Энциклопедия владельца птицы

Нервная система

Нервная система птиц сложна и хорошо развита. Есть двенадцать пар черепных нервов. Мозг большой, как мозжечок и оптимальные доли. Напротив, кора головного мозга слабо развита.

С точки зрения сенсорных систем, запах и вкус неэффективны у большинства видов. Тем не менее, существует множество исключений из этого паттерна, как у хищных и океанических птиц, где эти чувства играют фундаментальную роль в образе жизни этих видов..

Видение у птиц великолепно. Его фоторецепторный орган напоминает глаз других позвоночных, хотя он крупнее, менее сферический и практически неподвижен. Чтобы компенсировать частичную фиксацию глаз, они развили невероятную способность подвижности головы.

Слух тоже хороший. Ухо разделено на внешнюю область, среднее ухо с одной косточкой, колумелла и внутренний сектор с улиткой.

Структура и анатомия воздушных мешочков

У птицы имеется несколько комплектов воздушных ёмкостей, включая хвостовые брюшные и каудальные грудные. В состав черепных входят шейный, ключичный и краниальный грудной мешки. Их сжатие или расширение возникает, когда изменяется часть тела, в которой они размещены. Размер полости контролируется движением мышц. Самая крупная ёмкость для воздуха располагается внутри стенки брюшины и окружает органы, размещённые в ней. В активном состоянии, например во время полёта, птице требуется больше кислорода. Способность к сжатию и расширению полостей тела позволяет не только быстрее прогонять больше воздуха через лёгкие, но и облегчать вес пернатого существа.

Во время полёта учащённое движение крыльев создаёт атмосферный поток, который наполняет воздушные мешочки. Мышцы брюшного пресса в значительной степени ответственны за процесс, находясь в спокойном состоянии. Дыхательная система птиц отличается как структурно, так и функционально от той, что присуща млекопитающим. Птицы имеют лёгкие – небольшие, компактные губчатые структуры, сформированные среди рёбер по обеим сторонам позвоночника в грудной полости. Плотные ткани этих органов крылатых весят столько же, сколько у млекопитающих равного веса тела, но занимают только половину объёма. Здоровые особи, как правило, имеют лёгкие светло-розового цвета.

Пение

Функции дыхательной системы птиц не ограничиваются одним лишь дыханием и насыщением кислородом клеток тела. Сюда также можно отнести пение, с помощью которого происходит общение между особями. Свист – это звук, получаемый вокальным органом, расположенным у основания высоты трахеи. Как и в случае с гортанью млекопитающих, он производится вибрацией воздуха, протекающей через орган. Такое своеобразное свойство позволяет некоторым видам птиц производить чрезвычайно сложные вокализации, вплоть до имитации человеческой речи. Некоторые певчие виды могут производить множество разных звуков.

Дыхание у животных

У животных мы можем найти большие различия в типах дыхания, которые они практикуют. На протяжении истории эволюции у животных развивались различные специализированные органы, которые позволяли им адаптироваться к окружающей среде и дышать максимально эффективно..

В зависимости от основного органа, который животное использует для поглощения кислорода, мы можем в основном найти четыре типа дыхания: кожное дыхание, дыхание трахеи, ветвистое дыхание и легочное дыхание..

Кожное дыхание

Кожное дыхание является наименее сложным типом дыхания животных, поскольку организмы, которые его практикуют, не нуждаются в каком-либо специализированном органе, чтобы практиковать его. Обмен кислорода и углекислого газа происходит непосредственно через кожу.

Обычно этот тип дыхания встречается у мелких животных с очень тонкой кожей и поэтому позволяет без проблем проходить через дыхательные пути. Некоторые из животных, которые практикуют это — улитки, жабы и черви.

Трахеальное дыхание

Дыхание трахеи практикуется под искусством: насекомые, паукообразные, ракообразные … Оно характеризуется появлением трубок, называемых трахеями, которые связаны друг с другом и снаружи. Эти трахеи отвечают за транспортировку кислорода к клеткам животного..

