что нужно птицам для полета
Основные приспособления птиц к полету — признаки и среда обитания
Многие пернатые освоили наземно-воздушную среду обитания. Приспособление птиц к полету стало возможным из-за многих изменений во внешнем виде и внутреннем строении.
Основные признаки приспособления птиц к полету
Как птицы приспособлены к полету?
У птиц легкие не имеют возможности расширяться или сжиматься, как у людей. Воздушные мешки выполняют всю эту работу. При вдохе и при выдохе через легкие птицы движется свежий воздух, который запасается в мешках. По этой причине дыхание у птиц называется «двойным». Чтобы запастись достаточным количеством кислорода, у птиц летательные мышцы содержат много миоглобина.
Внутреннее строение птицы схема
Птицы вынуждены много питаться, чтобы получать большое количество энергии. У них очень хорошо развита кровеносная и дыхательная система. Среднее давление пернатых составляет около 130 мм рт. ст., в то время, как у млекопитающих она всего — 95 мм рт. ст.
У птиц очень быстрый обмен веществ, температура тела достигает от 40 до 42 градусов. Высокая температура тела значительно влияет на все процессы жизнедеятельность, также сокращение мышц происходит в разы быстрее.
В большой мере, крупные мышцы, двигающие конечности, расположены на теле, а к ним уже идут сухожилия.
Птицы пережевывают свою еду в желудке, поэтому все жевательные процессы расположены внутри тела, что улучшает их аэродинамику.
Пернатые имеют перья, которым не нужны кровеносные сосуды, они слишком легкие и мягкие. Также помимо всего этого у птиц легкий скелет, который наполнен воздухом. А для лучшей координации движений был увеличен мозжечок.
Приспособление птиц к среде обитания
В зависимости от места обитания внешнее строение пернатых сильно видоизменено. К примеру, дятел имеет клюв, который похож на долото. Он использует его, чтобы доставать насекомых и личинок из коры деревьев. Вдобавок у него слишком длинный липкий язык и острые когти, которые позволяют ему выполнять все необходимые задачи для продолжения жизнедеятельности.
Птицы, которые живут в водоемах, тоже имеют некоторые изменения. У них есть короткие нижние конечности с плавательными перепонками и сплошной перьевой покров. Пернатые, обитающие в пустынях и степях обладают защитной окраской перьев, у них прекрасное зрение и сильные ноги.
Страусообразные птицы населяют Африку. Они не могут летать, так как у птиц недоразвиты крылья, однако хорошо развиты ноги. Птицы могут развивать скорость до 70 км/ч, их вес составляет 50-90 кг, а рост около 2,5-2,7 метров. Обитают страусообразные в саваннах, пустынях, степях.
Хищные птицы имеют большой изогнутый клюв, который используют для разрыва добычи на мелкие кусочки. Имея мощные острые когти, они цепляются в добычу, после чего наносят им смертоносные ранения или переносят пищу к себе в гнездо. Хищники могут долго парить в воздухе, у них отличное острое зрение и прекрасный слух.
Приспособление птиц к полету: признаки. Как птицы приспособились к полету
Большинство представителей класса птиц доминировали в наземно-воздушной среде обитания. Адаптация птиц к полету обусловлена особенностями их внешнего и внутреннего строения. В этой статье мы более подробно рассмотрим эти аспекты.
Признаки приспособления птиц к полету
Основными особенностями, позволяющими птицам доминировать в воздухе, являются:
— переделка передних конечностей в крылья;
— наличие специальной кости — киля;
— отсутствие яичника у самок;
— хорошо развитая нервная система.
Эти структурные особенности иллюстрируют, как птицы приспосабливаются к полету.
Строение скелета
Забраться на вершину для птиц становится возможным, прежде всего, благодаря легкому каркасу. Он состоит из костей, внутри которых имеются воздушные полости. Основными частями скелета птицы являются череп, позвоночник, пояса верхних и нижних конечностей, а также сами свободные конечности. Многие кости сливаются вместе, обеспечивая прочность всей «структуры». Отличительная особенность скелета птицы — наличие киля. Это особая кость, к которой крепятся мышцы, двигающие крылья. Это характерно только для птиц.
