Общие черты в строении птиц и рептилий

По анатомическому строению птицы очень близки к своим непосредственным предкам — пресмыкающимся. Они представляют собой лишь прогрессивную ветвь рептилий, которая приобрела постоянную температуру тела и способность к полету.

Главные черты сходства с рептилиями — отсутствие кожных желез, наличие только одного затылочного мыщелка, сходное строение мочеполовой системы, совершенно одинаковое развитие зародыша в яйце.

Кожные покровы. Для птиц характерна тонкая кожа, полное отсутствие на ней каких-либо костных образований. На коже находится своеобразный роговой покров, состоящий из перьев. Единственная железа на коже — копчиковая. Она расположена над корнем хвоста и служит для смазывания перьев жиром. На пальцах птиц имеются роговые чешуи и когти.

Перья. Они покрывают тело не сплошь, а располагаются на определенных участках, которые называют птерилии, между этими участками располагаются полосы кожи, лишенные перьев, — аптерии.

Перо состоит из упругого ствола (очина) и более или менее мягких боковых пластинок. Они составляют наружное и внутреннее опахала. Перья делятся на контурные, определяющие форму тела птицы, пуховые — находящиеся под контурными. Кроме того, у птиц имеются по-разному развитые нитевидные перья и щетинки, которые располагаются у большинства птиц около углов рта.

У пресмыкающихся и птиц кожа почти совсем не имеет желез. У пресмыкающихся она покрыта роговыми чешуйками, а у птиц подобные же чешуйки развиты на неоперенных частях кожи, например на цевках. Перья птиц — это тоже роговые образования, сходные по происхождению с чешуей пресмыкающихся.

Кожные покровы рептилий, птиц и млекопитающих, несмотря на резкое различие по внешним признакам (чешуи, перья, волосы), характеризуются общими чертами строения, что является важным признаком для объединения всех трех классов высших животных в группу амниот.

Одной из наиболее заметных внешних особенностей пернатых является их оперение: перья мы находим только у птиц и более не встречаем их ни у одного животного. Однако мы уже видели, что цевка и пальцы на ногах у большинства птиц покрыты не перьями, а роговыми чешуйками и щитками, ничем существенным не отличающимися от чешуек и щитков на коже пресмыкающихся.

Таким образом, у птиц, по крайней мере, на ногах чешуя и перья могут замещать друг друга. Да и все нормальные перья у птиц закладываются в виде кожных сосочков, которые ничем не отличаются от зачатков, из которых у пресмыкающихся развиваются чешуи.

Строение скелета В строении скелета птиц отчётливо видны адаптивные особенности, связанные с полётом как основным средством передвижения, у ряда видов — с модифицированными приспособлениями к нырянию, плаванию, бегу по земле или лазанию по стволам деревьев, скалам и другим вертикальным поверхностям. Он характерен легкостью костей и в то же время их большой прочностью. Прочны и сочленения между костями. Прочность и легкость достигается тем, что кости трубчатые. Согласно законам механики, трубка всегда прочнее сплошной балки того же веса или сечения.

Позвоночник птиц разделен на четыре отдела: шейный, грудной, крестцовый и хвостовой, как и у рептилий. Поясничный отдел у взрослой птицы входит в состав крестца. Шейный отдел отличается чрезвычайной подвижностью. У различных птиц число шейных позвонков может быть от 9 до 25. Грудной отдел содержит четыре грудных позвонка, которые срослись друг с другом и с крестцом. Они несут по паре ребер. Ребра доходят до грудины и подвижно с нею сочленяются. Грудина очень велика и имеет вид широкой пластины. У летающих птиц на середине грудины располагается высокий гребень, который называют килем (или грудным килем). Киль служит для прикрепления самых мощных мышц птицы — грудных. Эти мышцы приводят в движение крылья. Крестцовый отдел содержит несколько сросшихся позвонков, у голубя их 14. В сложном крестце птицы срастаются позвонки поясничного отдела, крестец, часть хвостовых позвонков. Сложный крестец обеспечивает надежную опору задним конечностям. Последний грудной позвонок тоже прирастает к крестцу, он имеет ребра, которые грудины не достигают. Хвостовой отдел имеет несколько позвонков, причем часть их срастается между собой и образует копчиковую кость.

