигательная функции.
Отводящий нерв (6 пара) – двигательный.
Лицевой нерв (7 пара) – двигательная и сенсорная функции, у птиц развит слабо.
Слуховой нерв (8 пара) – функции слуха и ориентации во внешней среде.
Языко-глоточный нерв (9 пара).
Блуждающий нерв (10 пара) – сенсорно-двигательный, относится к одному из сегментов вегетативной нервной системы, один из самых крупных черепно-мозговых нервов.
Добавочный нерв (11 пара) – двигательная функция, снабжает нервами мышцы шеи и спины.
Подъязычный нерв (12 пара) – управление мышц языка.

Вегетативная нервная система

Вся нервная система птицы по функциональному признаку подразделяется на соматическую (обслуживающую аппарат движения) и вегетативную, нервные волокна которой проводят импульсы к исполнительным органам. И если соматические нервы выступают только от участков спинного мозга, то вегетативные нервы – из разных частей центральной нервной системы. Они движутся ко всем внутренним органам, но, не достигнув цели, вступают в реакцию соединения с нейронами, чьи нейриты подступают к определенному иннервируемому органу. Образовавшееся соединение нейронов представляет вегетативный узел – ганглий.

Вегетативная нервная система птиц регулирует и адаптирует состояние органов всего организма, приспосабливая их к единой общей деятельности и внешним условиям окружающей среды.

Органы чувств и нервная система птиц

Главенствующая роль жизненных процессов каждого организма отводится нервной системе. С ее помощью осуществляется связь организма с внешней средой, когда поступающие раздражения фиксируются органами чувств. У пернатых они представляют достаточно сложный механизм, заключающий в себе рецепторный, проводниковый и центральный отделы. Центральный отдел расположен в коре больших полушарий головного мозга, где воспринимаются и тщательно анализируются приходящие раздражения.

Рецепторы (нервные окончания) представляют периферическую часть органов чувств и размещены по всем частям организма птицы. К ведущим органам чувств относят рецепторы сетчатки глаза и внутренней части уха. Они отвечают только на определенные раздражители, световые и звуковые соответственно. По функциональности все рецепторы имеют разделения: тактильные, фонорецепторы, фоторецепторы, барорецепторы и другие. Также рецепторы различаются по своей внешней форме и строению: валики, колбочки, пробки, спирали, пластинки и другие. Самым сложным строением обладают рецепторные отделы глаза и слухового канала.

Проявление интеллекта

Мозг птиц существенно уступает высшим млекопитающим в развитии коры больших полушарий. Но исследования показали, что его функциональные свойства заслуживают внимание. В решении разного рода задач птицы продемонстрировали такие формы поведения, которые порой превосходили млекопитающих, имеющих более развитую кору головного мозга. Это позволяет сделать выводы: у пернатых определяется развитый интеллект.

При коммуникации друг с другом птицы используют различные звуковые сигналы, в которые вкладывают смысл: опасности, агрессии, помощи, симпатии. Явные умственные способности они показали в постижении счета, при приемах добывания корма, обучению песне у певчих и человеческому языку попугаями. Если говорить кратко, нервная система птиц, имея более сложную организацию головного мозга, определяет их поведение и развитие многочисленных инстинктов. А в результате последних психологических исследований мозга птиц стало известно, что некоторые виды птиц интеллектом уступают только человеку.

Строение внутренних органов птиц

Общая характеристика

Представители класса пернатых имеют покрытое перьями тело, температура которого постоянно высокая. Животные невероятно подвижны и мобильны. Благодаря умению летать (большинство представителей класса) и тому, что практически все представители класса обладают ярко выраженным стремлением заботиться о потомстве, они распространились по всему земному шару. В настоящее время насчитывается более 9 тысяч видов птиц.

Рис 1. Птица в полёте

Внешнее строение птиц

Тела любой птицы состоит из обязательных элементов:

голова;
шея (подвижная);
туловище (каплевидное);
конечности (ноги и крылья).

Позвоночник шейного отдела птиц имеет особое строение, благодаря которому птицы могут вращать головой на 180 градусов.

У различных видов могут присутствовать различные наростания на клюве, голове и ногах (реже перьях). Это может быть бахрома, гребень, перепонки, шпоры и многое другое.