Трахеи связаны с наружными отверстиями, называемыми дыхальцами, через которые происходит обмен кислорода и углекислого газа. Одной из самых любопытных особенностей этого типа дыхания является то, что он не требует вмешательства какого-либо типа системы кровообращения..

Жаберное дыхание

Ветвистое дыхание — это дыхательная система, используемая водными животными. Этот тип организмов осуществляет обмен кислорода и углекислого газа через органы, называемые жабрами, которые способны отфильтровывать растворенный в воде кислород..

Как только кислород поглощается из воды, жабры передают его в кровь, которая затем транспортирует его во все клетки и ткани организма животного. Оказавшись в клетках, митохондрии используют кислород для получения энергии.

Благодаря функционированию этой системы животным, которые выполняют ветвистое дыхание, требуется система кровообращения, чтобы кислород достигал всех клеток их тела..

Легочное дыхание

Легкое дыхание является наиболее сложной формой дыхания животных и характерно для млекопитающих, рептилий и птиц. Самая замечательная особенность этого типа дыхания — появление специализированных органов, называемых легкими, которые отвечают за обмен газов с внешней средой..

У человека дыхательная система делится на две части: верхнюю и нижнюю.

• Верхняя дыхательная система состоит из ноздрей, носовой полости, глотки и гортани.
• Нижняя дыхательная система состоит из трахеи, бронхов, бронхиол и альвеол.

У людей воздух проходит через ноздри и проходит через всю дыхательную систему в бронхи, где ток разделяется между двумя легкими. Попав в каждое легкое, воздух достигает альвеол, которые отвечают за обмен диоксида углерода на кислород.

Легкие-печка

Советский ученый австрийского происхождения Карл Тринчер однажды заметил, что у лабораторных животных при недостатке кислорода повышается температура в легких. Отсюда он сделал гениальный вывод: «Легкие – единственный орган, где жиры, реагируя с кислородом, сгорают напрямую. Без всяких ферментов».

Сегодня уже и физиологи не отрицают того, что легкие являются «печкой», способной согреть организм в холод. Вернее не согреть, а сохранить тепло, противостоять патогенной доминанте холода. Поэтому на морозе нужно в первую очередь следить за дыханием, дышать небыстро, равномерно и глубоко.

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

Легкие

Данный орган имеет вытянутую форму, почти не эластичен и не располагается свободно. Легкие плотно закреплены между ребрами путем вдавливания верхней дорсальной поверхностью. На них можно заметить следы от ребер в виде бороздок. Такие органы дыхательной системы птиц, как легкие и бронхи, имеют уникальное строение. Сливаясь между собой, они представляют плотную губку, состоящую из небольших ответвлений. При входе в легкие, бронхи расходятся на более мелкие образования. За счет вторичных и третичных развилок бронхов легкие птиц отличаются губчатым строением. Они имеют светло-красный цвет и выполняют важнейшую функцию в газообмене. Находящиеся в легких мелкие дыхательные трубочки пропускают атмосферный воздух в кровь сквозь эпителиальные клетки. Насыщение кислородом происходит также и через эндотелий капилляров.

Дыхание рыб и амфибий

Для Управления по делам детей и семей Министерства здравоохранения и социальных служб Соединенных Штатов Америки процесс дыхания рыб и земноводных определяется следующим образом:

«Рыба может жить в особой форме воды. Например, рыба, которая живет в соленой воде в океане, не сможет жить в пресной воде озера. Как и другие живые существа, рыбы дышат кислородом. Вместо того чтобы получать кислород из окружающего их воздуха, они поглощают кислород из воды вокруг них через жабры.

Жабры — это органы дыхания водных животных, образованные листами, которые защищают ваше тело и некоторые внутренние органы..

Они позволяют брать кислород из воды, которая поступает через рот, а кровеносные сосуды в жабрах переносят кислород в кровь. Амфибии выполняют процесс метаморфозы, от которой они также дышат через легкие.

Теперь есть различия между формами дыхания с помощью легких и жабр. Например, у китов и дельфинов легкие, как у людей, но они поднимаются на поверхность, чтобы дышать, потому что они дышат через ноздри, расположенные в верхней части головы..

