Charakterystyka ptaków

CHARAKTERYSTYKA PTAKÓW

Pokrycie ciała

- skóra ptaków jest delikatna
- tworzy ja wielowarstwowy i zrogowaciały naskórek, pod którym znajduje się elastyczna skóra właściwa
- brak gruczołów potowych
- występują gruczoły łojowe: gruczoł kuprowy
- ciało pokryte piórami
- zawiązek pióra powstaje jako wpuklenie naskórka, które zapada się w głąb skóry, gdzie styka się z brodawką skóry właściwej i dzieli się na dwie części:
1. zewnętrzną, z której powstanie pochwa pióra
2. wewnętrzną, z której wyrośnie właściwe pióro
- listewki i haczyki promyków sąsiednich gałązek zachodzą na siebie tworząc bardzo lekką i elastyczną strukturę chorągiewki
- podział piór ze względu na rolę:
1. związane z lotem – lotki i sterówki (sztywna chorągiewka)
2. związane z termoregulacją – pióra puchowe i okrywowe
- lotki mocowane są na końcach skrzydeł łącznotkankową spoiną (do II palca i częściowo do III palca oraz śródręcza – lotki I rzędu; na kości łokciowej od 6 do 37 lotek II rzędu)
- sterówki tworzą ogon ptaka (osadzone są na pygostylu; od 8 do 24)
- dziób – rogowe okucie szczęk, powstałe ze zlanych w jedną całość łusek rogowych
- progresywne przystosowanie do lotu

Szkielet

- bardzo lekki – w większości pneumatyczny (jamy szpikowe wypełnione powietrzem)
- szkielet osiowy:
1. czaszka:
a) mózgoczaszka większa niż u gadów; duża szerokość i cienkie sklepienie (zlane kości: ciemieniowa, skroniowa i potyliczna)
b) obecność kilku kości w żuchwie, pojedynczy kłykieć potyliczny (cechy gadzie)
2. kręgosłup – zbudowany z 5 odcinków, o łącznej liczbie kręgów od 39 do 62:
a) bardzo ruchliwy odcinek szyjny, esowato wygięty; kręgi siodełkowate (pierwsze dwa to dźwigacz i obrotnik) w liczbie od 9 do 25
b) odcinek piersiowy – pierwsze kręgi piersiowe zrastają się w pojedynczą kość grzbietową
c) ostatnie kręgi piersiowe, wszystkie lędźwiowe, krzyżowe i ogonowe zrastają się w kość lędźwiowo-krzyżową; odcinek ten zespolony jest z potężną miednicą
d) w odcinku ogonowym pierwszy kręg zrasta się współtworząc synsacrum; kilka następnych jest wolnych; ostatnie 4 zrastają się w trójkątną płytkę kostną - pygostyl
3. klatka piersiowa – mocna
- silnie zaznacza się tendencja do usztywniania kręgosłupa tułowiowego
- obręcze i kończyny:
1. obręcz barkowa – zbudowana z łopatek, kości kruczych i obojczyków;:
a) duży i płaski mostek, u ptaków latających wyrasta zeń duży grzebień mostka – miejsce przyczepienia silnych mięśni skrzydeł; u nielotów zredukowany
2. obręcz miednicowa i kończyny dolne:
a) dobrze rozwinięte (dwunożność, konieczność przyjmowania dużych obciążeń przy lądowaniu)
b) skrócona kość udowa
c) kości podudzia (strzałkowa i goleniowa) często zrastają się ze sobą tworząc kość goleniową
d) dolne kości stępu i śródstopia zrastają się w czasie rozwoju zarodkowego w kość skokową (powstanie dodatkowej dźwigni i stawu skokowego tylnego – amortyzacja przeciążeń)
e) redukcja palców w kończynie dolnej – brak palca piątego, pierwszy skierowany do tyłu, drugi, trzeci i czwarty skierowane do przodu
f) u niektórych ptaków, np. struś afrykański dwupalcowość

Układ mięśniowy

- dobrze rozwinięta muskulatura (szczególnie mięśnie skrzydeł – u lotników; kończyn dolnych – u biegaczy)
- brak przepony
- ruch skrzydeł w dół - mięsień piersiowy
- ruch skrzydeł w górę – mięsień kruczoramienny
- oba mięśnie przyczepione do grzebienia mostka i kości ramieniowych

