PTICE: ZNAČILNOSTI, VRSTE, SISTEMI, RAZMNOŽEVANJE - BIOLOGIJA - 2025

Za ptice letijo, topla - čistokrvni, pernate vretenčarjev in živali. Med vretenčarji je drugi najbogatejši razred po številu vrst z več kot 9.700, ki jih prehitevajo le ribe. Najpomembnejša značilnost tega razreda živali je sprememba zgornjih okončin v krila.

Tako so ptice osvojile nebo različnih ekosistemov, vključno z gozdovi, puščavami, gorami, travniki. Tudi perje je nepogrešljiva lastnost: če ima organizem perje, je to ptica.

Vir: pixabay.com

Čeprav obstaja velika raznolikost vrst, je morfologija ptic homogena. Vsi imajo enotno anatomijo: krila, perje in keratiniziran kljun. Ta izrazita enotnost je bila omejena skozi celotno evolucijo, verjetno z letom.

Menijo, da so vse značilnosti ptic rezultat naravne selekcije, dajejo prednost posameznikom, ki so se najbolje gibali po zraku. Tako se zdi, da je anatomija ptice "zasnovana" za let, od pnevmatiziranih kosti do pljuč in učinkovitega metabolizma.

Za ptice je značilen odličen vid. Imajo ogromne in praktično nepremične očesne vtičnice - dejstvo, kompenzirano z visoko rotacijo glave.

Sodobne ptice so razdeljene v dve temeljni skupini: paleognati in neognati. Prva vključuje ptice brez leta ali ratite. Negnati pa vključujejo ostale ptice z močnimi mišicami za let.

Veja zoologije, ki proučuje ptice, se imenuje ornitologija, izraz, ki izhaja iz grških korenin ornis = "ptica".

Splošne značilnosti

Morfološke in fiziološke značilnosti

Morfologija ptice. Primer Vanellus malabaricus. 1-kljun, 2-glava, 3-šarenica, 4-učenec, 5-plašč, 6-manjši pokrov, 7-loputa, 8-prevleka, 9-terciar, 10-klobuk, 11-osnovno, 12-zračnik, 13 -Thigh, 14-golenico-tarsalni sklep, 15-Tarsus, 16-Fingers, 17-Tibia, 18-Belly, 19-Flanks, 20-prsni koš, 21-Throat, 22-Wattle, 23-Eyestripe. Vir: Wikimedia Commons

Ptice so organizmi, katerih čelne noge so bile spremenjene za let, v obliki kril. Če primerjamo te okončine s tistimi prizemnim vretenčarjem, bomo ugotovili, da so ptice izgubile nekaj falange in okončina je postala podolgovata.

Spremembe so doživele tudi zadnje okončine, ki posamezniku omogočajo, da se lahko stuši, hodi ali plava. Imajo štiri prste, ponekod do 3 ali 2.

Povrhnjica je prekrita s perjem in zadnjimi okončinami z luskami. Žleze so pri pticah redke, čeprav imajo na koncu repa specializirane mastne izločke.

Ptice so endotermični organizmi, torej so sposobni uravnavati svojo telesno temperaturo. Čeprav so sesalci tudi endotermi, te fiziološke sposobnosti niso pridobili od običajnega prednika, zato je primer konvergentne evolucije.

Za svoje ptice je značilno, da ptice izgubijo ali zmanjšajo nekatere organe. Na primer, samice imajo samo en jajčnik in en funkcionalni jajdukt (levi). V primerjavi s vretenčarji brez letenja podobne velikosti je črevesje občutno zmanjšalo.

Verjetno so te lastnosti prilagodljive in omogočajo množično zmanjšanje letenja.

Značilnosti kosti

Kosti ptic imajo zračne votline, ki zmanjšajo težo živali med letom. Ta vrsta strukture se imenuje pnevmatske kosti. Poleg teže je okostje okostje, kar je bistveno za nadzor letenja.

Kosti lobanje se zlijejo v en sam okcipitalni kondil. Ima diapsidni vzorec, čeljust pa je spremenjena v keratinizirano kljunasto strukturo brez zob. V srednjem ušesu je le ena sama kostnica.

Rep je zmanjšan na strukturo, imenovano pygostyle. V prsnici ima kobilice. Ta kost deluje kot pritrdilna točka za mišice, ki sodelujejo pri letu: pektoralni in suprakorakoidni.

Furcula je značilna zgradba ptic, ki deluje kot pomlad. Ta element shranjuje energijo, tako da loputa navzdol poganja loputo v nasprotni smeri.

