У птиц все по-особому

Несмотря на многообразие видов, все птицы имеют много общего. Птицу нельзя спутать со зверем, рыбой или пресмыкающимися. Каковы же особенности птиц? У птиц передние конечности стали крыльями. Вне зависимости от того, хорошо ли развито крыло и позволяет ли оно летать, пальцы в нем срослись и утратили подвижность, а между плечом и предплечьем возникла кожная перепонка.

Есть и крылатые млекопитающие - летучие мыши, но их крылья устроены иначе: в основе летательной перепонки лежат длинные подвижные пальцы (рис. 2). У насекомых крылья без костной основы.

Рис. 2. Типы крыла: а - птицы; б - летучей мыши

Превращение передней конечности в крыло привело у птиц и к другим анатомическим изменениям. Чтобы летать - нельзя иметь тяжелый скелет (рис. 3). Действительно, кости у птиц хотя и прочные, но очень тонкие и легкие. Длинные трубчатые кости наполнены не костным мозгом, а воздухом.

Рис. 3. Скелет голубя

У птиц небольшая, облегченная голова. Тяжелая голова мешала бы полету, изменяя центр тяжести тела. Кроме того, при большой голове необходимо было бы сильное развитие шейной мускулатуры. (Вспомним, какая мощная шея, например, у быка.). Облегчению веса головы способствовало исчезновение у современных птиц зубов.

Так как передние конечности, став крыльями, утратили роль органов захвата пищи, эта функция перешла к клюву (рис. 4). Голова птиц очень подвижна, это обусловлено большой подвижностью шеи. У всех млекопитающих, будь то жирафа или свинья, семь шейных позвонков. У птиц количество их колеблется от 11 до 23. Первый шейный позвонок сочленен с черепом подвижно, благодаря чему многие птицы могут поворачивать голову на 180°, а совы - даже на 270°.

Рис. 4. Различные устройства клювов у птиц: 1 - беркут; 2 - ястреб-тетеревятник; 3 - кречет; 4 - козодой; 5 - пищуха; 6 - дрозд; 7 - дятел; 8 - удод; 9 - голубь; 10 - овсянка; 11 - клест; 12 - дубонос; 13 - пеликан; 14 - широконос; 15 - крохаль; 16 - фламинго; 17 - пеганка; 18 - вальдшнеп

Развитие крыльев заставило птицу ходить на задних конечностях (рис. 5). Ноги особенно развиты у бегающих птиц и у многих из них они обладают большой силой. Например, страус ударом ноги может убить лещадь.

Рис. 5. Типы конечностей у птиц: 1 - беркут; 2 - перепелятник; 3 - скопа; 4 - дятел; 5 - поползень; 6 - глухарь; 7 - поганка; 8 - дрофа; 9 - жаворонок; 10 - утка; 11 - копытка; 12 - лысуха; 13 - пеликан; 14 - поганыш; 15 - цапля

Для птичьего скелета характерна малая подвижность костей туловища. Совсем утратили ее спинные позвонки, а поясничные и крестцовые срослись в одну кость. Срослись вместе и кости таза. Позвонков в хвосте очень мало. У птиц сильно развита грудная кость, она имеет киль, к которому прикреплены мощные грудные мышцы, обеспечивающие работу крыльев.

Своеобразно устроены покровы тела птиц. Кожа у них тонкая, в ней нет потовых желез.

Чтобы не замерзнуть высоко над землей или в холодную погоду, у птиц должны быть надежные покровы тела. Это перо и пух - тонкие легкие роговые образования кожи с обильной прослойкой воздуха, создающей малую теплопроводность.

Из всех живых существ только птицы имеют перья, поэтому их называют пернатыми.

Перо устроено значительно сложнее, чем чешуя у пресмыкающихся. Основанием его служит полый стержень, растущий из перьевого влагалища кожи. Почти в одной плоскости, вправо и влево от стержня, расположены перьевые бородки, сцепленные поперечными крючками, так что в целом перо представляет собой прочную и упругую пластинку, удобную для сопротивления давлению воздуха и разрезания его. Пух не имеет стержня, а его бородки не сцеплены друг с другом.