В случае рыбы у них есть жабры, и дыхание происходит, когда рыба открывает и закрывает рот; Когда вы открываете рот, вода входит, а когда вы ее закрываете, она толкает воду к жабрам..

Водные млекопитающие должны постоянно выполнять этот процесс, беря кислород с поверхности, чтобы жить в окружающей их среде. Рыба берет воду — сладкую или соленую — кислород, который берут жабры, и они транспортируют их к остальной части их тела.   

Что касается функции внутренних жабр рыбы, процесс происходит следующим образом: когда рыба дышит, регулярно откусывайте кусочек воды. Это перемещается к сторонам горла, проталкивая воду через отверстия жабры, таким образом, это проходит по внешним жабрам.

Таким образом, рыба может непрерывно дышать, периодически используя внешние и внутренние жабры..

Размножение и развитие птиц

В качестве органов размножения у самцов птиц функционирует пара семенников. В период размножения они сильно увеличиваются. По семяпроводам сперма поступает в клоаку и впоследствии впрыскивается в клоаку самки. У птиц бывает только внутреннее оплодотворение.

У самок сохраняется только один яичник. Это связано с образованием крупных яйцеклеток (содержащих большое количество желтка), превращающихся в половых путях самки в крупные яйца. Два таких яйца не смогли бы пройти через таз птицы.

Оплодотворение яйцеклетки происходит в верхней части яйцевода. Продвигаясь к клоаке яйцо покрывается оболочками: белковой (содержит большой запас воды), двумя подскорлуповыми, скорлупой (известь в последствии частично используется на формирование скелета), надскорлуповой оболочкой. Длительность формирования яйца у разных видов птиц различна. В среднем около суток.

На поверхности желтка путем дробления образуется зародышевый диск. Желток подвешен в яйце на белковых нитях — халазах.

Одним из проявлений сложного поведения птиц является выраженная забота о потомстве. Птицы насиживают кладку, после вылупления птенцов еще долго заботятся о них. Птенцы бывают двух типов: выводкового и гнездового. Первые почти сразу после вылупления способны следовать за родителями, самостоятельно питаться. При вылуплении они уже покрыты пухом. Гнездовые птенцы появляются голыми, слепыми и беспомощными. Родители выкармливают их в гнезде.

Перьевой покров птиц

Перьевой покров птиц эволюционно возник из роговых чешуй пресмыкающихся. Каждое перо развивается в перьевой сумке, в ней же остается нижний конец пера (очин), через который происходит питание пера.

В пере выделяют ствол и опахало. Опахало состоит из роговых бородок первого, и отходящих от них второго порядка. У бородок второго порядка есть крючочки, которыми они сцепляются с соседними бородками второго порядка. Таким образом опахало становится монолитным, не пропускает через себя потоки воздуха, что играет немаловажную роль в способности птиц к полету.

Перьевой покров птиц растет не по всему их телу, а только в так называемых птерилиях. В аптериях перья не растут, однако они прикрыты перьями, выросшими в птерилиях. У птиц перьями не покрыты только нижняя часть ног и клюв (у некоторых видов еще и шея).

Перья птиц не одинаковы. Различают контурные, пуховые перья, пух и др. Контурные перья бывают покровными, рулевыми (находятся на хвосте), маховыми (на крыльях)

Маховые и рулевые перья имеют важное значение для полета. Пух выполняет функцию теплоизоляции

Для птиц характерна линька, когда перьевой покров сменяется. У одних видов это происходит так, что они сразу теряют почти все старые перья. У других линька происходит постепенно.

Кожа птиц сухая, тонкая. У них есть единственная железа — копчиковая. Хорошо развита у водоплавающих птиц. Ее жировым секретом птицы смазывают перья, что предотвращает их намокание.

Обмен газов в тканях (тканевое дыхание)

Обмен газов в тканях осуществляется в капиллярах по тому же принципу, что и в лёгких. Кислород из тканевых капилляров, где его концентрация высока, переходит в тканевую жидкость с более низкой концентрацией кислорода. Из тканевой жидкости он проникает в клетки и сразу же вступает в реакции окисления, поэтому в клетках практически нет свободного кислорода.

