Элективный курс по биологии 10 Е
Дата: 29 мая.
Класс Птицы и Класс Млекопитающие
Важнейшие ароморфозы класса Птицы
· Передние конечности превращены в крылья.
· Тело покрыто перьями.
· Сердце четырёхкамерное; полное разделение кругов кровообращения — теплокровность.
· Высокий уровень развития ЦНС.
Основная характеристика класса Птицы
Тело обтекаемой формы.
Покровы
Кожа тонкая и сухая.
Кожные железы отсутствуют (над основанием хвоста — копчиковая железа; функция: уход за перьями, защита от намокания).
Тело покрыто перьями.
Перья — производные эпидермиса, образованы роговым веществом — кератином; эволюционно произошли от роговых чешуй пресмыкающихся.
Скелет
Скелет птиц лёгок и в то же время прочен, что важно для полёта.
Скелет имеет множество морфофункциональных адаптаций для полёта:
· передние конечности — крылья — адаптированы к полёту;
· пневматические кости — кости с воздушными полостями;
· многочисленные срастания костей (грудная кость, сложный крестец; цевка и пряжка);
· бесшовное срастание костей черепа, крупные глазницы, отсутствие зубов — всё для уменьшения массы;
· открытый таз (откладывание крупных яиц);
· киль — вырост грудины для крепления мощной крыловой мускулатуры.
Скелет головы: череп птиц отличается большой тонкостенной мозговой коробкой, огромными глазницами, беззубыми челюстями. У взрослых птиц кости черепа полностью срастаются, что обеспечивает его прочность. Роговой клюв лёгкий и прочный.
Позвоночник
· шейный отдел: разное количество позвонков, соединённых друг с другом седлообразными суставными поверхностями, что придаёт шее большую гибкость;
· грудной отдел: грудные позвонки срастаются в грудную кость;
· сложный крестец — срастание задних грудных, поясничных, крестцовых и передних хвостовых позвонков с тонкими подвздошными костями таза; функция: опора для ног;
· копчиковая кость (пигостиль) — срастание задних хвостовых позвонков; функция: опора для рулевых перьев.
Скелет крыла
· пневматические кости плеча,
· кости предплечья (локтевая и лучевая),
· пряжка — сросшиеся кости запястья и пясти,
· сильно редуцированные фаланги II, III и IV пальцев, I и V пальцы атрофированы.II палец имеет только одну фалангу, служащую опорой для обособленного пучка перьев на внешнем крае крыла, так называемого крылышка.
Нервная система: головной мозг с крупными большими полушариями переднего мозга (кора развита слабо), сильным развитием зрительных бугров среднего мозга. Крупный складчатый мозжечок (точная координация движений).
Органы чувств развиты у птиц в различной степени. Хорошо развито зрение (крупные, сложно устроенные глаза). Органы обоняния развиты слабо. Орган слуха включает внутреннее и среднее ухо с одной слуховой косточкой.
Кровеносная система: два круга кровообращения. Сердце четырёхкамерное: два предсердия и два желудочка; полное разделение потоков артериальной и венозной крови — все органы снабжаются только артериальной кровью — высокий уровень обмена веществ — теплокровность.
Органы дыхания приспособлены к усиленному газообмену.
Лёгкие птиц имеют губчатое строение. Бронхи, входя в лёгкие, распадаются на всё более мелкие ветви. Последние заканчиваются тончайшими слепыми канальцами — бронхиолами, в стенках которых проходят капилляры кровеносных сосудов.
Двойное дыхание. Лёгкие у птиц имеют дополнительные придатки — лёгочные мешки, расположенные между мышцами, среди внутренних органов и в полостях трубчатых костей крыльев.
Дыхание птиц осуществляется путём расширения и сжатия воздушных мешков. Этот процесс получил название двойного дыхания, поскольку отдача кислорода в кровь происходит как при вдохе, так и при выдохе.
При подъёме крыльев воздушные мешки растягиваются, и воздух засасывается в лёгкие и в задние мешки. При опускании крыльев происходит выдох, причём воздух, находящийся в легких перемещается в передние мешки, а в лёгкие проходит воздух из задних мешков.
При попадании каждой новой порции воздуха в легкие, происходит газообмен и поступление в кровь кислорода.
В легких воздух идет всегда в одном направлении: от задних мешков в передние.