Кожа птиц сухая, так как кожные железы отсутствуют. Функцию смазывания перьев выполняют

копчиковая железа (водоплавающие птицы);
пудровые перья (страусы).

Кожа покрыта перьями (отсюда название класса – пернатые). Крылья не только обеспечивают возможность полёта (хвостовые и рулевые перья), но и выполняют терморегуляционные функции, которые в свою очередь обеспечивают насиживание яиц, необходимое для выведения потомства. Крылья бывают трёх типов:

пуховые (это терморегуляция);
контурные (обеспечение плавного полёта);
волосовидные (отвечают за осязание).

Различный цвет птичьих перьев обусловлен наличием в них разного типа пигментов.

Рис 2. Внешнее строение птиц

Строение скелета

Строение скелета птиц похоже на строение скелета любого другого животного. У них есть рёбра, плечевые кости, предплечья, таз, кости голени и кости бедра. Но, так как это летающие животные, имеющие крылья, то у них есть и особые кости:

воронья кость;
киль (расположен на грудине);
цевка;
хвостовые позвонки.

Внутренние системы

Строение внутренних органов птиц отличается от внутреннего строения других животных. Это опять же обусловлено тем, что птицы имеют склонность к длительному полёту.

Рис 3. Внутреннее строение птиц

Птицы имеют семь внутренних систем, которые взаимосвязаны друг с другом:

костно-мышечная системы (кости птиц лёгкие, полые; объём черепа – большой; к грудинному килю крепятся самые крепкие мышцы – мышцы крыла; благодаря особому строению мышц и сухожилий конечностей птицы могут спать, сидя на ветке, обхватив её пальцами);
пищеварительная система (строение: клюв, в котором нет зубов – пищевод, способный растягиваться – зоб, в котором некоторые виды пернатых хранят запасы пищи – желудок, состоящий из двух отделов: железистого и мускульного – кишечник – клоака);
дыхательная системы (у птиц, которые вынуждены летать, есть не только лёгкие, но и дыхательные мешки, которые обеспечивают нормальное дыхание и поступление кислорода в лёгкие во время долгого полёта; например, голубь во время полёта делает до 400 вдохов, а в режиме покоя всего 26);
кровеносная система (наиболее сложная, состоит из двух кругов кровообращения, отдельных друг от друга и четырёхкамерного сердца с двумя желудочками и двумя предсердиями; сердце у птиц бьётся часто, особенно во время полёта, кровь максимально насыщена сахарами и кислородом, но метаболизм у птиц также очень быстрый);
нервная система и органы чувств (лучше всего развито зрение и слух, обоняние развито слабо; увеличен мозжечок, отвечающий за координацию, глазные узлы и передний мозг; в основном поведение птиц инстинктивно, но некоторые особи способны к обучению);
выделительная система (состоит из мочеточника, выходящего в клоаку; мочевого пузыря у птиц нет);
половая система (различна у самцов и самок; яйцекладка – основной способ размножение птиц; яйцеклетка самки увеличивается и постепенно превращается в яйцо, которое полностью обеспечивает зародыша птицы всеми питательными веществами; зародыши нуждаются в тепле, поэтому родители по очереди согревают яйцо теплом своего тела, пока птенец не вылупится из яйца.

Во втором отеле желудка идёт перетирание уже размягчённой пищи. Это процесс происходит быстрее из-за камешков, которые глотают птицы.

Рис 4. Птицы: от внутренних систем до внешнего вида

Что мы узнали?

Внутренне строение птиц имеет свои особенности из-за того, что птицы много времени проводят в воздухе. Хотя основные внутренние органы, кости и системы у них такие же, как и у других животных.

Строение нервной и выделительной систем птиц. Органы чувств

Птицы – это теплокровные позвоночные яйцекладущие животные, которые произошли от рептилий с лазающим образом жизни. У пернатых особое строение органов, в частности, дыхания и пищеварения, позволяющее им летать. Также эти позвоночные отличаются наличием клюва. Отдельные виды пернатых регулярно мигрируют на большие расстояния из одного региона в другой, однако, большинство видов кочуют в пределах своего ареала обитания, преодолевая небольшие расстояния. Современными учеными открыто более 8 тысяч видов птиц. Пернатые обитают во всех уголках земного шара, даже в Антарктиде.