Покровы
Особенности приспособления птиц к полету во многом связаны с особенностями покровов. Перья — единственная группа животных, тело которой покрыто перьями. Их можно сгруппировать в три группы. Первый называется «контурным». Благодаря им тело птицы приобретает обтекаемую форму. В зависимости от положения на кузове и выполняемых функций контурными крыльями являются крышка, маховик и хвостовое оперение. Они покрывают тело, образуя контуры крыльев и хвоста. Независимо от типа каждое крыло состоит из центральной части — стержня, в большинстве из которых расположены вееры, образованные бородами первого и второго порядка с крючками. Голая нижняя часть пера называется пером.
Вторая группа представлена пушистыми перьями. Бороды у них без крючков, поэтому болельщики не связаны, а свободны. Третий тип падает. Особенность его строения — пушистые бородки, которые располагаются пучком на одном конце сильно укороченной очины.
На примере оперения легко увидеть, как птицы приспособились к полету. Обеспечивает терморегуляцию, определяет цвет, способность двигаться в воздухе. Кстати, окрас птиц может служить маскировкой от хищников и одной из форм проявления демонстративного поведения.
Теплокровность
Такая адаптация птиц на лету очень важна. Теплая кровь предполагает постоянную температуру тела, независимо от окружающей среды. Ведь, как известно, температура воздуха с высотой значительно падает. А если бы птицы были хладнокровными, как рыбы или земноводные, они бы просто замерзли в полете. Эта особенность присуща данной группе организмов из-за прогрессивного строения кровеносной системы. Он представлен четырехкамерным сердцем и двумя кругами кровообращения. Поэтому венозная и артериальная кровь не смешиваются, обмен газов и веществ очень интенсивный.
Внешнее строение
Тело птиц делится на следующие части: голова, подвижная шея, туловище, хвост и конечности. На голове глаза, ноздри и клюв, покрытые роговыми оболочками. Отсутствие зубов делает череп еще светлее. Веки неподвижны, роговица увлажнена мигающими перепонками.
Основная адаптация птиц к полету, конечно же, заключается в модификации верхних конечностей. Они превращаются в крылья. Ноги — нижние конечности, часто покрытые роговой чешуей. Эта особенность строения сохранилась у птиц их предков — рептилий. Когти на пальцах помогают птицам оставаться на поверхности для отдыха.
Внутреннее строение птиц
Приспособление птиц к полету отражается в особенностях строения большинства внутренних органов.
Пищеварительная система представлена ротовой полостью, пищеводом, который образует разрастание — зоб. В нем пища подвергается дальнейшей ферментативной обработке, становится мягкой и быстрее переваривается. Кроме того, пища попадает в желудок, который состоит из двух отделов: железистого и мышечного, а затем в кишечник. Открывается наружу выгребной ямой. Кишечник птиц укорочен по сравнению с другими животными. Эта структура также делает их тело легче. Остатки непереваренной пищи остаются в кишечнике недолго и могут быть выведены через клоаку даже во время полета.
Приспособление птиц к полету можно проследить по строению нервной системы. Благодаря своему развитию животные обладают довольно четким цветовым зрением, что позволяет легко ориентироваться в воздухе даже на достаточно большой высоте. Слух тоже работает хорошо. А благодаря развитому мозжечку координация движений тоже на высоком уровне. Птицы быстро реагируют на неминуемую опасность или на охоту.
Компактность — характеристика репродуктивной системы. Яички самцов маленькие, бобовидные. Они открывают свои протоки прямо в клоаку. У самок только одна яичник. Такая конструкция значительно снижает вес птицы. Яйцо из гонады движется по яйцеводу, где происходит процесс оплодотворения, яйцо покрыто известковыми оболочками и скорлупой. Затем выходит через клоаку.
Особенности дыхания
Адаптация птиц к полету также влияет на дыхательную систему. На самом деле для интенсивной работы мышечной системы необходимо постоянное снабжение тканей и органов кислородом. Поэтому, помимо легочного дыхания, у птиц появляются дополнительные органы — воздушные мешочки. Это дополнительные баллоны с воздухом достаточно большого объема. Поэтому дыхание птиц еще называют двойным дыханием.
