Характеристика класса птиц в связи с полетом. Особенности дыхательной системы птиц.

Класс птиц объединяет более 8 тыс. видов высших специализированных позвоночных, приспособившихся к полету. Представители класса широко распространены по земному шару. Они обитают в самых различных местах.

Птицы близки к пресмыкающимся и рассматриваются как их прогрессивная ветвь. Более совершенная организации птиц по сравнению с рептилиями проявляется в более высоком уровне развития нервной системы, а в связи с этим и в более разнообразном и совершенном приспособительном поведении; в развитой способности к терморегуляции, определяющей высокую температуру тела; в возможности летать в воздухе при сохранении способности к передвижению по земле или лазанью; в более совершенном размножении, заключающемся в высиживании яиц и выкармливании птенцов.

Размеры птиц широко варьируют: от самых мелких (например, колибри величиной со шмеля) до наиболее крупных (например, африканские страусы высотой до 2,5 м). Форма тела птиц также разнообразна, хотя в облике и строении их много общего. Снаружи птица покрыта перьями.

Голова у птиц маленькая и легкая. На ней помещается клюв, глаза и слуховые отверстия. Клюв образован вытянутой верхней и нижней челюстями, которые покрыты роговым чехлом.

Верхняя часть клюва называется надклювье, а нижняя — подклювье. Основание надклювья у ряда птиц (например, голубей, дневных хищников) одето вздутой беловатой кожицей — восковицей. Она выполняет функцию осязания. Над восковицей лежат парные наружные ноздри. Глаза, помимо верхнего и нижнего века, снабжены мигательной перепонкой. Книзу и позади каждого глаза находится по округлому слуховому отверстию, ведущему в неглубокий наружный слуховой канал — наружное ухо. Голова соединена с подвижной, обычно длинной шеей.

Тело плотное, обтекаемое. Передние конечности превращены в органы полета — крылья. Задние конечности у многих птиц небольшие, в полете прижимающиеся к туловищу. Коленный сустав задних конечностей скрыт под оперением. Нижний их отдел покрыт роговыми щитками. На концах пальцев, которых обычно бывает четыре, имеются когти. Хвост развит слабо.

Органы дыхания имеют более приспособленные к воздушному образу жизни черты строения, чем какая-либо другая система внутренних органов.

Легкие птиц представляют собой губчатые тела, прикрепленные к спинной стенке грудной клетки. Бронхи, войдя в легкие, разветвляются, пронизывают их и впадают в воздушные мешки — тонкостенные образования, объем которых во много раз превышает объем легких (рис. 34).

Воздушные мешки располагаются между внутренними органами, а их ответвления проходят между мышцами и заходят в кости. Современными исследованиями показано, что дыхание птиц представляет собой сложный однонаправленный процесс, в осуществлении которого исключительно велико значение воздушных мешков.

При расширении задних воздушных мешков воздух, насыщенный кислородом, быстро проходит в них через трахею и бронхи. При уменьшении объема мешков он поступает в легкие, где и происходит газообмен. Из легких воздух идет в передние воздушные мешки, а оттуда наружу. Изменение объема воздушных мешков происходит главным образом путем изменения объема грудной клетки. Таким образом, движение воздуха при дыхании птиц идет по следующей схеме: трахея–главные бронхи–задние воздушные мешки–легкие (газообмен)–передние воздушные мешки–трахея–выход наружу.

Таким образом, при вдохе воздух проходит в легкие и воздушные мешки, а при выдохе воздух из задних воздушных мешков нагнетается в легкие, а из передних, содержащих уже мало кислорода, проталкивается через трахею наружу. В результате насыщенный кислородом воздух, практически непрерывно, и при вдохе и при выдохе (так называемое двойное дыхание), проходит через легкие, обогащая кровь кислородом.

Помимо интенсификации дыхания, воздушные мешки предохраняют от перегрева тело при интенсивном движении; при этом избыток тепла удаляется постоянно сменяющимся воздухом.