«Класс Птицы»

Ответы на вопросы интеллектуального марафона*

Сектор «Внешнее строение»

Желтый конверт

1. Крылья, перьевой покров с его аэродинамическими особенностями, обтекаемая форма тела, негибкое туловище и гибкая шея.

2. По строению: контурные (аэродинамика) и пуховые перья, пух (теплоизоляция). Контурные перья по расположению – маховые, рулевые (их функции ясны из названия), покровные (обтекаемая поверхность тела).

3. Ствол с опахалом, образованным бородками первого и второго порядка (строение пера достаточно подробно рассмотрено в школьном учебнике).

Зеленый конверт

1. Те же отделы тела, наличие двух пар суставных конечностей, сухая, лишенная желез кожа, роговые чешуи.

2. Основными ароморфозами, с которыми связано обособление птиц от пресмыкающихся, обычно считают теплокровность, окончательное разделение двух кругов кровообращения (полностью четырехкамерное сердце и одна дуга аорты) и совершенствование нервной системы с одновременным совершенствованием органов чувств и систем коммуникации.

3. В качестве идиоадаптации, свойственной классу птиц в целом, можно рассмотреть весь комплекс признаков, связанных с приспособлением к полету (поскольку полет не является уникальным для птиц, эти признаки не носят характер ароморфоза), а в качестве более узких идиоадаптаций – те или иные приспособления к месту обитания, образу жизни, сбору корма (строение ног, клюва и т.д.).

Красный конверт

1. Гуахаро (единственный вид в отдельном семействе в отряде козодоеобразных) обладает способностью к эхолокации.

2. Явление, аналогичное аутотомии хвоста у ящериц, – оставив в когтях хищника перья, птица получают шанс вывернуться и спастись.

3. Глаза у птиц расположены по бокам головы, поле бинокулярного зрения обычно невелико и не совпадает с областью проекции центра острого зрения. Чтобы предмет попал в эту область, птице приходится смотреть прямо на него, т.е. одним глазом. Однако такие особенности присущи далеко не всем видам. У некоторых птиц, охотящихся на подвижную добычу, имеется два центра острого зрения в каждом глазу, причем проекция одного из них может попадать в поле бинокулярного зрения.

Сектор «Скелет и мускулатура»

Желтый конверт

1. Выдающийся вперед вырост грудной кости (грудины) – место прикрепления мощных летательных мышц.

2. У сидящей птицы сжатое положение пальцев фиксируется особыми сухожилиями и может быть изменено только специальным (произвольным) сокращением мышц.

3. Большие грудные мышцы, опускающие крыло. Подъем крыла требует гораздо меньше усилий, подобно тому, как меньше усилий требует возвращение весла по воздуху при гребле.

Зеленый конверт

Ответы на вопросы этого конверта (особенности строения скелета птиц) достаточно подробно изложены в школьном учебнике.

Красный конверт

1. Степенью приспособленности к полету: чем лучше летун, тем сильнее у него развита соответствующая мускулатура и тем больше ее относительная масса (а относительная масса скелета, соответственно меньше). Облегченность самого скелета – также важное приспособление к полету. Колибри – превосходный летун, а пингвин, как известно, «летает» только сверху вниз.

2. Общий ответ кажется очевидным: чем лучше развит киль (место прикрепления летательной мускулатуры), чем длиннее скелет отделов крыла, тем лучше должна летать птица. Однако привести в качестве примера конкретные цифры (например, сравнение относительной высоты киля и продолжительности непрерывного полета или его скорости у разных видов) очень непросто. Мы, во всяком случае, за это не беремся.

3. Видимо, имеется в виду недостаточное развитие стенок аорты в условиях низкой двигательной активности в клетке. Токовое же поведение сопровождается значительным подъемом артериального давления.

Сектор «Внутреннее строение»

Желтый конверт

1. Много и часто едят все летающие птицы – поддержание постоянной высокой температуры тела и полет требуют очень много энергии. Запасать же питательные вещества в организме в значительных количествах (в желудке или в виде жира) птица не может, т.к. лишняя тяжесть затрудняет полет.

2. 50–70% массы головного мозга птиц составляет передний мозг, что обеспечивает сложное приспособительное поведение. Хорошо развиты зрительные доли среднего мозга (зрение у птиц – основной способ получения информации об окружающем мире) и мозжечок – центр координации движений.