Приспособление птиц к среде обитания
Характеристики внешней структуры часто меняются в зависимости от среды обитания. Например, у дятла, живущего в лесу, есть острые когти. С их помощью он передвигается по ветвям деревьев, опираясь на хвост твердыми перьями. Клюв этой птицы похож на стамеску. С его помощью, а также с помощью длинного липкого языка он достает насекомых и личинок с коры, семена — с шишек.
Птицы — обитатели водоемов, также имеют ряд важных приспособлений. Это короткие нижние конечности с плавательными перепонками, густые перья, смазанные водоотталкивающим секретом особых желез. «Выходи из воды насухо» — эта известная всем пословица появилась благодаря особенностям жизни водоплавающих птиц.
Обитатели открытых пространств — степей и пустынь обладают защитными перьями, очень мощными ногами и прекрасным зрением.
Прибрежные птицы — мастера планеризма. Альбатросам, чайкам и буревестникам характерны крепкие и длинные крылья. Но хвост у них короткий. Все это позволяет обитателям побережья ловить рыбу прямо с воздуха.
можно ли увидеть добычу на расстоянии до тысячи метров? Для хищников это не имеет большого значения. Ястреб, сокол, орел — ведущие представители этой группы. У них большой изогнутый клюв, который хватает и отрывает пищу. А мощные острые когти не оставляют шансов на спасение. Хищники способны подолгу парить в воздухе благодаря очень широким крыльям. А те из них, кто охотится ночью, также обладают острым зрением и прекрасным слухом. Например, совы и филины.
Все ли птицы летают
Не все представители этого класса умеют летать. Например, пингвины — отличные пловцы, их верхние конечности превратились в плавники. Но эти птицы не умеют летать. У них есть киль, но их вес не позволяет им парить в воздухе. Плотный жир и густое оперение необходимы для жизни в суровых северных условиях.
Надотряд страусов объединяет эму, киви, казуары, нанду. У этих птиц нет киля. А неумение летать компенсируется быстрым бегом. Это умение спасает птиц в низинах Африки.
Подавляющее большинство современных птиц прекрасно приспособлены к полету и среде обитания. Они обитают в лесах, водоемах и их побережьях, степях и пустынях.
Представители класса птиц поражают своим разнообразием, они важны в природе и жизни человека, а особенности строения определяют способность летать.
Почему птицы летают?
Моей дочурке 4 годика, и она находится на интересном этапе своего развития, который называется «почемучки». В течение дня я слышу множество разных вопросов от нее. И мне приходится спокойно и на доступном для нее языке объяснять, казалось бы, элементарные вещи. Одним из таких «почему» был вопрос о том, как летают птицы, ответом на который я поделюсь и с вами.
Все ли птицы могут летать
Прежде всего, способность разных видов птиц к полету обусловлена строением их тела. Наличие крыльев и перьев еще не говорит о том, что эта птица может взлететь.
В основном, нелетающие птицы обладают большим весом, или у них отсутствует киль. Именно на киле расположены грудные мышцы, благодаря которым птицы делают движения крыльями. К бескилевым и тяжеловесным птицам относятся страусы, эму, казуары, нанду и пингвины. Такие птицы как киви, тристанский пастушок и какапо также утратили способность летать из-за маленького размера крыльев и тела.
Для чего птицам крылья и перья
Наличие крыльев является самым важным атрибутом птицы для полета. А их выгнутая форма способствует увеличению подъемной силы и снижению силы тяжести.
Благодаря оперению тело птицы становится более обтекаемым и не оказывает сопротивления потоку воздуха, что позволяет ей находится в полете. Перья выполняют множество и других функций:
Что еще помогает птицам совершать полет
Большинство костей птиц внутри полые, в отличие от человеческих, что значительно облегчает их скелет. Большая часть мышц сосредоточена в грудном отделе для поднятия крыльев, а ближе к ногам расположены одни сухожилия. Температура тела птиц составляет где-то 42°С, что говорит о высоком развитии дыхательной и кровеносной систем. Способность птиц к двойному дыханию и насыщение крови большим количеством кислорода позволяет совершать полет. Полет требует больших энергетических затрат, которые нужно постоянно пополнять едой. Так что, не забывайте подкармливать наших птичек, особенно, зимой.
Как птицы летают и не падают, меня интересовало с самого детства. А сейчас вот настала очередь моей дочки, которая спросила меня о том, почему птицы летают, а люди — нет.