Struktura medenice je optimalna za odlaganje jajc in se imenuje opistopubic pelvil.

Razvrstitev

Skoraj 9.700 vrst ptic je razvrščenih v več kot 30 vrst. V nadaljevanju bomo predstavili klasifikacijo Gill (2006), ki jo je spremenil Hickman (2001):

Superorder Paleognathae

Noj. Vir: HombreDHojalata, z Wikimedia Commons

Paleognata so sodobne ptice s primitivnim nepcem. V to skupino spadajo med drugim oblike nojev in podobno, območja, emus, kiwis.

Sestavljajo ga štirje redovi: Struthioniformes, ki jih tvorijo noji; Rheiformes, katerih člani sta dve vrsti z območij, ki naseljujejo Južno Ameriko; Dinornithiformes, ki jih tvorijo tri vrste kivijev na Novi Zelandiji; in red Tinamiformes, sestavljen iz skoraj 50 vrst ameriškega tinamusa, jute ali inambú.

Neognathae superorder

Ta nadrejeni je sestavljen iz velikega števila vrst s prožnim nepcem. Spodaj bomo na kratko opisali vsak red, ki je del neognatov ali "neoavsov".

Passeriformes vrstni red : je najpogostejši red ptic. Vsebuje 5750 vrst (več kot polovica vrst ptic), ki so razširjene po vsem svetu. Za njih je značilen položaj njihovih falang: štirje prsti, trije nameščeni naprej in ena nazaj. Večina je majhnih.

Naročite anseriformes : približno 162 vrst labodov, gosi, rac in podobno, razširjenih po vsem svetu. Značilne prilagoditve nog za plavanje.

Naročite galiformes : približno 290 vrst puranov, prepelice, fazane in podobno. Njegova distribucija je po vsem svetu. Njena prehrana je rastlinojeda. Njihovi kljuni in noge so močni in težki.

Naročite Sphenisciformes : 17 vrst pingvinov. Znani so po sposobnosti plavanja, s krili, spremenjenimi v oblike lopatic, ki jim omogočajo učinkovito gibanje skozi vodo.

Naročite Gaviiformes : tvorijo ga loonke, skupina vodnih ptic.

Naročite podicipediformes : 22 vrst ptic z potapljajočimi navadami, popularno znanimi kot grebezi, make in glive. Pogosti so v ribnikih, kjer so njihova gnezda videti plavajoča.

Naročite Phoenicopteriformes : 5 vrst zelo pisanih vodnih ptic. Običajno jih poznamo kot flamingo. Obstajajo sedanje in izumrle vrste.

Naročite Procellariiformes : 112 vrst po vsem svetu, to so pelagične ptice, ki vključujejo albatrosse, petre, fulmarje in podobno.

Naročite Pelecaniformes : 65 vrst po vsem svetu. V tem vrstnem redu najdemo pelikane, kormorane, gannete, boobie in druge. Hranijo se z ribami.

Naročite Ciconiiformes : 116 vrst po vsem svetu. Vključujejo čaplje, priveze, štorklje, ibise, žlice, jastrebe in drugo. Zanje je značilno znatno raztezanje nog in vratu.

Naročite Falconiformes : 304 vrst ptic, razširjenih po vsem svetu. Vključujejo orle, jastrebe, jastrebe, kondaše in jastrebe. Ti primerki imajo odličen vid, ki jim omogoča, da lovijo svoj plen.

Naročite Gruiformes : 212 vrst po vsem svetu. Vključujejo žerjave, tirnice, posode, galinule in podobno.

Naročite Charadriiformes : Več kot 350 vrst, razširjenih po vsem svetu. Vključujejo galebe in druge obale.

Naročite Columbiformes : približno 300 vrst po vsem svetu. Vključujejo golobe in izumrli dodo. Zanje je značilno, da imajo kratke vratove, noge in kljune.

Naročite psittaciformes : več kot 350 vrst, razširjenih po vsem svetu. Vključujejo papige, papagaje in podobno.

Naročite opisthocomiformes : vrstni red, sestavljen iz ene vrste; hoazín Opisthocomus hoazín, ki se nahaja v porečju Amazonije.

Naročite musophagiformes : 23 endemičnih vrst iz Afrike. Znani so pod imenom Turacos.

Naročite cuculiformes : približno 140 vrst po vsem svetu. Vključujejo kukavice in cestninje.

Naročite Strigiformes : približno 180 nočnih vrst po vsem svetu. Vključujejo sove in podobno. So nočni plenilci, s tihim poletom in odličnim vidom.

