Особенности строения аппарата движения птицы

Аппарат движения представлен костями, формирующими скелет, связками и мышцами, а также сухожилиями.

Скелет птицы состоит из осевой и периферической частей. Осевой скелет состоит из черепа, шейного, грудного, пояснично-крестцового и хвостового отделов.

Череп — птицы облегчен за счет пневматизации костей и редукции зубов. Прочность костей сохраняется за счет большой минерализации компакты, пористости компакты и раннего сращения. Швы между костями зарастают в первые дни после вылупления Мозговой отдел черепа. Крыша мозговой полости развита, но изнутри она гладкая из-за отсутствия извилин на плаще головного мозга.

Затылочная кость имеет один мыщелок для сочленения с атлантом.

Лицевой отдел черепа устроен сложнее мозгового. Парные резцовые, верхнечелюстные и носовые кости, срастаясь, образуют надклювье. Носовые кости присоединяются к лобной и слезной при помощи тонкой пружинистой костной пластинки, а у гусиных — суставом.

Квадратная кость неправильной четырехугольной формы.

Нижнечелюстная кость формирует подклювье. Особенности соединения нижнечелюстной кости с квадратной позволяют при раскрывании клюва не только опускать подклювье, но и поднимать надклювье Скелет шейного отдела. Количество шейных позвонков у птиц непостоянно. У кур, индеек, цесарок их 14, у уток — 14−15, у гусей и страусов 17−18, у голубей 12−13. Удлинение и подвижность шеи помогает птицам: 1) при чистке перьев, добывании корма, защите; 2) перемещать центр тяжести в полете; 3) играть роль буфера при резком толчке во время приземления и др.

Шейный позвонок — vertebra cervicalis, за исключением первых двух, устроен однотипно. Тела позвонков удлиненные, за исключением первых и последних трех-четырех, что позволяет сильнее сгибать краниальный и каудальный отделы шеи. Головки и ямки седловидной формы, что обеспечивает не только сгибание и разгибание, но и отведение, и ограниченные вращательные движения шеи. В межпозвоночные отверстия открываются выросты воздухоносных мешков.

Первый шейный позвонок — атлант — atlas — самый маленький, имеет вид кольца, состоящего из вентральной и дорсальной дуги. На краниальном крае имеется только одна суставная ямка для сочленения с мыщелком атланта.

Второй шейный позвонок — эпистрофей — axis — имеет тело, зубовидный отросток, гребень оси и вентральный гребень.

Скелет грудного отдела — состоит из грудных позвонков, ребер и грудины, вместе образующих грудную клетку. У куриных грудная клетка короткая, но высокая и широкая. У гусиных — сжата в дорсовентральном направлении, длинная и широкая.

Грудной позвонок — vertebra thoracalis — у куриных и голубя 7 позвонков, из которых 2−5 срастаются между собой, образуя позвонковую кость. Шестой грудной позвонок свободный, седьмой срастается с позвонком поясничного отдела. Срастание грудных позвонков резко снижает подвижность этого отдела и превращает его в опору для летательных мышц. У гусей и уток только три последних позвонка срастаются между собой и с первым поясничным.

Ребра — costae — имеют вид плоской костной палочки. Состоят из вертебральной и стернальной частей, которые соединяются между собой под углом. В месте их соединения каудально отходит крючковидный отросток, который накладывается на латеральную поверхность позади лежащего ребра. Первые и последние ребра — астернальные, остальные — стернальные. Количество ребер соответствует числу грудных позвонков.

Грудная кость — sternum — плоская кость с выпуклой вентральной и вогнутой дорсальной поверхностями. На дорсальной поверхности расположены 2−3 пневматических отверстия. На вентральной поверхности грудины расположен сильно развитый гребень — киль (carina sterni).

У утки грудная кость широкая с телом четырехугольной формы, одно большое пневматическое отверстие. У гусей часто образуется грудинное окошко, по краниальному краю имеется несколько маленьких пневматических отверстий и одно большое. Киль менее глубокий, чем у куриных.