Самые крупные перья у птиц в хвосте и на крыльях. Первые при полете служат как бы рулем, а потому называются рулевыми, вторые сопротивляются воздушным потокам при взмахе крыла и называются маховыми. Более мелкие, кроющие перья покрывают опахалами поверхность тела.

Перья могут быть черные, бурые, сизые, голубые, желтые, красные, зеленые и других цветов. Окраска их зависит от наличия в роговом веществе пера пигментных зерен, их расположения и сочетания. Металлический блеск перьев, наблюдаемый у некоторых видов птиц, например у павлинов, фазанов, колибри, зависит от условий отражения и преломления световых лучей своеобразной по структуре поверхностью пера.

У водоплавающих птиц перо не намокает, так как оно снаружи покрыто тонким слоем жира. Этот жир выделяет копчиковая железа, находящаяся у основания хвоста. Чистя свои перья, птица смазывает их жиром.

У некоторых птиц, например у цапли, от особых пуховых перьев постоянно отпадают очень тонкие роговые пластинки размером в тысячные доли миллиметра. Они, как пудрой, осыпают все перья, чем предохраняют их от намокания.

Ухаживая за оперением, птицы применяют и "косметику". Дрозды, скворцы, вороны, сороки, сойки, малиновки, попугаи и многие другие виды пользуются для очистки перьев муравьями. Они или сажают их себе под крылья, или раздавливают, превращая в своего рода помаду для смазывания перьев, или просто купаются в муравейниках. Муравьиная кислота и другие едкие вещества, содержащиеся в этих насекомых, видимо, уничтожают пероедов и других накожных паразитов.

В течение жизни птицы происходит периодическая смена перьев - линька, носящая возрастной и сезонный характер.

Молодняк покрыт временным, так называемым ювенальным пером, которое с возрастом выпадает, заменяясь другим. У многих птиц самцы "надевают" весной праздничный, брачный наряд, который исчезает летом. Некоторые виды птиц, зимующие на севере, такие, как полярная сова, сменяют к зиме серое оперение на белое. Перелетные птицы целиком линяют перед осенним перелетом.

Класс птиц относится к теплокровным животным. У них постоянная температура тела 40 - 42°. В этом преимущество их перед другими, более низшими классами животных: пресмыкающимися, земноводными, рыбами, членистоногими. У всех этих холоднокровных животных интенсивность жизненных процессов зависит от внешней температуры. Станет холодно - и рыбы и лягушки впадают в спячку, а многие насекомые совсем гибнут.

У многих птиц при сильном морозе температура тела остается постоянной. Из этого правила есть и исключения. У некоторых видов птиц при внезапном похолодании наступает своеобразная спячка. При этом температура тела падает до +4 - 8 градусов, а потребление кислорода уменьшается в 30 раз. В такое состояние впадают колибри в холодные ночи, козодои и стрижи - при резком изменении погоды, когда исчезает их корм (летающие насекомые), а они не успевают покинуть зону похолодания. Вспомните сказку Андерсена про замерзшую ласточку, которую дети отогрели своими руками. Подобное оцепенение наступает и у птенцов многих полярных птиц.

Птицы затрачивают много энергии на работу мышц при полетах, на постоянные быстрые движения, на образование яиц и выкармливание птенцов.

Посмотрите, например, как подвижен воробей, сколько сил тратит на непрерывные скачки, повороты, взлеты, чириканье, сколько нужно ее на постройку гнезда и прокармливание целого выводка. Чтобы обеспечить такую работу, необходим очень интенсивный обмен веществ, высокий уровень окислительно-восстановительных процессов. В организме птиц мал запас энергии; птицы плохо переносят голод и по отношению к своему весу съедают много корма. Некоторые птицы в течение суток поедают насекомых больше, чем весит их тело.

По данным П. С. Козлова, розовый скворец даже в неволе съедает в день до 200 штук саранчи, а в естественных условиях, при постоянном полете, аппетит у него, видимо, намного увеличивается. Баклан съедает в сутки около 800 граммов рыбы.