Органы чувств

Птицы обладают широким полем зрения с высокой остротой. Поэтому глаза для пернатых – основной орган чувств для ориентации в пространстве. Многие пернатые лучше, чем другие позвоночные, видят вдаль. Например, сокол-сапсан может разглядеть свою добычу на расстоянии более 1 километра. А некоторые пернатые способны видеть окружающий мир под углом в 360 градусов. Объясняется такая уникальная способность тем, что у пернатых в сетчатке глаза сосредоточено намного больше восприимчивых к свету клеток, чем у других позвоночных.

Сетчатка глаза у птиц восприимчива к ультрафиолету (тетрахроматия) – то есть позволяет видеть модель, состоящую из красного, зеленого и синего цветов. Еще одной особенностью строения глаза пернатых является способность улавливать синий цвет, позволяя, таким образом, буквально видеть магнитное поле Земли. Хрусталик этого органа чувств настолько гибкий, что птицы могут разглядеть предметы даже под водой.

Как и у рептилий, у птиц, помимо наружных подвижных век, имеется так называемое «третье веко» – это располагающаяся в переднем углу глаза подвижная мигательная перепонка. Такая перепонка у некоторых видов пернатых, которые обитают возле водоемов, может полностью закрывать глаз, а под водой для улучшения зрения выполнять функцию контактной линзы.

У большинства видов пернатых глаза малоподвижны или неподвижны вовсе, зрение в большинстве своем монокулярное, в отличие, например, от человека, у которого бинокулярное зрение. Таким зрением, как у человека, обладают только совообразные пернатые.

У птиц есть внутреннее и среднее ухо, ушных раковин нет, уши прикрыты и обрамлены перьями. Слух у пернатых очень тонкий, чего не скажешь об обонянии. Эти позвоночные животные в большинстве своём (за исключением, например, хищников) почти не различают запахов. Вкус пернатые ощущают специальными вкусовыми почками, которые располагаются у основания языка и на мягком нёбе.

Нервная система

Как и у многих живых существ на Земле, нервная система птиц делится на центральную (спинной и головной мозг) и периферическую (нервные окончания, нервы спинного и головного мозга). Нервная система пернатых и головной мозг намного лучше развиты, чем у пресмыкающихся. Это обусловлено возможностью летать и обитать в разнообразных экосистемах планеты.

Развит очень хорошо. Он регулирует все самые важные для жизнедеятельности пернатых функции – циркуляцию крови, дыхание, пищеварение.

Расположен в задней части головного мозга птиц. Имеет бОльшие, по сравнению с продолговатым мозгом, размеры. Это связано с тем, что мозжечок отвечает за координацию, которая очень важна для сохранения равновесия в полете.

Средний, промежуточный и передний мозг

Средний мозг у птиц находится в центральной части головного мозга, прикрыт большими полушариями, а промежуточный мозг имеет маленькие размеры и слабо развит. Передний мозг является самой объемной частью головного мозга птиц. Однако извилины в этой части мозга у птиц невелики, по сравнению с млекопитающими. Передний мозг отвечает за поведение, ориентацию в пространстве, употребление пищи, размножение и способность вить гнёзда.

Относительно короткий. Спинной мозг у птиц имеет шейное и поясничное утолщение, от которого тянутся нервы к конечностям.

Таким образом, нервная система у птиц довольна развита. Это позволяет пернатым проявлять сложные формы поведения, приспосабливаться к окружающей среде и обучаться. Например, всем известно, что некоторые виды попугаев способны воспроизводить человеческую речь, а вороны – решать сложные задачи при добывании пищи.

Выделительная система

Выделительная система у птиц представлена такими органами, как почки, мочеточники, клоака. Особенностью выделительной системы является отсутствие мочевого пузыря. Экскременты (помёт) в организме у пернатых смешиваются с мочой и выводятся через клоаку. У некоторых видов птиц, которые обитают в пустыне или на море (страусы, пустынные курочки, чайки, пеликаны), есть дополнительные органы выделительной системы – специальные солевые железы. Их функцией является выведение (через ноздри) из организма птицы избытка солей.

Системы органов птицы (пищеварительная, дыхательная, кровеносная, нервная, выделительная)

Пищеварительная система птиц (рис. 43.3) состоит из ротовой полости, пищевода, желудка с двумя отделами (железистым желудком и мускульным желудком), кишечника, открывающегося в клоаку. Мускульный желудок заменяет птицам зубы. В нем обычно находятся небольшие камешки, их птицы заглатывают специально. Сжимаясь и разжимаясь, мускульный отдел желудка разминает пищу и с помощью камешков перетирает ее. В переваривании пищи участвуют вещества пищеварительных желез (слюнных, печени, поджелудочной железы).