Как летают птицы
Птичьи крылья — это одно из выдающихся «изобретений» матушки-природы, над изучением которого бьются сотни биологов, но так и не могут полностью отследить траекторию движения крыльев в полете. Ведь полет птиц противоречит всем законом аэродинамики. Чудеса, да и только!
Однако, кое-что им все таки удалось выяснить. Помогают птицам взлетать и парить в воздухе:
Если проследить за процессом эволюции птиц, то можно увидеть, что их громоздкие предки почти не летали, так как имели огромный вес и тяжелые кости (динозавры, ящерицы и другие рептилии).
Сейчас же внутренние органы и кости птиц очень легкие относительно общего веса. Например, фрегат весит 120 грамм, при том, что размах его крыльев достигает двух метров.
Движение крыла в полете
Крылья птиц полностью состоят из легких перьев, которые являются очень гибкими и крепкими. Во время полета птица не только машет крыльями вверх-вниз, но и загибает их в разные стороны (на подобие того, как водитель крутит руль автомобиля).
Двигаться крыльям помогает мускулатура грудной клетки, которая, в свою очередь, контролируется центральной нервной системой. Задаёт команду движениям крупный мозжечок в птичьей голове.
Во время взлета воздух равномерно обтекает контуры крыла, а при взмахе образуется поступательное движение.
В момент поворота крыло поворачивается так, чтобы создалось сопротивление с той стороны, куда надо повернуть. Все это занимает доли секунды.
Правильно используя перья на крыльях, птица может парить долгое время безо всяких движений. Грифы, например, выпрямляют жесткие перья и складывают их в своеобразный веер.
Когда я вижу птиц, парящих в небе, всегда поражаюсь: «Как им удается удерживаться в воздухе?». Ведь известно, что существует сила гравитации, которая, по идее, должна тянуть их вниз. Тогда в чем же их особенность?
Что дает птицам возможность летать
Полет — сложный процесс. Безусловно, главным его механизмом являются крылья. Они устроены у птиц так, что способны создавать подъемную силу, которая, в свою очередь, противостоит силе тяготения. Эта сила возникает при ударе ветра в крыло. Но что делают птицы, если ветра нет?
Они активно машут крыльями, тем самым создавая поток воздуха, который и поднимает их над землей. Это самый важный этап взлёта, благодаря которому, улетев ввысь, птица может парить, не совершая движения крыльев.
Конечно, кроме крыльев роль играет и мускулатура, и скелет, и внутренние органы. Чтобы птице было проще подниматься в воздух, она должна быть максимально легкой. По этой причине её кости заполнены воздухом. Также короткий кишечник способствует быстрому выведению пищи, что облегчает вес птицы.
Почему птицы летают клином
Если о причинах летного процесса ещё хоть как-то можно догадаться, то как объяснить, почему большинство крупных птиц летают клином? Поразительно, как синхронно и слаженно они это делают.
Как оказалось, они выбирают такое построение для того, чтобы сэкономить энергию. Первая птица задает поток воздуха, а последующие, грубо говоря, пользуются этим — подхватывают этот поток и благодаря синхронным движениям, облегчают себе полет.
Какие птицы не летают
Итак, что необходимо птице для полета:
Не все птицы обладают всеми этими качествами, соответственно, возможности летать они лишены. Например, под последний пункт ну уж никак не подпадают пингвины и страусы.
Есть птицы, которые перестали летать в процессе эволюции из-за того, что пропала потребность. Им не от кого было улетать, враги в окружающей природе отсутствовали. Теперь они на грани вымирания. Среди них, например, птичка киви.
Люди умеют делать практически всё, но есть то, что нам ещё не дано. Мы не умеем летать, как птицы. Да, мы можем совершить полёт на самолёте или вертолёте, но нам не дано сделать это при помощи взмаха наших рук. В последнее время я часто задумываюсь над тем, почему птицы летают. Изучив разную информацию, я поняла, что человеку это не доступно, как бы мы этого не хотели. И дело даже не в отсутствии крыльев.