Naročite Caprimulgiformes : 118 vrst po vsem svetu. Vključujejo podargo, nočne nože in druge.

Naročite Apodiformes : približno 429 vrst po vsem svetu. Vključuje kolibre in ptičke. So kratke noge in hitro plapolajo.

Obstajajo tudi zapore Coliiformes, Trogoniformes, Coraciiformes in Piciformes.

Prebavni sistem

Ptice imajo spremenjen prebavni sistem, ki jim omogoča učinkovito prebavo hrane in nadomešča pomanjkanje zobnih struktur. Prav tako se absorpcija hranil zgodi v kratkih časovnih intervalih.

Prebavni sistem ima škrlat, ki pomaga mletju hrane, ki jo žival zaužije. Ptice imajo zelo rudimentarni sistem žlez slinavk, ki izločajo sluz, da mažejo prehod hrane.

Določene ptice imajo v požiralniku spremembo, ki omogoča shranjevanje hrane. Pri nekaterih vrstah ta širitev ne služi samo kot skladišče, ampak je tudi proizvajalec hranljive mlečne snovi - analogne mlekom sesalcev -, ki služi za krmljenje brezhibnih piščancev.

Želodec je razdeljen na dva oddelka. Prvi je proventriculus, odgovoren za izločanje želodčnega soka. Drugi je gizzard, zadolžen za mletje hranilne snovi. Da bi ptice pomagale pri mletju hrane, porabijo kamnine ali druge predmete, ki so nameščeni v gobcu.

Hranjenje

Diete ptic so raznolike. Obstajajo žuželjive, mesojede vrste (ki se prehranjujejo z črvi, mehkužci, raki, ribami, sesalci in celo drugimi pticami), nektarji, mnoge pa so tudi vsejedske.

Velikost in oblika ptičjega kljuna sta elegantno prilagojena značilnemu načinu hranjenja posameznika, ki ga nosi. Na primer, ptice, ki porabijo seme, imajo kratke, močne kljunove, medtem ko imajo nektarje ptice - kot kolibri - dolge, tanke kljune, ki jim omogočajo, da porabijo cvetni nektar.

Mesojede raptorji - kot sove, na primer - tvorijo drobne kroglice iz organskega materiala, ki jih ne morejo prebaviti, na primer lase ali kosti, ki jih nato ponovno odganjajo.

Krvožilni sistem

Vzorec ptičjega srca. Wagner Souza e Silva / Muzej veterinarske anatomije FMVZ USP

Krvožilni sistem ptic sestavlja srce s štirimi prekati: dve atriji in dva prekata. Ima dva obtočna sistema, enega pljučnega in drugega sistemskega.

Na splošno se obtočni sistem ptic ne razlikuje veliko od značilnega sistema, ki ga najdemo pri sesalcih.

Srčni utrip pri pticah je visok, kar najde obratno razmerje med velikostjo organizma in pogostostjo.

Eritrociti ali rdeče krvne celice imajo jedro - za razliko od našega, ki to strukturo razgradi, ko dozori. Fagociti so zelo aktivne celice in sodelujejo pri obnavljanju ran in drugih funkcijah imunskega sistema.

Živčni sistem

Živčni sistem ptic je kompleksen in dobro razvit. Razlikuje se dvanajst parov lobanjskih živcev. Možgani so veliki, prav tako možgan in optimalni reženj. V nasprotju s tem je možganska skorja slabo razvita.

Glede na senzorične sisteme sta vonj in okus pri večini vrst neučinkovita. Vendar pa je pri tem vzorcu več izjem, kot pri mesojedcih in oceanskih pticah, kjer imajo ta čutila temeljno vlogo v življenjskem slogu teh vrst.

Vizija pri pticah je veličastna. Njegov fotoreceptorski organ spominja na oko drugih vretenčarjev, čeprav je večji, manj sferičen in skoraj nepremičen. Da bi nadomestili delno fiksacijo oči, so razvili neverjetno sposobnost gibljivosti glave.

Tudi sluh je dober. Uho je razdeljeno na zunanje območje, srednje uho z eno samo kostjo, kolumello in notranji sektor s kohlejo.

Dihalni sistem

Zaradi energijskih potreb letenja mora biti dihalni sistem teh letečih vretenčarjev zelo učinkovit. Imajo specializirane strukture, imenovane parabronchi, z zračnimi vrečami. Ti organi se bistveno razlikujejo od dihalnih organov, ki jih najdemo pri drugih vretenčarjih.