У голубя и многих других птиц пищевод имеет расширение зоб, где накапливаются пищевые запасы. Белая куропатка может зимой набить зоб так, что еды ей хватит на целые сутки.

Пища у птиц переваривается быстро, поэтому они едят много и часто. Непереваренные остатки сразу же выводятся в клоаку, а из нее наружу. Способность быстро освобождать кишечник является важным приспособлением птиц к полету: так тело животного облегчается.

Рис. 43.3. Пищеварительная система птицы: 1 — рот; 2 — глотка; 3 — пищевод; 4 — зоб; 5 — железистый желудок; 6 — мускульный желудок; 7 — печень; 8 — поджелудочная железа; 9 — кишечник; 10 — клоака

Дыхательная система птицы (рис. 43.4) состоит из дыхательных путей (ноздрей, носовой полости, гортани, трахеи, двух бронхов), легких и нескольких передних и задних воздушных мешков. Воздушные мешки соединены с бронхами и легкими и занимают все пространство между внутренними органами. Такое строение дыхательной системы обусловлено двойным дыханием, присущим только птицам.

При вдохе воздух по дыхательным путям поступает в легкие и одновременно в задние воздушные мешки. Газообмен происходит только в легких, воздушные мешки являются лишь резервуарами для порции воздуха. При выдохе вдыхательной системе птицы происходит три процесса одновременно. Из передних воздушных мешков воздух выходит наружу. На его место из легких поступает воздух, насыщенный углекислым газом. А в легкие из задних воздушных мешков выталкивается воздух, обогащенный кислородом. Значит, у птицы и во время вдоха, и во время выдоха в легкие поступает воздух, содержащий много кислорода. Поэтому и кровь обогащается кислородом и при вдохе, и при выдохе.

Рис. 43.4. Дыхательная система птицы: 1 — ноздри; 2 — гортань; 3 — трахея; 4 — бронхи; 5 — легкие; 6 — передние воздушные мешки; 7 — задние воздушные мешки

Непрерывный газообмен в легких — важное приспособление, обеспечивающее ор1анизм птицы достаточным количеством энергии для полета и поддержания температуры тела.

В том месте, где трахея разделяется на два бронха, у птиц расположен голосовой аппарат. Он образован перепонками в полости каждого бронха, и устройством, способным изменять диаметр этой полости. Птичьи песни — результат колебания перепонки во время выхода воздуха из бронхов в трахеи.

Кровеносная система у птиц (рис. 43.5), как и у всех наземных хордовых, имеет два круга кровообращения. Но сердце у птиц четырехкамерное — в нем артериальная и венозная кровь не смешиваются. Поэтому ко всем органам, кроме легких, поступает только обогащенная кислородом артериальная кровь. Активный образ жизни птиц, полеты, поддержание температуры тела требуют быстрой доставки кислорода и питательных веществ ко всем клеткам и удаления из них углекислого газа и вредных веществ. Скорость кровообращения, зависящая от частоты сокращений сердца, у птиц очень высока. Во время полета сердце у голубя сокращается 350 раз в минуту, а у колибри — 900!

Рис. 43.5. Кровеносная система птицы (а): 1 — сердце; 2 — артерии; .3 — вены; 4 — капилляры малого круга кровообращения; 5 — капилляры большого круга кровообращения. Сердце птицы (б): 6 — правое предсердие; 7 — правый желудочек; 8 — левое предсердие; 9 — левый желудочек

Нервная система птиц (рис. 43.6) имеет обычный для всех позвоночных план строения. Однако у птиц большие полушария головного мозга и мозжечок (рис. 43.7) значительно крупнее, чем у рептилий. Эти отделы отвечают за координацию движений, за сложные формы поведения. Материал с сайта http://worldofschool.ru

Выделительная система птиц. У птиц, в отличие от рептилий, нет мочевого пузыря. Моча из мочеточников поступает в клоаку и сразу удаляется из нее даже во время полета. Эго также дает возможность птице облегчить тело.