Układ oddechowy

- złożony z płuc i worków powietrznych
- mało elastyczne płuca
- duża powierzchnia czynna płuc
- do każdego płuca prowadzi oskrzele główne, od którego odchodzą liczne oskrzela II-go rzędu
- oskrzela II-go rzędu dzielimy na grzbietowe (wdechowe) i brzuszne (wydechowe)
- oskrzela II-go rzędu rozdzielają się na drobniejsze oskrzeliki III-go rzędu ułożone równolegle względem siebie
- pomiędzy oskrzelikami III-go rzędu mieści się plątanina kapilar powietrznych i krwionośnych, ma tam miejsce wymiana gazowa
- średnica kapilar powietrznych jest bardzo mała, np. u gołębia 4m. (skutek bardzo rozbudowana powierzchnia oddechowa płuc; wada – są bardzo delikatne, dlatego płuca ptaków nie mogą pracować systemem miechowym – płuca ptaków mają charakter przepływowy)
- funkcję pomp ssąco-tłoczących spełniają cienkościenne i słabo unaczynione worki powietrzne (zazwyczaj 9)
- worki dzielimy na przednie (m.in. szyjne, obojczykowe i piersiowe przednie) oraz tylne (piersiowe tylne i brzuszne)
- worki płucne wnikają nawet do kości długich (np. ramienia)
- ucisk mięśni szkieletowych na worki zmienia ich objętość i wymusza przepływ powietrza przez płuca
- w czasie lotu wdechy i wydech są zsynchronizowane z wymachami skrzydeł
- uniesienie skrzydeł = wdech
- opuszczenie skrzydeł = wydech
- występuje zjawisko podwójnego oddychania – podczas wdechu i podczas wydechu przez płuca przepływa świeże powietrze
- wdech: zasysanie powietrza przez worki tylne; jama nosowatchawicakrtań dolnaoskrzela głównepłuca; podczas wdechu wejście do oskrzeli brzusznych jest zamknięte; wdychane przez oskrzela grzbietowe powietrze przechodzi od tyłu do kapilar płucnych i dalej do worków przednich; część przechodzi przedłużeniem oskrzela głównego – oskrzelem workowym – do worków tylnych (nie pokonuje sieci kapilarnej)
- wydech: zamknięcie oskrzeli grzbietowych i przedłużenia oskrzela głównego, otwarcie oskrzela brzusznego; ucisk na przednie i tylne worki powoduje, że nie użyte wcześniej powietrze z worków tylnych przepływa do przodu przez sieć kapilar płucnych, a zużyte wcześniej powietrze, wypełniające worki przednie, usuwane jest przez oskrzela wydechowe do oskrzela głównego i dalej na zewnątrz
- przepływ powietrza przez kapilary płucne jest zawsze jednokierunkowy – od ogona do głowy
- worki stanowią wraz z mięśniami tłocznię powietrza
- worki zmniejszają ciężar właściwy ptaka
- worki są rezerwuarem powietrza
- worki biorą udział w nawilżaniu powietrza
- worki chronią przed przegrzewaniem w czasie lotu
- worki umożliwiają ogrzewanie zimnego i schładzanie gorącego powietrza

Układ krążenia

- cztero-jamiste serce o dużej sprawności
- całkowite oddzielenie krwi natlenionej od odtlenionej
- serce ptaków może pracować z częstotliwością setek cykli na minutę (u kolibrów około 1000)
- redukcja zatoki żylnej (za wyjątkiem nielotów)
- redukcja liczby naczyń opuszczających lewą komorę (jeden łuk aorty - lewy)
- zmniejszenie wielkości krwinek w porównaniu do gadów
- krwinki jądrzaste i krótko żyjące
- obieg krwi – duży: lewa komorałuk aorty (lewy)tętnicekapilary tkankoweżyłyżyły główneszczątkowa zatoka żylnaprawy przedsionek
- obieg krwi – mały: prawa komorapień płucnytętnice płucnekapilary płucneżyły płucnelewy przedsionek