В сильные морозы птицы гибнут не от холода, а от истощения, теряя значительно больше тепла, чем получают его при усвоении корма.

Пищеварение у птиц своеобразное. Не имея зубов, птицы измельчают, рвут пищу когтями и клювом или заглатывают ее целиком. Совы и филины, например, глотают целую мышь, мелкую птичку, а в отдельных случаях и белку или даже ежа. Кости, перья или шерсть жертвы эти хищники не переваривают, а срыгивают в виде комочков, которые называют погадками.

У многих видов птиц, главным образом зерноядных, имеется зоб - расширенная часть пищевода, где накапливается корм и по мере надобности малыми порциями поступает в желудок (рис. 6). У птиц два желудка: первый железистый, в котором корм смешивается с желудочным соком, и второй - мышечный с толстыми стенками и ороговевшей слизистой оболочкой. Мышечный желудок заменяет птицам зубы, перетирая твердые корма. В нем содержатся проглоченные твердые камешки и песчинки, играющие роль жерновов. Кишечник у птиц короткий. Пища переваривается за 5-6 часов, а у некоторых видов за 1 - 2 часа.

Рис. 6. Внутренние органы голубя: а - пищевод; б - зоб; в - трахея; г - легкие; е - воздухоносные мешки; ж - клоака

Ускоренный обмен веществ требует усиленного поступления в организм кислорода, то есть интенсивного дыхания. У птиц частый ритм дыхания, большая поверхность легких и имеется система воздухоносных мешков. Вдыхаемый воздух проходит через легкие в воздухоносные мешки и возвращается через легкие, как бы омывая их дважды, с обеих сторон. Эти мешки выстилают поверхность некоторых внутренних органов и соединены с полостями трубчатых костей. При быстрых полетах птицы дышат воздухом воздухоносных мешков. При взмахе крыльев поочередно сжимаются одни и расширяются другие воздухоносные мешки, что обеспечивает постоянное поступление воздуха в легкие. Воздухоносные мешки имеют большое значение в регуляции теплового обмена, испарении влаги и предохранении внутренних органов от толчков. У водоплавающих птиц воздухоносные мешки уменьшают удельный вес тела, позволяя легче держаться на воде и, кроме того, нырять. Установлено, что утка может пробыть под водой до 15 минут.

В связи с интенсивным обменом веществ у птиц есть свои особенности в кровеносной системе. У них большое сердце по отношению к весу тела. У мелких и быстролетающих видов оно составляет до 2% веса тела. Очень велико (в сравнении с млекопитающими) и число сердцебиений; оно тем выше, чем подвижней и мельче птица. Так, у индюков число пульсаций сердца в минуту равно 93, у страуса - 140, у курицы - 212, у галки - 342, у воробья - 450.

Своеобразие есть и в процессах выделения. У птиц отсутствуют потовые железы, моча густая и основная масса влаги выделяется с выдыхаемым воздухом. Главный продукт азотистого обмена не мочевина, а мочевая кислота. У птиц одно анальное отверстие - клоака, куда впадают задний отдел кишечника, мочеточники и проводящие половые пути. Из-за отсутствия мочевого пузыря моча смешивается с калом, а значительная часть содержащейся в нем воды впитывается стенками кишки.

Морские птицы пьют морскую воду. Избыток имеющихся в ней солей у них выводится из организма не только почками, но и... слезными железами. Пеликаны, например, даже при очень хорошем настроении постоянно "плачут", и на их клюве есть продольные борозды, по которым "слезы" стекают к кончику клюва. У буревестника "слезы" скапливаются в своеобразно устроенных ноздрях, откуда с большой силой удаляются (своего рода чихание).

У птиц очень сложное и специфическое устройство органов размножения. Самки имеют только один функционирующий яичник. У самцов семенники расположены в полости тела. Большинство видов не имеют органов совокупления. Яйца птиц крупные и имеют ряд защитных оболочек. Более подробно о размножении будет сказано ниже.

Интенсивный обмен веществ у птиц связан с большой активностью желез внутренней секреции. С деятельностью щитовидной железы и гипофиза связаны процессы яйцекладки и смена перьев. Большую роль в жизни птиц играют гормоны половых желез.