Нервная система и органы чувств у птиц

В строении головного мозга птиц и пресмыкающихся много общего. У обоих классов значительную часть хорошо обособленных больших полушарий переднего мозга составляют полосатые тела (corpora striata) – разрастания дна переднего мозга. В тонкой крыше больших полушарий есть скопления нервных клеток, обозначаемых как первичная мантия – архипаллиум – и гомологи элементов неопаллиума. Хорошо развит средний мозг, вместе с полосатыми телами обеспечивающий сложные формы нервной деятельности в обоих классах. Хорошо выражен изгиб мозга.

Однако в строении головного мозга птиц есть и черты более высокой организации. Прежде всего заметно возрастает общая масса головного мозга. У пресмыкающихся масса головного мозга составляет 0,01-0,4% от массы тела, у бескилевых птиц и пингвинов – 0,04-0,09, а у остальных летающих птиц – от 0,2 до 5-8% от массы тела. Масса головного и спинного мозга у пресмыкающихся примерно одинакова, у птиц масса головного мозга больше (у куриных 1,5 : 1, у голубей 2,5 : 1). У пресмыкающихся передний мозг составляет 42-52% от массы всего головного мозга. У птиц относительные размеры переднего мозга возрастают и в большинстве отрядов составляют 52-62%, а у мелких воробьиных – до 70% массы всего головного мозга (М. Ф. Никитенко, 1969).

Обонятельные доли малы и тесно примыкают к большим полушариям. На спинной поверхности промежуточного мозга, прикрытого сверху полушариями, лежит слабо развитый эпифиз, а на дне – позади хиазмы зрительного нерва – крупный гипофиз. Крупные зрительные доли среднего мозга отодвинуты в стороны налегающими на средний мозг полушариями и мозжечком. Крупный мозжечок вплотную примыкает к большим полушариям, прикрывая средний и значительную часть продолговатого мозга. Он имеет сложное складчатое. строение. Мозжечок – центр координации движений и равновесия – хорошо развит у всех птиц. Продолговатый мозг плавно переходит в спинной. У птиц 12 пар головных нервов (но одиннадцатая пара еще не четко отграничена от десятой пары), В спинном мозге птиц развиты плечевое и поясничное утолщения, а отходящие от них спинномозговые нервы при выходе из позвонков образуют плечевое и поясничное сплетения, ветви которых иннервируют мускулатуру соответствующих конечностей. Крупный головной мозг с более усложненным строением (особенно гистологическим) и соответствующие ему органы чувств обеспечивают птицам более высокий по сравнению с пресмыкающимися уровень нервной деятельности и более сложные формы поведения.

Зрение – основной рецептор дальней и ближней ориентации птиц. В отличие от других позвоночных среди них нет ни одного вида с редуцированными глазами. Глаза очень велики по относительным и абсолютным размерам: у крупных хищников и сов по объему они равны глазу взрослого человека. Увеличение абсолютных размеров глаз выгодно потому, что позволяет получить большие размеры изображения, на сетчатке и тем самым яснее различить его детали. Относительные размеры глаз, отличающиеся у разных видов, связаны с характером пищевой специализации и способами охоты. У преимущественно растительноядных гусей и куриных глаза по массе примерно равны массе головного мозга и составляют 0,4-0,6% от массы тела, у ловящих подвижную добычу и высматривающих ее на больших расстояниях хищных птиц масса глаз в 2-3 раза превышает массу мозга и составляет 0,5-3% от массы тела, у активных в сумерках и ночью сов масса глаз равна 1-5% массы тела (М. Ф. Никитенко).

У разных видов на 1 мм 2 сетчатки находится от 50 тыс. до 300 тыс. фоторецепторов – палочек и колбочек, а в области острого зрения – до 500 тыс. – 1 млн. При разном сочетании палочек и колбочек это позволяет либо различать многие детали объекта, либо его контуры при низкой освещенности. Основной анализ зрительных восприятий проводится в зрительных центрах головного мозга; ганглиозные клетки сетчатки реагируют на несколько стимулов: контуры, цветовые пятна, направления перемещений и т. д. У птиц, как и остальных позвоночных, на сетчатке есть участок наиболее острого зрения с углублением (ямкой) в его центре. У некоторых видов, питающихся преимущественно подвижными объектами, есть две области острого зрения: у дневных хищников, цапель, зимородков, ласточек; у стрижей лишь одна область острого зрения, и поэтому их способы ловли добычи на лету менее разнообразны, чем у ласточек. В колбочках находятся масляные капли – цветные (красные, оранжевые, голубые и др.) или бесцветные. Вероятно, они выполняют роль светофильтров, повышающих контрастность изображения. Очень подвижный зрачок предотвращает излишнюю засветку сетчатки (при быстрых поворотах в полете и т. п.).