Pri pticah se veje bronhijev končajo v cevkastih strukturah, kjer poteka neprekinjen pretok zraka - za razliko od vrečastih (alveolov) zaključkov, ki jih vidimo v pljučih sesalcev.

Zračne vreče tvorijo sistem devetih medsebojno povezanih elementov, ki se nahajajo v prsnem košu in na trebuhu. Funkcija teh struktur je spodbujanje prezračevanja s trajnimi pretoki zraka skozi pljuča.

Pri pticah zrak vstopi skozi sapnik in primarne bronhije, skozi pljuča in v zadnjične zračne vrečke. Od tam prehaja v pljuča in zrak odhaja skozi vetrno cev. Ta cikel ustreza prvemu izdihu.

Ob drugem izdihu del dovodnega zraka prehaja skozi zadnjične vrečke in v pljuča. Na ta način se suspendirani zrak potisne proti sprednjim vrečkam. Nato zrak zapusti žival.

Izločilni sistem

Ledvice ptic so metanefrične, sečnica se izprazni v kloako. Znotraj treh ledvičnih sistemov metanefrične ledvice sestavljajo organ, ki je povezan s kloako po Wolffian kanalu, prihaja pa iz srednjega mezoderma torakalnega in ledvenega segmenta.

Glavni odpadni produkt je sečna kislina, zato ptice sodijo v kategorijo uricotelinov. Ta snov je v vodi zelo netopna, zato se obori in ustvari poltrdne odpadke, pogosto belkaste. Ptice nimajo sečnega mehurja.

Razmnoževanje

Pri vseh pticah so spoli ločeni in oploditev je notranja. Samci imajo dva funkcionalna testisa, medtem ko imajo samice degenerirani jajčnik in desni jajdukt. Pri samcih ima le nekaj vrst penis kot kopulacijski organ, vključno z racami, gosi in nekaj paleognata.

Vsi proizvajajo jajca s trdo lupino. Jajca se inkubirajo zunaj: nekateri starši so nameščeni na njih in ohranjajo optimalno temperaturo zahvaljujoč telesni toploti.

Sistem določanja spola ptic dajemo ZW spolni kromosomi (ekvivalent naših XY spolnih kromosomov). Za razliko od sesalcev heterogametski spol ustreza samicam. Se pravi, da imajo ženski osebki dva različna kromosoma.

Od jajčeca se lahko iz jajčeca izleže aktivni mladi posameznik, ki se je sposoben sam skrbeti, ali majhen goli, ki potrebuje starševsko skrb. Prva varianta neodvisnih piščancev je znana kot precocial piščanci in tisti, ki potrebujejo pomoč altrcialni piščanci.

Evolucija

Evolucijski biologi menijo, da je izvor ptic eden najbolj impresivnih prehodov v razvoju vretenčarjev - poleg skoka tetrapodov iz vode na kopno.

Zapis o fosilih je pokazal številne edinstvene značilnosti, ki jih najdemo pri živih vrstah ptic, kot so perje in izrazito zmanjšanje telesne velikosti.

Šteje se, da je evolucijo ptic spremljal izvor leta, vendar obstaja sum, da se je pred pticami razvilo več značilnosti, ki jih povezujemo s letom.

Arheopteryx

Najbolj znan fosil v izvoru ptic je Archeopteryx; Gre za velikost vrane, s kljunom, podobnim kot pri sodobnih pticah, vendar z zobmi. Okostje fosilizirane živali spominja na plazilca, z dolgim ​​repom.

Fosil so odkrili leta 1861, dve leti po objavi The Origin of Species. Imel je pomemben medijski vpliv, ker se zdi, da ta fosil »tranzicije« pomembno podpira teorijo naravne selekcije.

Edina značilnost, ki izključuje, da fosil ni razvrščen kot teropodni dinozaver, je nesporna prisotnost perja.

Od dinozavrov do ptic

Pripadnost ptic in plazilcev je očitna. V resnici je priznani zoolog Thomas Huxley ptice poimenoval "glorificirani plazilci."

Zahvaljujoč številnim skupnim lastnostim - vključno z dolgim ​​vratom v obliki črke S - je jasno, da so ptice tesno povezane s skupino dinozavrov, imenovanih teodopodi.

Pravzaprav so dromaeozavridi teropodni dinozavri s furkulami (zlitimi ključnicami) in predenjem na zapestnih kosteh, ki so povezani z letom.

Poleg tega obstajajo fosili, ki povezujejo dromaeosavride s pticami. Vzorci so očitno teropodni dinozavri, vendar s perjem.

