W artykule omówimy cechy strukturalne ptaków, jaki jest ich szkielet. Ptaki są ciekawe, ponieważ są jedyną grupą kręgowców (poza nietoperzami) zdolną nie tylko do unoszenia się w powietrzu, ale do prawdziwego lotu. Ich konstrukcja jest dobrze przystosowana do tego celu. Będąc mistrzami w powietrzu, świetnie czują się zarówno na lądzie, jak i na wodzie, a niektóre z nich, na przykład kaczki, są we wszystkich trzech środowiskach. Rolę odgrywa w tym nie tylko szkielet ptaka, ale także pióra. Głównym wydarzeniem, które zapewniło tym stworzeniom dobrobyt, był rozwój ich upierzenia. Dlatego rozważymy nie tylko szkielet ptaka, ale także pokrótce o nim porozmawiamy.
Podobnie jak futro ssaków, pióra pojawiły się najpierw jako osłona termoizolacyjna. Dopiero nieco później zostały przekształcone w samoloty nośne. Ptaki ubrane w pióra, najwyraźniej miliony lat przed tym, jak były w stanie latać.
Ewolucyjne zmiany w strukturze ptaków
Przystosowanie do lotu doprowadziło do przebudowy wszystkich układów i zachowań narządów. Zmienił się również szkielet ptaka. Zdjęcie powyżej to obrazwewnętrzna struktura gołębia. Zmiany strukturalne przejawiały się głównie wzrostem siły mięśniowej przy spadku masy ciała. Kości szkieletu stały się puste lub komórkowe lub przekształcone w cienkie zakrzywione płytki, zachowując jednocześnie wystarczającą wytrzymałość do wykonywania zamierzonych funkcji. Ciężkie zęby zastąpiono lekkim dziobem, a osłona z piór jest przykładem lekkości, choć może ważyć więcej niż szkielet. Pomiędzy narządami wewnętrznymi znajdują się worki powietrzne zaangażowane w oddychanie.
Cechy szkieletu gołębia
Oferujemy szczegółowe spojrzenie na szkielet gołębia. Składa się z kości miednicy, kości skrzydeł, kręgów ogonowych, tułowia, odcinka szyjnego i czaszki. W czaszce wyróżnia się tył głowy, koronę, czoło, dziób oraz bardzo duże oczodoły. Dziób podzielony jest na 2 części - górną i dolną. Poruszają się oddzielnie od siebie. Region szyjny obejmuje podstawę szyi, gardło i szyję. Szkielet gołębia w części grzbietowej składa się z kręgów krzyżowych, lędźwiowych i piersiowych. Klatka piersiowa - od mostka, a także 7 par żeber przyczepionych do kręgów piersiowych. Kręgi ogonowe są spłaszczone i przymocowane krążkami złożonymi z tkanki łącznej. Taki, ogólnie rzecz biorąc, jest szkielet ptaka. Jego schemat został przedstawiony powyżej.
Transformacja kości
Przemiana szkieletu kostnego, związana z chodzeniem ptaków na tylnych kończynach i używaniem kończyn przednich do lotu, jest szczególnie wyraźnie wyrażona w obręczy barkowej i miednicy. Obręcz barkowa jest sztywno połączona z mostkiem, dlatego podczas lotu ciało wydaje się wisieć na skrzydłach. Osiąga się toz powodu przerośniętych kości kruczych, których nie ma u ssaków.
Szkielet ptaka ma wyraźnie wzmocnioną obręcz miednicy. Kończyny tylne dobrze trzymają te zwierzęta na ziemi (na gałęziach podczas wspinaczki lub na wodzie podczas pływania) i, co najważniejsze, skutecznie absorbują ciosy w momencie lądowania. Ponieważ kości stały się cienkie, ich siła wzrosła w wyniku połączenia się ze sobą, gdy zmieniła się struktura szkieletu ptaka. Podobnie jak u ssaków, trzy sparowane kości miednicy połączyły się z kręgosłupem i ze sobą. Nastąpiło zespolenie kręgów tułowia, począwszy od ostatniego odcinka piersiowego, a skończywszy na pierwszym ogonie. Wszystkie były częścią złożonego sacrum, które wzmacniało obręcz miednicy, umożliwiając kończynom ptaków wykonywanie ich funkcji bez zakłócania pracy innych układów.
Ptasie kończyny
Należy również wziąć pod uwagę kończyny, charakteryzujące budowę szkieletu ptaka. Są one silnie zmodyfikowane w porównaniu z typowymi cechami charakterystycznymi dla kręgowców. Tak więc kości śródstopia i stępu wydłużyły się i połączyły ze sobą, tworząc dodatkowy segment kończyny. Udo jest zwykle schowane pod piórami. Kończyny tylne posiadają mechanizm, który pozwala ptakom pozostawać na gałęziach. Mięśnie zginaczy palców leżą nad kolanem. Ich długie ścięgna biegną wzdłuż przedniej części kolana, następnie wzdłuż tylnej części stępu i dolnej części palców. Zginając palce, gdy ptak chwyta gałąź, mechanizm ścięgnowy blokuje je, dzięki czemu chwyt nie słabnie nawet podczas snu. Dzięki swojej strukturze plecykończyna ptaka jest bardzo podobna do nogi ludzkiej, ale wiele kości podudzia i stopy jest zrośniętych.