3. Высоким уровнем обмена веществ. Сохранению тепла в условиях низких температур способствуют хорошие теплоизолирующие качества перьевого покрова (пух, способность распушать перья, создавая воздушную прослойку).

Зеленый конверт

1. Животные, способные поддерживать высокую температуру тела (обеспечивающую возможность постоянной двигательной активности и высокой интенсивности нервной деятельности) постоянно, вне зависимости от температуры окружающей среды.

2. В постоянном (при вдохе и при выдохе) прохождении через легкие насыщенного кислородом воздуха. Достигается благодаря особой системе воздушных мешков. Поступление дополнительных порций свежего воздуха имеет особое значение во время полета. Схема «двойного дыхания» и системы воздушных мешков подробно излагается во многих учебниках.

3. У птиц полностью разделены большой и малый (легочный) круги кровообращения. Схема сердца птицы и его сосудов приводится в школьном учебнике.

Красный конверт

1. Козодой – насекомоядная птица, собирающая добычу на лету. К идущему стаду ее привлекает значительное количество насекомых, вспугиваемых из травы.

2. Регуляция интенсивности размножения в зависимости от состояния кормовой базы прослеживается у многих животных. Прокормившиеся сами и выжившие взрослые могут принести потомство на следующий год. Недокормленный же выводок скорее всего все равно погибнет (заодно с истощенными родителями) от хищников или зимой.

3. Считается, что территориальные животные вступают в конфликт только с особями своего вида, т.к. занимают с ними одну экологическую нишу и в наибольшей степени конкурируют за (в данном примере) специфический корм, места, удобные для его добывания свойственным виду способом и т.п. Кроме того, конфликтовать со всеми подряд невыгодно – у чересчур конфликтной особи на сам сбор корма просто не останется времени.

Сектор «Размножение и развитие»

Желтый конверт

1. Схема строения яйца и ее объяснение приводится в школьном учебнике.

2. На скорлупе снесенного яйца содержатся вещества, препятствующие проникновению бактерий. Чисто вымытое яйцо скорее протухнет.

3. Яйца созревают и откладываются по одному, а между оплодотворением и откладкой полностью сформировавшегося яйца проходит относительно немного времени. Таким образом, самки птиц не носят в своем теле лишнюю тяжесть. Иногда приводят факт наличия у самок птиц только одного яичника и яйцевода, хотя сами по себе эти органы (при условии поочередного формирования яиц) особо полету не мешают.

Зеленый конверт

1. Вопрос не совсем понятен, т.к. птицы произошли от наземных животных – пресмыкающихся, уже обладающих комплексом приспособлений для развития яйца вне водной среды. Тем не менее зародыш птиц, как и зародыш пресмыкающихся, может развиваться в воздушной среде только под защитой зародышевых оболочек и скорлупы, регулирующих потерю и поступление влаги. Возможно, имеется в виду формирование на определенной стадии развития на пищеварительной трубке зародыша птиц жаберных щелей, а еще раньше – хорды, во взрослом состоянии свойственной только низшим (водным) хордовым животным.

2. Вынашивание в организме одновременно нескольких созревающих яиц, при их крупных размерах, свойственных птицам, было бы лишней тяжестью, затрудняющей полет. Собственно, этот вопрос повторяет третий вопрос желтого конверта.

3. Таким образом яйца могут быть уложены в гнезде наиболее компактно – ведь насиживающая птица не может прикрыть своим телом и обогреть слишком большую площадь.

Красный конверт

1. В естественных условиях вторая ситуация – птенец, невидимый в густой траве и в кустарнике, попал в беду и подает звуковые сигналы о помощи – вполне обычна. А аналогии «прозрачному звуконепроницаемому колпаку» в природе не существует. Поэтому курица просто не способна понять, в чем дело – соответствующий инстинкт у нее отсутствует.

2. Пугаясь «ястреба», мелкие птицы – гнездовые хозяева кукушки – слетают с гнезд и прячутся, оставляя гнезда в распоряжении паразита. Это основная «выгода», хотя в определенной степени «ястребиная» внешность может спасать и саму кукушку от чрезмерного интереса хищников.

3. Количеством доступного для птенцов (или для выкармливающих их родителей) корма и числом и разнообразием хищников, способных посягнуть на выводок. У грифа практически нет врагов и, соответственно, нет необходимости выводить потомство «про запас».

Продолжение следует

* Вопросы марафона см. «Биология», 2006, № 4, с. 8–10.