Iz oblike perja je razvidno, da jih ni mogoče uporabiti za let, vendar bi lahko prispevali k drsnemu drsanju, drugače pa bi lahko obarvanost imela socialne funkcije, povezane z udvaranjem.

Prilagoditve za let

Če podrobno preučimo morfološke in fiziološke podrobnosti ptic, bomo ugotovili, da gre za stroje, „zasnovane“ za letenje; V naravi nihče ničesar ne oblikuje, prilagoditve, ki jih opazimo, pa so produkt mehanizma naravne selekcije.

Prilagoditve leta se osredotočijo na dva cilja: zmanjšanje mase med postopkom in povečanje premestitve.

Perje

Perje so dodatki epidermalnega izvora, ki jih najdemo obloge kože ptic. Kot smo že govorili v prejšnjem razdelku, je perje med evolucijo nastalo v določeni skupini dinozavrov in se ohranilo tudi pri pticah, ki jih danes vidimo.

So izredno lahke strukture, narejene iz beta keratina. Ta snov, bogata s cisteinom, je prisotna tudi v drugih strukturah ptic, kot so kljun, luske in nohti.

Perje opravljajo različne funkcije. Glavni je olajšati gibanje skozi zrak, tla in vodo.

Ponuja mehansko zaščito pred vetrom in toplotno zaščito pred ekstremnimi temperaturami - vročimi ali hladnimi -, s čimer se prepreči izguba telesne toplote v hladnih okoljih in sončne opekline v vročih prostorih.

Leteči golobi. Eadweard Muybridge (1893)

Perje zahvaljujoč eksotičnim barvam in dizajnom sodeluje v vizualni komunikaciji in družbenih interakcijah med pticami. Na splošno so samice neprozorne ali kričeče barve, samci pa so vpadljivi. V nekaterih primerih perje sodelujejo v kamuflaži živali.

Okostje in pnevmatske kosti

Za okostje ptic je značilno, da je lahka, vendar ne šibka. Sodobne ptičje kosti so še posebej občutljive, z zračnimi votlinami, ki se zmanjšujejo v masi.

Čeprav so se ptice razvile iz organizmov z diapsidnimi lobanjami (dve začasni odprtini), je ta anatomski vzorec pri sodobnih pticah izjemno težko opaziti.

Lobanja je tako spremenjena, da se zlije v en kos, ki ne doseže 1% celotne mase posameznika. Nekatere vrste imajo kinetične lobanje, kot tiste, ki jih najdemo v kuščarjih in kačah.

Vendar pa to ne pomeni, da je okostje ptic veliko lažje od letečega vretenčarja podobne velikosti. Pravzaprav so uteži enakovredne. Sprememba je v porazdelitvi teže in ne v teži. Zgornje strukture so zelo lahke, spodnje okončine pa težke.

Reference

1. Butler PJ (2016). Fiziološka osnova leta ptic. Filozofski posli londonskega Royal Society. Serija B, Biološke znanosti, 371 (1704), 20150384.
2. Hickman, CP, Roberts, LS, Larson, A., Ober, WC, & Garrison, C. (2001). Integrirana načela zoologije. McGraw - Hill.
3. Kardong, KV (2006). Vretenčarji: primerjalna anatomija, funkcija, evolucija. McGraw-Hill.
4. Llosa, ZB (2003). Splošna zoologija. EUNED.
5. Moen, D., & Morlon, H. (2014). Od dinozavrov do sodobne raznolikosti ptic: podaljšanje časovne lestvice prilagodljivega sevanja. PLoS biologija, 12 (5), e1001854.
6. Parker, TJ, & Haswell, WA (1987). Zoologija Hordati (letnik 2). Sem obrnil.
7. Randall, D., Burggren, WW, Burggren, W., French, K., & Eckert, R. (2002). Eckertova fiziologija živali. Macmillan.
8. Rauhut, O., Foth, C., & Tischlinger, H. (2018). Najstarejši arheopteryx (Theropoda: Avialiae): nov primerek s kimmeridžijske / titonske meje na Schamhauptenu na Bavarskem. PeerJ, 6, e4191.
9. Webb, JE, Wallwork, JA in Elgood, JH (1979). Vodnik po živih pticah. Macmillan Press.
10. Wyles, JS, Kunkel, JG, & Wilson, AC (1983). Ptice, vedenje in anatomska evolucija. Zbornik Nacionalne akademije znanosti, 80 (14), 4394-4397.