Почему птицы летают
Я всегда знала, что птицам помогают летать именно крылья, но оказалось, что не только они. Ещё важную роль играют:
У птиц есть то, что даёт им возможность летать — крылья выгнутой формы, что позволяет создать силу, которая оказывает сопротивление силе тяжести. Когда птица машет крылом, то давление начинает уменьшаться, а скорость воздуха увеличивается. Именно эта разница даёт пернатому возможность подниматься в воздух.
Перья — это роговые образования, придающие телу форму, которая характеризуется гладкостью и обтекаемостью. Есть перья, регулирующие курс полёта. Они называются «рулевыми».
У пернатых особенный скелет и мускулатура, что тоже имеет влияние на способность к полёту. Скелет характеризуется прочностью и лёгкостью, что способствует поднятию в воздух и сопротивлению окружающей среде. Некоторые кости имеют воздухоносные полости, что придаёт им лёгкости.
На грудине птицы имеется киль, где закрепляются грудные мышцы, которые приводят крылья в движение. На туловище располагаются мышцы, двигающие конечности, которые в свою очередь имеют сухожилия. Тонкие и лёгкие лапы способствуют уменьшению сопротивления воздуха при полёте.
Особенности организма птиц
Пернатый должен быть сильным, чтобы лететь с большой скоростью, преодолевая огромные расстояния. Чем чаще птица летает, тем выносливее её сердце. Оно может сокращаться около 1000 раз в минуту, что заставляет кровь циркулировать быстрее.
Благодаря наличию повышенной температуры тела (40-42 градуса), повышается быстрота сокращения мышц, что приводит к увеличению скорости полёта.
Физические особенности полета птиц
Одна из самых завораживающих особенностей птиц – способность летать. Объяснить эту способность помогут законы механики.
Изучая особенности крыла, выяснили следующее: есть внутренняя часть (запястье), которая приводиться в действие мускулами плеча и расположена приблизительно посередине крыла; и внешняя часть, которая является продолжением крыла от запястья.
Оказывается при взмахе крыльев часть перьев птицы на доли секунды разворачивается под прямым углом к телу птицы и крылу, образуя пропеллеры.
Внутренняя часть крыла отвечает за нужный для полета угол, обеспечивающий подъемную силу. При взмахах, поворачивая перья, птица снижает давление над крылом, а давление снизу, называемое подъемным, позволяет ей взлететь. Давление на переднюю стенку крыла для успешного взлета так же должно быть меньше чем на заднюю.
После взлета внутренней части крыла нет необходимости двигаться, она сравнима с рычагом для наружней части крыла, если птица меняет ее положение, то регулирует скорость своего полета. Хвост птицы служит рулем, он поворачивается в любую необходимую сторону, при взлете же он служит дополнительной плоскостью для подьема. Кости птиц очень легкие и эта природная особенность объясняет незначительную силу тяжести, которая птица преодолевает при взлете.
При перелетах стаями, птицы умело используют средства уменьшения сопротивления воздуха.
Самая сильная птица летает впереди. Воздух обтекает ее под определенным углом. Взмахи крыльев этой птицы порождают воздушную волну, которая переносит некоторую энергию. Если летящая следом птица попадает в эту воздушную волну, ей нужно прикладывать минимум усилий для полета, так как в этой волне сопротивление воздуха минимально. Этим же можно объяснить сопровождение птицами самолетов. Они летят за самолетами для уменьшения затрат энергии на полет, увлекаемые потоками воздуха.
Взмахи крыльев птиц в летящей стае совершаются в резонанс, а если соединить концы крыльев птиц воображаемой линией, то в фиксированный момент можно наблюдать синусоиду
Многие птицы сопровождают морские суда. От работающих двигателей через трубы в воздух над кораблем идут потоки теплого воздуха, попадая в эти потоки, птицы уменьшают свои энергозатраты при полетах.
У земли конвекция помогает птицам взлетать и затем парить высоко в небе.
Воздух у земли (особенно весной и летом) прогревается сильнее и образуются восходящее воздушные потоки.
Расправив крылья, поддерживаемая этими воздушными потоками, птица без усилий поднимает вверх. Крупные птицы при подъеме используют движение по винтовой линии, что позволяет получить значительную скорость и уменьшить прикладываемые усилия, так как облегчается закручивание меховых перьев в пропеллеры.
Кроме полета законы механики птицы используют в плавании, но это уже другая история.