Череп птицы очень' близок к черепу пресмыкающихся. Но отличается от него большей легкостью и очень объемистой мозговой коробкой. Заканчивается он клювом. С боков череп несет огромные глазницы. У взрослой птицы все кости черепа срастаются до исчезновения швов. Причленяется к позвоночнику череп, как и у рептилий, с помощью непарного затылочного мыщелка.

В скелете имеется очень существенный признак, сближающий птиц с рептилиями, — это сочленение черепа с позвоночником посредством одного (а не двух, как у амфибий и млекопитающих) затылочного бугорка.

Характерную для птиц форму таза, связанную с тем, что при ходьбе все тело птицы держится только на задних конечностях, можно видеть и на скелетах некоторых ископаемых динозавров.

Птичье крыло, так мало похожее в развитом состоянии на конечности других животных, на некоторой стадии развития зародыша имеет вид трехпалой лапки и приобретает свои характерные признаки только при дальнейшем росте зародыша. Однако у страуса на всех трех пальцах крыла имеются когти; как редкое исключение когти встречаются на I пальце крыла у домашних гусей и кур.

Строение внутренних органов Четырехкамерное сердце уже ясно намечено у пресмыкающихся. Правда, перегородка, разделяющая правое и левое предсердия, у большинства пресмыкающихся неполная, и поэтому артериальная кровь у них смешивается с венозной; однако у крокодилов, в отличие от других пресмыкающихся, полость желудочка разделена полностью и сердце такое же четырехкамерное, как и у птиц. Однако у крокодилов, как и у прочих рептилий, сохраняются обе артериальные дуги (и с артериальной и с венозной кровью), почему и у них спинная аорта несет к органам не чистую артериальную, а смешанную кровь. Любопытно отметить, что повышение организации у птиц по сравнению с высшими рептилиями — их теплокровность — достигается здесь не появлением какого-нибудь нового органа, а, наоборот, устранением сосуда, несущего в аорту венозную кровь: у птиц подверглась редукции левая дуга, отходящая от правого (венозного) желудочка.

Даже такая, казалось бы, исключительно птичья черта, как насиживание отложенных яиц, также встречается и в классе пресмыкающихся, а именно у южно-азиатских питонов. Самки этих змей откладывают около полутора десятков яиц и свертываются над ними таким образом, что изгибы тела покрывают кучку яиц наподобие свода. Температура тела змеи-наседки оказывается при этом градусов на 10 выше окружающей температуры.

Еще более сближает птиц с пресмыкающимися (и со всеми остальными классами позвоночных животных) их эмбриональное развитие. Подобно зародышам других позвоночных, и птичий зародыш в первые дни насиживания представляет собой хвостатое рыбообразное существо с ненужными для него жаберными щелями. На этой стадии развития будущий птенец обнаруживает сходство и с низшими рыбами, и с только что вышедшими из икры личинками амфибий, и с ранними стадиями развития других позвоночных животных (в том числе и человека).

И пока у куриного зародыша до конца первой недели и задние и передние конечности имеют вид одинаковых лапок, пока хвост еще не успел исчезнуть, а из сосочков еще не сформировались перья, он по всем своим признакам стоит ближе к пресмыкающимся, чем к взрослым птицам. В это время и хвост его состоит из отдельных позвонков, которые еще не успели срастись между собой.

Однако развитие зародыша в птичьем яйце не останавливается на этой стадии: оно идет дальше в сторону приспособления животного к передвижению по воздуху и сохранению постоянной температуры тела. Зародыш постепенно приобретает все характерные признаки птицы и становится птенцом.

Мышечная система характерна тем, что все крупные мышцы, приводящие в движение парные конечности, располагаются на туловище. Особенно велики огромные грудные мышцы, достигающие пятой части веса тела птицы. Подкожная мускулатура тоже хорошо развита, с ее помощью птица может поднимать перья (нахохливаться).