У птиц высоко организованная нервная система. Большие полушария их головного мозга невелики и не имеют извилин, но зато хорошо развиты мозжечок и продолговатый мозг. Птицы обладают хорошей памятью, легко ориентируются в пространстве, запоминают местность. У них быстро вырабатываются условные рефлексы.

Из органов чувств у птиц лучше всего развито зрение. Его острота в 4 - 5 раз выше, чем у человека. Глаза птицы обладают замечательной способностью - быстро приспосабливаться к рассмотрению далеких и близких предметов. Сокол, например, бросаясь на летящую добычу со скоростью 100 метров в секунду, все время ясно видит ее и может точно регулировать направление своего полета.

Поле зрения каждого глаза у птиц достигает 150°, тогда как у человека оно составляет только 50°. Птица видит каждым глазом отдельно, так что общее поле ее зрения 300°. Если вспомнить при этом о большой подвижности головы у птицы, легко представить, что они видят все окружающее их пространство.

Зрительные восприятия играют ведущую роль в ориентировке птиц, при добывании корма, защите от врагов, в брачный период и при дальних полетах. От продолжительности светового дня зависят сезонные изменения, в их организме, как яйцекладка и линька, и особенности поведения: парование, постройка гнезд, выкормка птенцов, отлет на зимовку и т. д.

Большинство птиц хорошо различает цвета, и есть предположение, что они видят несколько большую часть спектра, чем человек. Этого, правда, нельзя сказать о курах, страдающих "куриной слепотой", то есть ничего не видящих при плохой освещенности и вообще плохо различающих синие и фиолетовые тона.

Есть данные о том, что ночные хищные птицы видят инфракрасные, то есть тепловые лучи. Например, они хорошо видят даже ночью серую мышь, так как ее тело выделяет тепло.

Хорошо развит у птиц слух. Некоторые хищные птицы, ориентируясь при охоте по слуху, бросаются на скрытую травой или листвой добычу и точно попадают в цель.

В жизни птиц большое значение имеет звуковая сигнализация, обеспечивающая постоянную связь между особями одного вида, в стае, между самцом и самкой, между родителями и детьми.

Разговаривают ли птицы между собой? Да, несомненно. Даже у домашних кур зарегистрировано около двадцати различных звуков, имеющих то или иное значение: испуг, сигнал тревоги, зов цыплят, хорошее настроение и т. д. Очень хорошо "разговорная речь" развита у птиц, живущих стаями, например у галок или болтливых сорок. Об их дружных сообществах мы уже говорили.

Птицы очень хорошо различают полутона и тембры звуков, с большой точностью выполняя те или иные звуковые сигналы, следовательно, у них есть и определенный "музыкальный слух". Птицы многих певчих видов, выкормленные в гнезде другого вида, легко выучиваются "языку" своих приемных родителей. О хорошем слухе и музыкальной памяти можно судить по способности некоторых видов заучивать и воспроизводить человеческую речь. Попугая нетрудно обучить произносить слова и даже несложные фразы. Способны выучивать отдельные слова и скворцы, и вороны, и сороки.

Недавно установлено, что наряду с доступными для человека звуками птицы воспринимают и ультразвуки. Такой сверхтонкий звук обнаружен у многих воробьиных, у сов и стрижей. Птицы гуахаро ориентируются в пространстве при помощи эхолокации.

Большое значение для птиц имеет осязание. При быстром полете птица чувствует приближение встречных предметов. Был проведен такой опыт. Ласточке заклеивали глаза. Она быстро летала по комнате, не натыкаясь на стены. Роль осязательных органов кожи у птиц играют тонкие, нитевидные перышки с нервными окончаниями у основания. Особые осязательные тельца расположены у многих птиц в клюве. Утки, например, ныряя, ощупью находят корм в иле. Осязание помогает аистам и цаплям в ловле лягушек.

Плохо развиты у птиц вкус и обоняние. Перед голодной вороной клали тухлое мясо, прикрытое бумагой. Бедная птица не могла распознать корм и оставалась без завтрака.