Поясничнокрестцовый отдел. Два-три поясничных позвонка и два-пять крестцовых срастаются между собой, с последним грудным и 6−8 хвостовыми позвонками, образуя при этом поясничнокрестцовую кость — os synsacrum. К латеральному краю и дорсальному гребню кости прирастают подвздошные кости, в результате чего она становится мощной опорой для тазовых конечностей.

Хвостовой отдел образован пятью средними свободными хвостовыми позвонками и пигостилем — pigostil. Передние хвостовые позвонки вошли в состав поясничнокрестцовой кости. Пигостиль образован 4−6 сросшимися последними позвонками и имеет вид лемехообразной косточки, загнутой дорсально. Его развитие зависит от развития рулевых перьев.

Скелет грудной конечности — состоит из плечевого пояса и свободной конечности.

Скелет плечевого пояса состоит из лопатки, ключицы и коракоидной кости.

Лопатка — плоская, длинная, узкая, саблевидно изогнутая кость. Лежит параллельно позвоночному столбу. Лопатка соединяется своим краниальным концом и с ключицей и коракоидной костью.

Ключица — clavicula — парная кость в виде изогнутой палочки. Дистальные концы обоих ключиц срастаются, образуя вилочку — furcula. Вилочка является пружинистым устройством, предохраняющим плечевые суставы от слишком близкого прилегания к телу во время полета. У страусов ключица отсутствует.

Коракоидная кость — длинная, трубчатая, самая мощная кость плечевого пояса. Проксимально соединяется с ключицей, лопаткой и плечевой костью, дистально — с передним концом грудной кости. На дистальной части кости имеется пневматическое отверстие.

Свободная грудная конечность состоит из плеча, предплечья и кисти.

Плечевая кость — типичная трубчатая. Соединяется проксимально с лопаткой и коракоидной костью. Под медиальным бугорком располагается пневматическое отверстие.

Кости предплечья образованы локтевой и лучевой костями. Более развита локтевая кость, которая является главной опорой маховых перьев. Между локтевой и лучевой костями находится широкое межкостное пространство.

Кости запястья — сильно редуцированы, т.к. не несут амортизационной функции. В проксимальном ряду лучевая кость запястья срастается с промежуточной, а локтевая — с добавочной. Дистальный ряд костей запястья срастается с пястными костями.

Кости пясти частично редуцируются и, срастаясь с дистальным рядом костей запястья, образуют пястнозапястную кость, или пряжку. Наиболее развита третья пястная кость.

Кости пальцев представлены тремя:, , пальцами. Третий палец более развит и состоит из трех фаланг. Четвертый палец представлен одной конусовидной фалангой. Второй палец, в виде одной фаланги, является костной основой для крылышка.

Особенность грудной конечности птиц является наличие двух фиброзно-эластических перепонок, растянутых между костями крыла.

Передняя летательная перепонка — propatagium — растянута между проксимальным эпифизом плечевой кости и дистальным концом предплечья. Является дополнительной поверхностью опоры при полете. Мощный эластичный хрящ, проходящий по переднему краю перепонки, способствует тому, что предплечье при сложенном крыле располагается параллельно телу.

Задняя летательная перепонка растянута между грудной стенкой и медиальным краем плечевой кости. Она также увеличивает поверхность опоры при полете и способствует удержанию плечевой кости вдоль тела при сложенном крыле.

Скелет тазовой конечности — состоит из скелета тазового пояса и свободной конечности.

Скелет тазового пояса — образован подвздошной, седалищной и лонной костями, которые при срастании образуют суставную ямку с круглым отверстием, расположенным в ее глубине.

За счет того, что каудальные концы седалищной и лонной костей не срастаются между собой, тазовая полость вентрально не имеет костного остова. Такое строение костей тазового пояса обеспечивает лучшую амортизацию при посадке птицы и облегчает яйцекладку у самок. У страусов тазовые кости срастаются, формируя закрытый таз Скелет свободной тазовой конечности — состоит из бедра, голени и стопы.

Бедренная кость — мощная трубчатая пневматизированная. На проксимальном эпифизе имеет один большой вертел. На дистальном эпифизе суставной блок из двух мыщелков и блок для коленной чашки. Коленная чашка имеет вид трехгранной призмы.