Диоксид углерода по тем же законам поступает из клеток, через тканевую жидкость, в капилляры. Выделяющийся углекислый газ способствует диссоциации оксигемоглобина и сам вступает в соединение с гемоглобином, образуя карбоксигемоглобин, транспортируется в лёгкие и выделяется в атмосферу. В оттекающей от органов венозной крови углекислый газ находится как в связанном, так и в растворённом состоянии в виде угольной кислоты, которая в капиллярах лёгких легко распадается на воду и углекислый газ. Угольная кислота может также вступать в соединения с солями плазмы, образуя бикарбонаты.

В лёгких, куда поступает венозная кровь, кислород снова насыщает кровь, а углекислый газ из зоны высокой концентрации (легочных капилляров) переходит в зону низкой концентрации (альвеол). Для нормального газообмена воздух в лёгких постоянно сменяться, что достигается ритмическими атаками вдоха и выдоха, за счёт движений межрёберных мышц и диафрагмы.

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

Механизмы

Вдохновение и выдох у птиц.

В отличие от млекопитающих, у которых легкое служит одновременно воздушным мешком и органом газообмена, дыхательная система птиц образована, с одной стороны, воздушными мешками без обмена, а с другой стороны, системой неподвижных бронхов. Органы дублируются латерально.

Вентиляция происходит через воздушные мешочки, распределенные по всему телу. Во время вдоха все воздушные мешки наполняются, а во время выдоха все воздушные мешочки опорожняются. У большинства птиц обычно девять воздушных мешков, но это число может варьироваться от семи до двенадцати. У птиц нет диафрагмы, и поэтому они используют свои межреберные и брюшные мышцы для расширения и сокращения всех своих торакоабдоминальных полостей, таким образом ритмично изменяя объемы всех своих воздушных мешков в унисон (рисунок справа). Активной фазой дыхания у птиц является выдох, требующий сокращения их дыхательных мышц. Расслабление этих мышц вызывает вдох. Функционально различают «передние» воздушные мешки: один внутриключичный мешок, два шейных мешка и два передних грудных мешка; и «задние» воздушные мешки: две задние грудные и две брюшные.

«Легкие» птиц, в которых происходит газообмен, пропорционально меньше, чем у млекопитающих. Еще они жесткие, то есть не изменяются в объеме при дыхании. Внутри бронхи делятся на множество небольших каналов, называемых парабронхами, которые становятся все меньше и меньше. Крошечные концевые протоки имеют длину от 1 до 4 сантиметров и диаметр от 1 до 2 миллиметров и называются дорсобронхиолами и вентробронхиолами, похожими на легочные альвеолы млекопитающих. Они пронизаны множеством отверстий диаметром 0,1 миллиметра, выходящих на «камеры», соединенные вместе сетью «воздушных капилляров» от 3 до 10 микрометров, переплетенных с сетью кровеносных капилляров, между которыми происходит газообмен.

Дыхание проходит в два этапа. Воздух входит через клюв и проходит через хоану, которая представляет собой щель во нёбе, через которую воздух проходит от ноздрей к голосовой щели . Здесь воздух нагревается, увлажняется и фильтруется. Воздух следует по трахее и затем попадает в два бронха на уровне сиринкса . Однако система клапанов в траншеях контролирует проходы между трахеей, с одной стороны, и дорсо- и вентробронхиолами, с другой, обеспечивая постоянный однонаправленный поток в бронхах.

Основная анатомия дыхательной системы птицы, показывающая взаимосвязь между трахеей, первичными и внутрилегочными бронхами, дорсовыми и вентро-бронхиальными бронхами, парабронхами, лежащими между ними. Задняя и передняя подушки безопасности не в масштабе.