Аккомодация (наводка глаза на резкость) осуществляется изменением формы хрусталика и его одновременным перемещением, а также некоторым изменением кривизны роговицы. В области слепого пятна (места вхождения зрительного нерва) расположен гребень – богатое сосудами складчатое образование, вдающееся в стекловидное тело. Основная его функция – снабжение стекловидного тела и внутренних слоев сетчатки кислородом и удаление продуктов метаболизма. Гребень есть и в глазах пресмыкающихся, но у птиц, видимо, в связи с большими размерами глаз, он значительно крупнее и сложнее. Механическая прочность крупных глаз птиц обеспечивается утолщением склеры и появлением в ней костных пластинок. Хорошо развиты подвижные веки, у некоторых птиц несущие ресницы. Развита мигательная перепонка (третье веко), двигающаяся непосредственно по поверхности роговицы, очищая ее.

У большинства птиц глаза расположены по бокам головы. Поле зрения каждого глаза составляет 150-170°, но поле бинокулярного зрения невелико и составляет у многих птиц лишь 20-30°. У сов и некоторых хищных птиц глаза смещаются к клюву и поле бинокулярного зрения возрастает. У некоторых видов с выпуклыми глазами и узкой головой (некоторые кулики, утки и др.) общее поле зрения может быть 360°, при этом узкие (5-10°) поля бинокулярного зрения образуются перед клювом (облегчает схватывание добычи) и в области затылка (позволяет оценивать расстояние до приближающегося сзади врага). У птиц с двумя областями острого зрения они обычно расположены так, что одна из них проецируется в область бинокулярного зрения, а другая – в область монокулярного зрения.

Все птицы обладают цветным зрением, распознавая не только основные цвета, но и их оттенки и сочетания. Поэтому в оперении птиц так часто встречаются яркие цветные пятна, выполняющие функцию видовых меток. Острота зрения птиц, видимо, превосходит в несколько раз остроту зрения человека. Например, сокол сапсан видит двигающуюся добычу размером с галку на расстоянии около 1 км. Птицы различают не только перемещения предметов и их контуры, но и детали формы и окраски, рисунок и фактуру поверхностей. Поэтому зрительные восприятия используются птицами и для получения разнообразной информации об окружающем мире, и как важное средство при внутривидовом и межвидовом общении.

Орган слуха, подобно органу зрения, служит у птиц важным рецептором ориентации и общения. Анатомически орган слуха сходен с органом слуха пресмыкающихся, особенно крокодилов, но благодаря мелким преобразованиям функционально он не отличается от значительно более сложного и дифференцированного органа слуха млекопитающих. Внутреннее ухо птиц отличается от внутреннего уха крокодилов лишь несколько лучшим развитием улитки – удлиненного выроста круглого мешочка – и более сложным внутренним ее строением (увеличением числа чувствующих клеток). Возрастают размеры полости среднего уха, а единственная слуховая косточка – стремечко – имеет усложненную форму, увеличивающую ее подвижность при колебаниях барабанной перепонки, имеющей у птиц куполообразную форму и большие размеры. Барабанная перепонка погружена ниже уровня кожи и к ней ведет канал – наружный слуховой проход, по краю которого у части видов птиц образуется складка кожи – зачаток наружного уха (хорошо развит у сов). Контурные перья, прикрывающие наружный слуховой проход, по структуре отличаются от перьев близлежащих участков головы и служат не только для механической защиты слухового прохода, но и для организации звукового потока (могут приподниматься, выполняя роль рупора у открывшегося слухового прохода, или, наоборот, прижиматься, пропуская лишь звуковые волны ограниченного диапазона и т. п.).