Кости голени включают большеберцовую и малоберцовую кости. Большеберцовая кость — самая длинная. К ее дистальному эпифизу прирастают кости проксимального ряда заплюсны, образуя большеберцовозаплюсневую кость. Малоберцовая кость грифелевидная.

Скелет стопы состоит из костей плюсны и пальцев. Самостоятельных костей заплюсны у птиц нет. Проксимальный ряд срастается с большеберцовой костью. Кости центрального и дистального рядов срастаются с плюсневыми костями, в результате образуется цевка — беговая, или заплюсноплюсневая кость.

Кости пальцев. У домашних птиц четыре пальца. Первый обращен каудально и имеет две фаланги. Второй палец имеет три фаланги, третий — четыре, четвертый — пять. Второй, третий и четвертый пальцы обращены вперед. Некоторые породы кур имеют пять пальцев, из которых первые два направлены каудально. Дистальные фаланги пальцев имеют конусовидную форму с загнутыми концами.

В определенные периоды жизни птицы (перед яйцекладкой и линькой) в костномозговой полости образуется сильно минерализованная медулярная кость (substantia spongiosa nova) как дополнительно запасаемый источник кальция, расходуемый в процессе яйцекладки и образования пера. Медулярная кость может заполнять почти весь костномозговой канал. В период яйцекладки она постепенно разрушается.

У страуса в связи с его образом жизни скелет имеет ряд характерных особенностей:

• 1. Относительно маленький череп, особенно мозговой отдел. Мозг зрелого страуса по размерам равен куриному яйцу и весит от 30 до 40 г. Судя по размерам мозга, страус практически не способен удерживать информацию. Эти птицы очень чувствительны к ударам по голове, которые могут стать причиной смерти. Когда страус просовывает свою голову в небольшое отверстие, например, в воротах, изгороди или кормушках, он затем немедленно забывает, как это сделал. Пытаясь поднять шею и голову одновременно, он чувствует, что что-то удерживает их, и начинает дергаться, травмируя себя. От таких движений череп может отделиться от первого шейного позвонка, в результате чего птица погибает. Эту особенность следует учитывать при строительстве изгородей, установке кормушек и другого оборудования.
• 2. 17−18 крупных, но легких шейных позвонков
• 3. Грудина широкая с выпуклым дном, не имеет киля
• 4. Пояснично-крестцовый отдел сверху прикрыт подвздошными костями, образующими крышу, выступающую вверх в виде высокого гребня
• 5. Пояс грудной конечности и сама конечность сильно редуцированы, в связи с тем, что страусы не летают
• 6. Пояс тазовой конечности состоит из двух частей. Лонные кости образуют отдельно располагающееся дно своеобразной формы, приспособленное для снесения крупных яиц.
• 7. Кости свободной конечности длинные, хорошо развиты. Гости голени и плюсны составляют основу их длины. Кисть имеет два пальца, заканчивающиеся мощными когтевыми отростками.

Недавно этнографы обнаружили в Центральной Африке, в глухом лесном районе между Зимбабве и Ботсваной, деревню, большинство жителей которой: люди-" страусы", или, как их еще прозвали, сапади.

Это странное племя отличает от прочих жителей земли удивительное свойство: на ногах у них только два пальца и оба — большие! Это заболевание или необычное строение ступни именуется «синдромом клешни» и вызвано, как считают медики, кровосмешением и еще каким-то неизвестным вирусом. Кстати, аналогичное явление отмечено во Французских Альпах. Наверное, оттого, что некоторые селения там расположены так же далеко от крупных городов, как и заброшенная ботсванская деревня, и браки между близкими родственниками там — не редкость.

Люди-" страусы" появились не сегодня. Еще древнегреческие историки Страбон и Мегасфен писали об апистодактилах, загадочных жителях Центральной Африки, у которых ступни вывернуты назад.

Согласно легендам, люди-" страусы" являются потомками выходцев из Мозамбика, а «страусиный» ген, по мнению ученых, занесла в те места одна-единственная пришлая женщина, потомки которой вынужденно вступали в близкородственные браки по причине крайней малолюдности своего региона.

