Скелет, мускулатура и органы дыхания птиц

Скелет птиц. Строение черепа.

Скелет птицы отличается прочностью и легкостью, что крайне важно для полета. Прочность костей достигается балочным типом внутренней их структуры, трубчатостью, плотностью стенок. Легкость обусловливается пневматичностью большинства костей, возникшей вследствие редукции костного мозга. В воздухоносные полости некоторых костей проникают полости воздушных мешков. Облегченность костей позволила увеличить их длину, не увеличив общей массы скелета. Длина скелета ноги и особенно крыла у многих птиц заметно превышает длину туловища. Масса скелета составляет от 4-5 до 18% массы тела птиц.

Передние конечности превращены в крылья. Кости кисти недоразвиты, они служат опорой для маховых перьев. Надежной опорой для задних конечностей, в связи с перенесением на них функций хождения и хватания, служит сложный крестец, представляющий собой слияние поясничных, крестцовых и части хвостовых позвонков. Со сложным крестцом неподвижно срастаются подвздошные кости тазового пояса.

Позвоночник птиц, за исключением шейного отдела, малоподвижен. Грудина сильно развита и у большинства птиц несет высокий гребень или киль, к которому прикреплены крупные мышцы, участвующие в движении крыльев. У некоторых нелетающих страусоподобных птиц киль отсутствует. Малая подвижность позвоночника, наличие большой грудины и крючкообразных отростков на ребрах придают грудной клетке и всему туловищу особую прочность, что имеет большое значение при полете.

Череп птиц сильно облегчен не только за счет пневматичности костей и их раннего срастания, но также и за счет замены массивных челюстей беззубым клювом. Легкость черепа способствует поддержанию равновесия птицы во время полета.

Мускулатура птиц.

Наиболее крупные мышцы передних и задних конечностей птиц расположены на туловище или близко к нему. Так, наиболее развитые грудные мышцы, участвующие в движении крыльев и достигающие у хороших летунов 15-20% общего веса тела, прикреплены к грудине, а крупные мышцы, двигающие ногу, — к костям таза. К конечностям же от мышц идут тонкие длинные сухожилия. Такое расположение тяжелых мускулов ближе к центру тяжести тела способствует устойчивости его при полете в воздухе.

Органы дыхания птиц.

Органы дыхания птиц резко отличаются от органов дыхания других наземных позвоночных животных. Дыхательные пути начинаются с парных ноздрей, переходят в носовую полость и далее через щель в верхнюю гортань. За гортанью проходит гибкая трахея, которая разветвляется на два бронха, входящих в легкие. В месте разветвления бронхов располагается нижняя гортань — голосовой аппарат птиц. В ее полости натянуты голосовые перепонки. Под влиянием сокращения специальных певчих мышц голосовые перепонки могут менять свое положение и форму, чем и обусловливается разнообразие издаваемых птицами звуков.

Легкие птиц — небольшие плотные губчатые тела, прирастающие к ребрам по бокам позвоночного столба. Войдя в легкое, бронхи распадаются на вторичные бронхи. Частично они выходят за пределы легкого и образуют тонкостенные, эластичные, хорошо растяжимые воздушные мешки. Вторичные бронхи сообщаются между собой многочисленными тонкими каналами — парабронхами. Парабронхи оплетены легочными кровеносными капиллярами, насыщающими кровь кислородом.
Как уже отмечалось, с легкими связаны воздушные мешки, объем которых в несколько раз превышает объем легких. Воздушные мешки расположены между внутренними органами, а их ответвления проникают под кожу, между мышцами, заходят в полые кости. Они не принимают непосредственного участия в газообмене, но выполняют роль воздушного насоса, значительно увеличивая объем воздуха, циркулирующего по дыхательным путям.

Всего имеется пять пар воздушных мешков, подразделяющихся на передние (шейные, межключичные и предгрудные), задние (заднегрудные и брюшные) и один — межключичный (непарный). Задние мешки гораздо объемистее, чем передние.
Воздух по трахее и первичным бронхам поступает в задние воздушные мешки. Далее он перемещается в легкие, где в парабронхах совершается газообмен. Из легких воздух поступает в передние воздушные мешки, а из них через трахею выделяется наружу. Экспериментально выяснено, что порция воздуха (предварительно его метили) через всю дыхательную систему проходит за два вдоха и два выдоха. При первом вдохе воздух по главному бронху поступает в задние воздушные мешки, при первом выдохе он перемещается в легкие. При втором вдохе воздух из легких переходит в передние воздушные мешки, при втором выдохе — выделяется наружу. Следует учитывать, что воздух по дыхательной системе птицы движется непрерывно и всегда в одном направлении — от задних мешков через легкие к передним мешкам.

Частота дыхательных движений зависит от величины птицы: у утки-кряквы она составляет в покое 10-16, у мелких воробьиных птиц 60-100 дыханий в минуту. При полете она резко возрастает.

Кроме участия в дыхании воздушные мешки выполняют и ряд дополнительных функций. Они играют важную роль в терморегуляции: с их поверхности испаряется через дыхательные пути влага, благодаря чему устраняется возможность перегрева организма, особенно во время полета. При плавании и нырянии работа воздушных мешков способствует регулированию удельного веса тела птицы. У птиц, бросающихся с разлета в воду (крачек, олушей), наличие воздушных мешков смягчает удар от соприкосновения тела с водой.