Птиц с плохо развитым слухом, видимо, нет. Большинство видов слышит в большом диапазоне – от 30 до 20 тыс. Гц, т. е. примерно в диапазоне обостренного человеческого слуха; некоторые виды, вероятно, способны воспринимать и ультразвуки до 35-50 кГц, присутствующие и в их голосе. В этом диапазоне орган слуха проявляет особую чувствительность к биологически важным для данного вида звукам (сигналам своего вида, звукам, издаваемым более обычными пищевыми объектами или врагами, и т. п.). Многие птицы с большой точностью (2-3°) способны определять положение источника звука. Особенно высока точность звуковой локации (около 1°) у сов, которые успешно ловят добычу “на слух”, не видя ее. У немногих птиц (гуахаро из козодоеобразных, стрижи саланганы), гнездящихся в глубоких темных пещерах, обнаружена звуковая локация: издавая в слышимом, а не ультразвуковом, как летучие мыши, диапазоне (1,5-7 кГц) отрывистые звуки и улавливая их отражение, птицы в темноте облетают препятствия и находят свое гнездо на слух.

Острый слух и способность к акустическому анализу сочетается у птиц со способностью издавать разнообразные звуки, несущие емкую и биологически важную информацию (звуки общения родителей и птенцов, сигналы тревоги, звуки и позы, регулирующие территориальные отношения, взаимоотношения партнеров и т. д.). Голос и слух обеспечивают возможности звукового общения не только между особями своего вида, но и между разными видами. Так, например, звук тревоги, изданный в лесу сойкой или сорокой, воспринимается как сигнал, опасности птицами многих видов. Сходные по внешнему облику близкие виды (например, пеночки) обычно легко различаются по песням и позывам. Поэтому голос играет важную роль изолирующего механизма предотвращающего межвидовые скрещивания. Приобретение устойчивых отличий в позывах и песнях у разных популяций одного вида усиливает изоляцию (разобщение) этих популяций и в конечном счете может привести к их репродуктивной изоляции, т. е. к появлению новых видов. Запись сигналов тревоги или страха и последующее их воспроизведение позволяет отпугивать птиц от тех мест, где они в данный момент могут причинять ущерб (например, скворцов от вишневых садов и виноградников в период созревания ягод, многих птиц от аэродромов и т. п.).

Основным звукопроизводящим органом птиц служит нижняя гортань; трахея резонирует (усиливает) звуки, а верхняя гортань, возможно, их несколько модифицирует. Некоторые птицы способны издавать так называемые инструментальные звуки: щелканье клювом, свист воздуха в маховых (утки, стрепеты и др.) или рулевых (бекасы) перьях в полете, хлопки крыльями (голуби, козодои) и т. п. Дятлы издают громкую барабанную трель, ударяя клювом о сухой сучок. Эти сигналы также несут биологическую информацию и служат для общения.

Обычно считают, что обоняние у птиц развито слабо. При этом основываются на том, что почти у всех птиц обонятельные доли переднего мозга малы. Однако по сравнению с пресмыкающимися у птиц увеличивается поверхность носовой полости благодаря разрастанию носовых раковин и возрастает площадь обонятельного эпителия. Эти факты и данные пока немногочисленных экспериментов позволяют предполагать, что у некоторых птиц (питающиеся падалью хищники, кулики, утки, вероятно, дятлы, некоторые воробьиные и др.) обоняние развито достаточно хорошо и используется при поисках пищи. Так, утки влажный привычный корм обнаруживают по запаху на расстоянии до 1,5 м. У новозеландских киви обоняние служит ведущим рецептором при поисках корма (кстати, глаза у киви относительно очень малы).

Вкусовые почки (скопления чувствующих клеток, оплетенных нервными окончаниями) расположены в слизистой оболочке ротовой полости, на языке и у его основания. Вкус у птиц развит: многие виды распознают сладкое, соленое, горькое. В коже местами многочисленны свободные окончания чувствующих нервов или более сложные органы кожного чувства, представляющие собой скопления чувствующих клеток, оплетенных нервными окончаниями, и опорных клеток. Они обнаружены на оперенных и неоперенных участках кожи, на клюве и в ротовой полости, на задних конечностях. Некоторые из этих образований выполняют функцию термодетекторов (регистрируют изменения температуры тела), другие несут функцию рецепторов осязания (в частности, реагируют и на изменение положения перьев). У видов, добывающих корм в мягком грунте (кулики, гусеобразные, фламинго, удоды и др.), многочисленные осязательные тельца расположены в специальных мельчайших углублениях на клюве и помогают в обнаружении добычи.