Звукообразование. От глотки птицы отходит длинная трахея, которая в грудной полости делится на два бронха. На месте разделения трахеи на бронхи имеется расширение — нижняя гортань, в которой расположены сиринкс — орган звукообразования птиц. Нижняя гортань особенно сильно развита у птиц, поющих или издающих громкие звуки.
Пищеварительная система. Зубы у современных птиц отсутствуют — их частично заменяют острые края рогового чехла клюва, которым птица захватывает, удерживает и иногда размельчает пищу.
Ротовая полость — длинный пищевод — зоб (пища обрабатывается слюной) — железистый желудок с пищеварительными соками — мускульный желудок с ребристыми стенками и мелкими камешками, заглоченными птицей, — тонкая кишка с протоками печени и поджелудочной железы — толстая кишка — клоака.
Прямая кишка не развита, поэтому фекалии не накапливаются в кишечнике, что облегчает массу птицы.
В клоаку открываются мочеточники и протоки половых желез.
Выделительная система: парные тазовые почки. Мочеточники открываются в клоаку. Густая моча поступает в клоаку, откуда выводится наружу вместе с калом.
Половая система: раздельнополые. Внутреннее оплодотворение. Половой диморфизм.
У самцов: два семенника и семяпроводы, открывающиеся в клоаку. У некоторых птиц (гуси) самцы имеют совокупительный орган.
У самок: один, левый, яичник, лежащий близ почки. Вышедшее из яичника яйцо попадает в непарный яйцевод, в верхней части которого происходит оплодотворение. Пройдя по яйцеводу, яйцо приобретает белковую оболочку, а попав в более широкую матку, покрывается известковой скорлупой. Яйцо попадает в клоаку, а оттуда выводится наружу.
Строение яйца
Яйцо птиц имеет очень крупные размеры, так как содержит много питательных веществ в виде желтка и белка. Зародыш развивается из небольшого зародышевого диска, находящегося на поверхности желтка.
На тупом конце яйца под скорлупой и подскорлуповой оболочкой находится полость, наполненная воздухом; она помогает дыханию зародыша.
Птенцы
В зависимости от степени развития птенцов, только что вылупившихся из яиц, птиц делят на три группы:
· выводковые птицы: птенцы опушённые, зрячие, способны через короткое время самостоятельно питаться (курообразные, гусеобразные, страусы);
· полувыводковые птицы: птенцы вылупляются зрячими и опушёнными, но выкармливаются родителями до приобретения способности к полёту (чайки, чистики, буревестники);
· птенцовые птицы: птенцы голые, слепые, длительное время остаются в гнезде, где их интенсивно кормят родители (воробьиные, дятлы, голуби).
Экология птиц
В зимний период птицы сталкиваются с большими трудностями при добывании нужного количества корма. В поисках мест обитания, которые наиболее полно могут обеспечить тот или иной вид кормом и защитными условиями, многие птицы начинают совершать направленные перемещения (кочёвки и миграции).
Птиц можно разделить на три экологические группы:
1. Оседлые птицы остаются в тех местах, где проходило их размножение, а если и меняют места обитания, то улетают не далее чем за несколько десятков километров (глухари, рябчики, дятлы, воробьи, синицы).
2. Кочующие птицы регулярно перемещаются в пределах одной природной зоны (свиристели, чечётки, снегири, клесты).
3. Перелётные птицы совершают дальние миграции, улетая на зимовку в другие природные зоны (журавли, ласточки, трясогузки).
Деление птиц на оседлых, кочующих и перелётных осложнено тем, что один и тот же вид в разных частях своего ареала может вести себя различно. Так, серая ворона на юге европейской части нашей страны — оседлый вид, а на севере — перелётный.
Изменение погодных и кормовых условий по годам также сказывается на характере подвижности птиц. В тёплые зимы при достаточной обеспеченности кормом некоторые перелётные для данного района виды остаются зимовать в местах своего размножения (утки, грачи, дрозды). Это свидетельствует о том, что основная причина перелётов птиц заключается в сезонных изменениях условий существования. В районах, где эти изменения по сезонам выражены резче, число перелётных видов больше.
Класс Млекопитающие (Звери)
подкласс Яйцекладущие
Подкласс Сумчатые
Подкласс Плацентарные
Основные ароморфозы:
· дифференцировка коры головного мозга;
· наличие матки и молочных желез — внутриутробное вынашивание потомства и выкармливание детенышей молоком;
· четырёхкамерное сердце и полное разделение кругов кровообращения;
· альвеолярные лёгкие и диафрагма;
· волосяной покров, подкожная жировая клетчатка и кожное кровоснабжение — совершенство терморегуляции.