• Во время вдоха прямой проход между трахеей и вентробронхиолами закрыт. Воздух поступает в задние мешочки напрямую, но достигает только передних мешочков через цепь, образованную дорсобронхиолами, капиллярами (где происходит газообмен) и вентробронхиолами. Таким образом, в конце вдоха задние сумки наполняются свежим воздухом, в то время как передние сумки подвергаются газообмену и насыщаются углекислым газом.
• Во время выдоха, напротив, закрывается прямой проход между трахеей и дорсобронхиолами. Затем свежий воздух из задних мешочков пропускается через капилляры, в то время как несвежий воздух из передних мешочков удаляется непосредственно в трахею.

Таким образом, свежий воздух постоянно циркулирует в парабронхах как на вдохе, так и на выдохе.

Кровообращение в капиллярах происходит против циркуляции воздуха, что увеличивает газообмен, но также и дыхательный.

У всех видов птиц, кроме пингвинов, есть небольшая область легких, называемая «неопульмональные парабронхи». Эта неорганизованная сеть микроскопических трубок начинается от задних воздушных мешочков и случайным образом открывается в дорсо и вентробронхи, а также непосредственно во внутрилегочные бронхи. В отличие от парабронхов, в которых воздух движется однонаправленно, в неопульмональных парабронхах воздушный поток двунаправлен. Неопульмональные парабронхи никогда не составляют более 25% общей площади поверхности газообмена птиц.

Общие сведения

Если говорить о дыхательной системе птиц кратко, то она имеет следующие особенности:

• Простое строение и небольшая величина носовой полости.
• На разветвлении трахеи (в бифуркации), где она переходит в два основных бронха, имеется механизм для издания звуков – певчая гортань.
• Оптимальное расположение легкого, позволяющее бронхам войти внутрь его и образовать губчатую ветвь из бронхиол, опутанных паутиной капилляров. Некоторые более толстые бронхи не образуют развилок, сильно вытягиваются, выступая за пределы органа в виде тонкостенных мешков.

Схема дыхательной системы птиц представляет собой некий хорошо слаженный потенциал, состоящий из следующих отделов:

• полость носа;
• ротовая полость;
• гортань;
• трахея;
• певчая гортань;
• бронхи;
• легкое;
• воздухоносные мешки.

Лёгкие

Лёгкие занимают почти всю полость грудной полости и представляют собой упругие губчатые органы. В центральной части лёгкого располагаются ворота, куда входят бронх, легочная артерия, нервы, а выходят легочные вены. Правое лёгкое делится бороздами на три доли, левое на две. Снаружи лёгкие покрыты тонкой соединительнотканной плёнкой — легочной плеврой, которая переходит на внутреннею поверхность стенки грудной полости и образует пристенную плевру. Между этими двумя плёнками находится плевральная щель, заполненная жидкостью, уменьшающей трение при дыхании.

На лёгком различают три поверхности: наружную, или рёберную, медиальную, обращённую в сторону другого лёгкого, и нижнюю, или диафрагмальную. Кроме того, в каждом лёгком различают два края: передний и нижний, отделяющие диафрагмальную и медиальную поверхности от рёберной. Сзади рёберная поверхность без резкой границы переходит в медиальную. Передний край левого лёгкого имеет сердечную вырезку. На медиальной поверхности лёгкого располагаются его ворота. В ворота каждого лёгкого входит главный бронх, легочная артерия, которая несёт в лёгкое венозную кровь, и нервы, иннервирующие лёгкое. Из ворот каждого лёгкого выходят две легочные вены, которые несут к сердцу артериальную кровь, и лимфатические сосуды.

Лёгкие имеют глубокие борозды, разделяющие их на доли — верхнюю, среднюю и нижнюю, а в левом две — верхнюю и нижнюю. Размеры лёгкого не одинаковы. Правое лёгкое несколько больше левого, при этом оно короче его и шире, что соответствует более высокому стоянию правого купола диафрагмы в связи с правосторонним расположением печени. Цвет нормальных лёгких в детском возрасте бледно-розовый, а у взрослых они приобретают тёмно-серую окраску с синеватым оттенком — следствие отложения в них попадающих с воздухом пылевых частиц. Ткань лёгкого мягкая, нежная и пористая.