Pędzel
Opisując cechy szkieletu ptaków, zauważamy, że szczególnie dramatyczne zmiany w związku z przystosowaniem do lotu zaszły w budowie ręki. Pozostałe kości kończyn przednich zrosły się razem, tworząc podporę dla głównych lotek. Zachowany pierwszy palec stanowi podporę dla szczątkowego wingleta, który działa jak specjalny regulator zmniejszający opór skrzydła przy niskich prędkościach lotu. Do kości łokciowej przyczepione są pióra lotki wtórnej. W połączeniu ze wspaniałą strukturą samych piór, wszystko to tworzy skrzydło - organ charakteryzujący się dużą wydajnością i plastycznością adaptacyjną. Poniżej szkielet XVII-wiecznego ptaka dodo.
Skrzydła
Pióra muchy i ogona zapewniają unoszenie się i kontrolę w locie, ale ich właściwości aerodynamiczne nie są jeszcze w pełni poznane. W normalnym trzepoczącym locie skrzydła poruszają się w dół i do przodu, a następnie ostro w górę i do tyłu. Podczas uderzania w dół skrzydło ma tak stromy kąt natarcia, że tłumiłoby prędkość, gdyby pióra lotu głównego nie działały w tym czasie jako samodzielna płaszczyzna nośna zapobiegająca hamowaniu. Każde piórko obraca się w górę i w dół wzdłuż łodygi, dzięki czemu powstaje pchnięcie do przodu, wspomagane przez rozchylanie ich końcówek. Ponadto pod pewnym kątem natarcia winglet jest cofany do przodu z przodu skrzydła. Tworzy to cięcie, które zmniejsza turbulencje ponadpłaszczyzna nośna, a tym samym tłumienie hamowania. Podczas lądowania ptak wstępnie tłumi prędkość, ustawiając ciało w płaszczyźnie pionowej, chowając ogon i hamując skrzydłami.
Cechy budowy skrzydeł różnych ptaków
Ptaki, które potrafią latać wolno, mają szczególnie dobrze zaznaczone przerwy między głównymi lotami. Na przykład u orła przedniego (Aquilachysaetos, na zdjęciu powyżej) przerwy między piórami stanowią do 40% całkowitej powierzchni skrzydeł. Sępy mają bardzo szeroki ogon, który dodatkowo podnosi się podczas zawisu. Na drugim krańcu skrzydeł orłów i sępów znajdują się długie, wąskie skrzydła ptaków morskich.
Na przykład albatrosy (zdjęcie jednego z nich pokazano powyżej) prawie nie machają skrzydłami, szybując na wietrze, a potem nurkując, a potem stromo wznosząc się w górę. Ich sposób latania jest tak wyspecjalizowany, że przy bezwietrznej pogodzie są dosłownie przykuci do ziemi. Skrzydła kolibra noszą tylko główne lotki i są w stanie wykonać więcej niż 50 uderzeń na sekundę, gdy ptak wisi w powietrzu; podczas gdy poruszają się tam i z powrotem w płaszczyźnie poziomej.
Pokrowiec z piór
Pokrowiec z piór jest przystosowany do pełnienia różnych funkcji. Tak więc twarde pióra muchy i ogona tworzą skrzydła i ogon. A pokrycie i konturowanie nadają ciału ptaka opływowy kształt, a puch stanowi izolację termiczną. Oparte o siebie, jak płytki, pióra tworzą ciągłą, gładką powłokę. Delikatna struktura pióra, bardziej niż jakakolwiek innacechy anatomiczne, zapewnia ptakom pomyślność w powietrzu. Wachlarz każdego z nich składa się z setek zadziorów znajdujących się w tej samej płaszczyźnie po obu stronach pręta, a zadziory wystają z nich również po obu stronach, niosąc haki ze strony oddalonej od ciała ptaka. Haczyki te przylegają do gładkich zarostów poprzedniego rzędu zarostów, co pozwala na zachowanie kształtu wachlarza bez zmian. Na każdym piórze dużego ptaka znajduje się do 1,5 miliona brody.
Dziób i jego znaczenie
Dziób służy ptakom jako organ manipulacyjny. Na przykładzie słonki (Scolopaxrusticola, jeden z nich pokazano na powyższym zdjęciu), możesz zobaczyć, jak złożone mogą być działania dzioba, gdy ptak zanurza go w glebie, polując na robaka. Natknąwszy się na zdobycz, ptak, poprzez skurcz odpowiednich mięśni, przesuwa do przodu kwadratowe kości, które tworzą łuk żuchwy. Te z kolei wypychają kości jarzmowe do przodu, co powoduje, że czubek żuchwy wygina się do góry, znajduje się owalny otwór, przez który przechodzi ścięgno mięśnia podobojczykowego, które jest przymocowane do górnej strony barku. Tak więc, kiedy mięsień podobojczykowy kurczy się, skrzydło unosi się, a kiedy mięsień piersiowy kurczy się, spada.
Zatem przedstawiliśmy główne cechy budowy szkieletu ptaków. Mamy nadzieję, że odkryłeś coś nowego o tych niesamowitych stworzeniach.