Покровы
Кожа состоит из эпидермиса, дермы и подкожно-жировой клетчатки. Развит волосяной покров и многочисленные сальные и потовые кожные железы. У некоторых видов волосяной покров редуцирован.
Скелет
Скелет позвоночника состоит из 5 отделов:
· шейный отдел: 7 позвонков;
· грудной отдел: 12 позвонков; обеспечивает прикрепление грудной клетки;
· поясничный отдел: 6−7 позвонков;
· крестцовый отдел: 4 позвонка; прикрепление пояса нижних конечностей;
· хвостовой отдел с разным числом позвонков.
Позвоночник состоит из отдельных позвонков. Позвонки плотно, но подвижно соединены между собой. Задние дуги позвонков образуют длинную трубку, внутри которой расположен спинной мозг.
Мышцы
У большинства млекопитающих наиболее развиты мышцы спины, конечностей и их поясов. Межрёберные мышцы поднимают и опускают грудную клетку, выполняя дыхательные движения.
Диафрагма — плоская мышца, разделяющая грудную и брюшную полости тела. Функция диафрагмы: расширение лёгких.
Нервная система
Головной мозг млекопитающих состоит из пяти отделов.
Наиболее развит передний мозг, имеющий крупные полушария с развитой корой. У млекопитающих с более сложным поведением (хищников и приматов) поверхность полушарий имеет многочисленные борозды и извилины, которые существенно увеличивают площадь коры головного мозга.
Кора больших полушарий — центр высшей нервной деятельности млекопитающих.
Усложнение нервной системы отражается на поведении животных. В основе всех поведенческих актов лежит рефлекс.
Рефлекс — ответная реакция организма на внешнее раздражение с участием центральной нервной системы:
· безусловные (врождённые) рефлексы;
· условные (приобретённые) рефлексы.
Инстинкт — цепочка врождённых рефлекторных действий (инстинкты охраны потомства, постройки нор и т. д.).
Органы чувств
Органов чувств у млекопитающих пять: зрение, слух, обоняние, осязание, вкус.
Степень развития того или иного органа чувств определяется особенностями образа жизни и типа питания.
Орган слуха: внутреннее, среднее (3 слуховые косточки) и наружное ухо с наружной ушной раковиной.
Вибриссы — осязательные механочувствительные длинные жёсткие волосы многих млекопитающих, выступающие над поверхностью шёрстного покрова.
Кровеносная система
Сердце четырёхкамерное: правая сторона сердца — венозная, левая — артериальная. Кровь проходит два круга кровообращения:
Дыхательная система
К органам дыхания собаки относятся лёгкие и проводящие пути: носовая полость, глотка, гортань, трахея, два бронха.
В гортани натянуты голосовые связки. Они могут приходить в движение (вибрировать) при прохождении через них воздуха, образовывая звуки.
Лёгкие альвеолярные — построены из мелких пузырьков (альвеол). В альвеолах лёгких происходит газообмен между кровеносными капиллярами и воздухом окружающей среды. Альвеолы значительно увеличвают дыхательную поверхность лёгких.
Вентиляция лёгких происходит благодаря расширению грудной клетки. Это обеспечивается работой межрёберных мышц и диафрагмы.
Пищеварительная система
Ротовая полость (губы, зубы, язык, протоки слюнных желёз) — пищевод — желудок (у травоядных млекопитающих желудок многокамерный) — тонкая кишка (в неё выходят протоки печени и поджелудочной железы) — толстая кишка — анальное отверстие.
Дифференцированная зубная система: резцы, клыки, большие и малые коренные зубы.
У жвачных парнокопытных, питающихся трудноперевариваемой клетчаткой, желудок состоит из 4 отделов: рубца, сетки, книжки и сычуга. Рубец, сетка и книжка служат для сбраживания пищи (с помощью кишечных симбионтов). Собственно желудком является сычуг.
Выделительная система
Парные тазовые почки — мочеточники — мочевой пузырь — мочеиспускательный канал.
Половая система. Раздельнополые. Половой диморфизм.
Внутреннее оплодотворение.
Живорождение (искл. Яйцекладущие). Вскармливание детенышей молоком: у самок — молочные железы). Забота о потомстве.
После завершения молочного вскармливания связь между родителями и потомством ещё некоторое время сохраняется. Она необходима для передачи индивидуального опыта родителей потомству.