Сапади — прекрасные бегуны и необыкновенно ловко лазают по деревьям, передвигаясь с одного на другое, подобно обезьянам Скелетные мышцы у птиц развиты неравномерно. У нелетающих и плохо летающих птиц мышцы бледно-розовые, в сухожилиях у них часто можно встретить окостеневшие участки. У летающих птиц мышцы темно-красные.

Подкожные мышцы у птиц сильно развиты. Они обеспечивают движение кожи, собирая ее в продольные складки, чем вызывают взъерошивание, поднятие и поворот контурных перьев.

У птиц отсутствует мимическая мускулатура. Из мышц головы хорошо развита и дифференцирована челюстная мускулатура.

Мышцы шеи у птиц более дифференцированы, чем у млекопитающих, так как шея с головой образует как бы пятую конечность, с помощью которой птицы совершают многообразные манипуляции при ловле добычи, поедании корма, строительстве гнезда и т. д. Движение шеи обеспечивают длинные и короткие мышцы, располагающиеся несколькими пластами.

Мышцы спины развиты слабо, так как большая часть грудных и поясничных позвонков срастается между собой и движения в этих отделах ограничены.

Мышцы хвоста приводят в движение не только сам хвост, но и рулевые перья, раскрывая их веером и поворачивая, что способствует развороту птицы при полете. У птиц выделяют и специальные рулевые мышцы, которые заканчиваются на перьевых фолликулах, что позволяет каждому перу поворачиваться самостоятельно. Это дает возможность быстро и четко изменять положения хвоста или его отдельных частей, маневрируя в полете.

Мышцы грудной клетки обеспечивают дыхательные движения и делятся на экспираторы и инспираторы. Когда птица стоит, ее позвоночник фиксирован, в результате чего при вдохе грудная кость движется вниз, а коракоидная и ключица вперед. Это приводит к увеличению объема грудной клетки в глубину и длину. Когда птица сидит, грудная кость фиксируется опорой, а при полете, она вместе с плечевым поясом фиксируется летательными мышцами. В этих случаях увеличение объема грудной клетки достигается за счет движения позвоночника вверх.

Диафрагма у птиц представлена двумя фиброзно-мышечными пластинками — легочной и брюшной.

Мышцы живота у птиц те же, что и у млекопитающих, только тоньше.

Мышцы грудной пояса хорошо развиты и составляют более 47% от всей мускулатуры. Мышцы свободной конечности развиты слабее. Характерным для них является согласованное действие на локтевой и запястный суставы. Эти суставы сгибаются или разгибаются синхронно.

Мышцы тазового пояса практически не развиты.

Мышцы свободной тазовой конечности многочисленны и в большинстве своем соответствуют таковым у млекопитающих. Компактность тела птицы, вытекающая из требований аэродинамики, проявляется в том, что мощные мышцы располагаются либо на туловище, либо в области бедра. На дистальную часть конечности спускаются в основном сухожилия, которые часто окостеневают, что еще больше увеличивает их силу на разрыв.

У куриных, как и у всех лесных птиц, хорошо развит механизм для сидения на ветке без затраты мышечной энергии. Начинается он сухожилием стройной мышцы, которое перекидывается через коленную чашку и срастается с сухожилиями глубокого и короткого сгибателей пальцев. При сгибании коленного сустава натягивается сухожильная система и в результате чего происходит непроизвольное сгибание пальцев. Кроме того, на сухожилиях сгибателей пальцев есть шаровидные утолщения, которые при сокращении этих мышц попадают в углубления сухожильных влагалищ (уздечек) и защелкиваются там. Это удерживает пальцы в согнутом положении без затрат мышечной энергии до тех пор, пока активная работа разгибателей не выпрямит их.

У гусиных мощнее развита мускулатура в области голени, в том числе абдукторы, аддукторы, ротаторы, что определяет большую свободу движений во всех суставах тазовой конечности. Значительно сильнее развита короткая малоберцовая мышца — основной вращатель цевки. Обусловлено это необходимостью частых поворотов при плавании, для чего нужно изменить направление движения лапы в толчке поворотом цевки.

У страусов хорошо развиты мышцы конечностей, которые и используются в пищу.