Нервная система. Головной мозг птицы отличается от мозга пресмыкающихся большими общими размерами, очень крупными полушариями переднего мозга и зрительными долями. Имеется у птицы и огромный мозжечок, и в отличие от рептилий — очень маленькие обонятельные доли. Промежуточный мозг птиц мал, эпифиз (шишковидная железа, у ящерицы — третий глаз) у птиц развит слабо. Мозжечок сверху соприкасается с полушариями, а сзади прикрывает значительную часть продолговатого мозга. Спинной мозг имеет заметные утолщения в спинной и поясничной областях, образуя там мощные плечевые и тазовые сплетения нервов.

Органы чувств. Орган слуха у этих животных состоит из внутреннего, среднего и наружного уха. Внутреннее и среднее сходны с таковыми у рептилий, а наружное является важным приобретением птиц. Оно представлено глубоким слуховым проходом, высокими кожными складками и специализированными перьями. Органы обоняния развиты у птиц очень слабо, эти животные, как правило, лишены способности различать запахи. Органы зрения достигают очень больших размеров и являются основными органами ориентирования. По строению они близки к глазам пресмыкающихся. Характерная особенность глаза птицы — его способность к аккомодации (наведению на резкость). Это достигается не только изменением кривизны хрусталика, но и приближением, либо отдалением его от сетчатки. Таким образом, эти животные обладают двойной аккомодацией.

Органы пищеварения. Небольшая ротовая полость птиц полностью лишена зубов. Ко дну ее прикреплен язык, конец которого заострен и ороговел. Короткая глотка переходит в длинный пищевод, имеющий специальное расширение, — зоб. Он расположен у основания шеи и служит местом временного хранения пищи. Пищевод заканчивается желудком, который состоит из двух частей: передней — железистой и задней — мышечной. В первом отделе пища перерабатывается химически, а во втором — механически. От мышечного желудка отходит двенадцатиперстная кишка (названа так потому, что у человека ее длина около 30 см, то есть 12 поперечников пальца), это первый отдел тонкого кишечника. Она образует петлю, в которой располагается поджелудочная железа. Длинная тонкая кишка извивается и переходит в короткую толстую кишку. На границе между толстой и тонкой располагается парная слепая кишка. Толстая кишка открывается в клоаку. Большая печень голубя лишена желчного пузыря, но у большинства птиц он имеется.

Легкие птиц — это не мешки, как у земноводных и большинства рептилий, это плотные губчатые тела. Бронхи, входя в легкие, пронизывают их насквозь, и от концов их главных разветвлений отходят особые воздушные мешки. Они во много раз превосходят сами легкие по объему. У птицы четыре парных и один непарный воздушный мешок. Парные — это шейные, переднегрудные, заднегрудные и брюшные, а непарные — подключичные. Главная функция мешков проявляется при дыхании во время полета. При вдохе воздух наполняет легкие, а часть его сразу попадает в воздушные мешки. В легких воздух обогащает кровь кислородом, а при выдохе легкие вентилируются воздухом из воздушных мешков. Он еще не использовался для дыхания и поэтому снова окисляет кровь. Таким образом, получается, что птица в полете дышит (окисляет кровь) и на вдох и на выдох. Воздушные мешки работают только в полете, в спокойном состоянии птица дышит без их участия.

Кровеносная система. Сердце птиц содержит четыре отдела — два предсердия и два желудочка. Оно делится на две половины: правую — венозную и левую — артериальную. Сердце птицы относительно велико, потому что оно усиленно работает при полете. У этих животных два круга кровообращения. Большой — это путь крови из левого желудочка и оттуда по аорте ко всем органам тела. Возвращается кровь, уже отдав кислород (венозная кровь), в правое предсердие. В малый, или венозный, круг кровообращения кровь из правого предсердия переходит в правый желудочек и по легочным артериям течет в легкие. Из них уже окисленная (артериальная) возвращается в левое предсердие.

Температура тела птиц обычно около 42 єС.

Органы выделения. Строение органов выделения у птиц сходно со строением этих органов у пресмыкающихся. Парные метанефрические почки очень велики. Это связано с усиленным обменом веществ. Почка представляет собой удлиненное плоское тело, разделенное на три лопасти. Располагаются они под спинными стенками таза. От каждой отходит мочеточник, который открывается в средний отдел клоаки. В клоаке у птиц происходит обратное поглощение воды из мочи. Мочевого пузыря нет.