Układ wydalniczy i rozrodczy

- narządy wydalnicze – nerki typu ostatecznego (zanercza)
- kwas moczowy – produkt przemiany związków azotowych (w nerkach nie dochodzi do zagęszczenia moczu)
- brak pęcherza moczowego
- rozcieńczony mocz przepływa moczowodem do kloaki i dopiero tam ulega zagęszczeniu
- ptaki morskie piją słoną wodę, a nadmiar wody wydalają przez gruczoł solny uchodzący u nasady dzioba
- nefrony w nerkach mają niewielkie pętle i słabo zagęszczają mocz
- jaja ptaków należą do największych w całym świecie zwierzęcym
- zachowania godowe osiągają wysoki stopień rozwoju
- dymorfizm płciowy
- u samic funkcjonuje tylko lewy jajnik i jajowód (zmniejszenie masy ciała)
- zapłodnienie następuje w jajowodzie; dopiero potem komórka jajowa zostaje zaopatrzona w osłonki: białkową, pergaminową i skorupkę wapienną
- złożenie jaja jest możliwe dzięki rozwartej od tyłu miednicy (brak spojenia łonowego)
- jaja muszą byś wysiadywane (wyjątek nogale zakopujące jaja w kopcach butwiejących liści
- ptaki dzielimy na gniazdowniki – pisklęta niedołężne, często ślepe, np. drapieżne, kukułkowate, wróblowate, dzięciołowate, papugi i gołębie; zagniazdowniki – pisklęta wkrótce po wykluciu są dość samodzielne i mogą opuszczać gniazdo w poszukiwaniu pokarmu, jednak opieka rodzicielska jest jeszcze potrzebna przez pewien czas, np. blaszkodziobe, kuraki, żurawie, perkozy

Układ pokarmowy

- brak zębów
- u wielu gatunków przełyk uległ rozszerzeniu w wole i tam ma miejsce wstępne rozmiękczanie
- żołądek ma budowę dwuczęściową: I część intensywne wydzielanie soków trawiennych – żołądek gruczołowy; II część silnie umięśniona, miażdżenie i rozcieranie pokarmu – żołądek mięśniowy
- występowanie dwuczęściowego żołądka jest dowodem na słuszność zasady korelacji (zmiana w budowie i funkcjach jednego narządu powoduje zmiany w budowie i funkcjach innego – brak zębów a żółądek mięśniowy)
- niektóre ptaki połykają małe kamienie, tzw. gastrolity
- długość jelita ptaka zależy od jego diety
- jelito kończy się w steku (kloace)
- do kloaki uchodzą również moczowody i nasieniowody (u samic lewy jajowód)
- szeroki zakres przystosowań do rodzaju pożywienia: ziarnojady, owadożerne, odcedzające, nektarojady, rybożerce i mięsożerce

Układ nerwowy i narządy zmysłów

- mózg ptaka jest siedem razy większy od mózgu gada
- krótkie i bardzo rozepchnięte na boki mózgowie (środek ciężkości)
- dalszy rozwój kresomózgowia
- zatracenie liniowego układu części mózgowia
- gładkie półkule kresomózgowia
- silnie rozwinięty móżdżek
- esowate wygięcie rdzenia przedłużonego
- z mózgowia wychodzi 12 par nerwów czaszkowych
- kresomózgowie – duże, szerokie i gładkie półkule nakrywają całkowicie międzymózgowie (silny przerost jąder ciała prążkowanego – istoty szarej leżącej pod powierzchnią mózgu, znajdują się tu najwyżej zorganizowane ośrodki decyzyjne)
- móżdżek – duży (lot, dwunożność), zbudowany z trzonu i kłaczków; powierzchnia jest pobrużdżona i pokryta istotą szarą – korą móżdżku
- rdzeń przedłużony – duży
- węch – słaby; redukcja kory węchowej w kresomózgowiu; przesunięcie otworów nosowych do nasady dzioba
- wzrok – największe oczy wśród zwierząt; silnie zakrzywiona rogówka
- słabo rozwinięte narządy czucia skórnego
- dobrze rozwinięty narząd smaku
- narząd równoważno-słuchowy – brak małżowin usznych; szybkie przewodzenie sygnału w uchu i ślimaku; w uchu środkowym występuje tylko strzemiączko; krótkie przewody słuchowe zewnętrzne i nerwy słuchowe – małe zniekształcenia dźwięków; duże kanały półkoliste w uchu wewnętrznym

Występowanie i znaczenie

- najliczniejsza grupa czworonogów
- funkcjonują na wszystkich poziomach konsumentów
- są źródłem mięsa, jaj i piór
- owadożerne gatunki regulują ilość owadów-szkodników
- ptaki drapieżne ograniczają populacje szkodliwych gryzoni
- kolonijne ptaki morskie (np. kormorany i pelikany) są źródłem guana
- hodowane ze względów estetycznych
- rzadko wyrządzają poważniejsze szkody (wyj. Wikłacz czerwonodzioby)
- ptaki mogą przenosić czynniki chorobotwórcze (np. choroby papuziej), tzw. orniotozy