Ptaki charakter, rodzaje, systemy, reprodukcja



The ptaki są to zwierzęta latające, homeotermiczne, kręgowe i opierzone. W obrębie kręgowców jest to druga najbogatsza klasa pod względem liczby gatunków, z ponad 9700, przewyższona tylko przez ryby. Najważniejszą cechą tej klasy zwierząt jest modyfikacja górnych kończyn w skrzydłach.

W ten sposób ptaki podbiły niebo różnych ekosystemów, w tym między innymi lasy, pustynie, góry, łąki. Niezbędną cechą są również pióra: jeśli organizm ma pióra, jest to ptak.

Chociaż istnieje duża różnorodność gatunków, morfologia ptaków jest jednorodna. Wszystkie mają jednolitość w anatomii: skrzydła, pióra i zrogowaciały dziób. Ta wyraźna jednorodność została ograniczona podczas ewolucji, przypuszczalnie przez lot.

Uważa się, że wszystkie cechy ptaków były wynikiem doboru naturalnego, faworyzując osoby, które lepiej poruszają się w powietrzu. W ten sposób anatomia ptaka wydaje się być „zaprojektowana” do lotu, od jego pneumatycznych kości do płuc i skutecznego metabolizmu.

Ptaki charakteryzują się doskonałą widocznością. Mają ogromne i praktycznie nieruchome oczodoły - kompensowane przez wysoką rotację głowy.

Współczesne ptaki dzielą się na dwie podstawowe grupy: paleognatas i neognatas. Pierwszy obejmuje nie latające ptaki lub ptaki bezgrzebieniowe. Z drugiej strony neognaty obejmują resztę ptaków z potężnymi mięśniami do lotu.

Gałąź zoologii, która bada ptaki, nazywana jest ornitologią, terminem wywodzącym się z greckich korzeni ornis = „Ptak”.

Indeks

  • 1 Ogólna charakterystyka
    • 1.1 Charakterystyka morfologiczna i fizjologiczna
    • 1.2 Charakterystyka kości
  • 2 Klasyfikacja
    • 2.1 Superorden Paleognathae
    • 2.2 Nadzór Neognathae
  • 3 Układ pokarmowy
  • 4 Jedzenie
  • 5 Układ krążenia
  • 6 Układ nerwowy
  • 7 Układ oddechowy
  • 8 System wydalniczy
  • 9 Powielanie
  • 10 Ewolucja
    • 10.1 Archeopteryks litografia
    • 10.2 Od dinozaurów do ptaków
  • 11 Adaptacje do lotu
    • 11.1 Pióra
    • 11.2 Szkielet i kości pneumatyczne
  • 12 Odniesienia

Ogólna charakterystyka

Charakterystyka morfologiczna i fizjologiczna

Ptaki to organizmy, których przednie kończyny zostały zmodyfikowane do lotu w formie skrzydeł. Jeśli porównamy te końce z kończynami lądowymi, zauważymy, że ptaki straciły część paliczków, a kończyna wydłużyła się.

Kończyny tylne, które umożliwiają przysiadanie osobnika, spacer lub pływanie, również uległy modyfikacjom. Przedstawiają cztery palce, w niektórych przypadkach do 3 lub 2.

Naskórek jest pokryty piórami i tylnymi kończynami łusek. Gruczoły są rzadkie u ptaków, chociaż mają wyspecjalizowane oleiste wydzieliny na końcu ogona.

Ptaki są organizmami endotermicznymi, czyli są w stanie regulować temperaturę ciała. Chociaż ssaki są również endotermiczne, nie uzyskały tej fizjologicznej zdolności wspólnego przodka, więc jest to przykład ewolucji zbieżnej.

W różnych systemach ptaki charakteryzują się utratą lub redukcją niektórych narządów. Na przykład kobiety mają tylko jeden jajnik i jeden funkcjonalny jajowód (lewy). W porównaniu z nie latającymi kręgowcami o podobnej wielkości jelita doznały znacznego zmniejszenia.

Przypuszczalnie cechy te są adaptacyjne i umożliwiają zmniejszenie masy podczas lotu.

Charakterystyka kości

Kości ptaków mają wnęki powietrzne, które zmniejszają ciężar zwierzęcia podczas lotu. Ten typ struktury jest nazywany kościami pneumatycznymi. Oprócz wagi szkielet jest sztywny, co ma zasadnicze znaczenie dla kontroli lotu.

Kości czaszki są połączone w jeden kłykci potyliczny. Wykazuje to diapsidowy wzór, a szczęka została zmodyfikowana w zrogowaciałą, pozbawioną dziobów strukturę. W uchu środkowym jest tylko jedna mała kość.

Ogon jest zredukowany do struktury zwanej pygostyle. Mostek ma kil. Ta kość działa jako punkt połączenia mięśni uczestniczących w locie: piersi i suprakoracoideo.

Furcula to typowa struktura ptaków, która działa jak sprężyna. Ten element magazynuje energię, tak że trzepotanie w dół napędza trzepotanie w przeciwnym kierunku.

Struktura miednicy jest optymalna do układania jaj i nazywa się miednicą opistopubiczną.

Klasyfikacja

Prawie 9700 gatunków ptaków zgrupowano w ponad 30 zamówieniach. Klasyfikacja, którą przedstawimy, jest następująca: Gill (2006), zmodyfikowany przez Hickmana (2001):

Superorden Paleognathae

Paleognaty to nowoczesne ptaki z prymitywnym podniebieniem. Ta grupa obejmuje między innymi formy strusi i tym podobne, obszary, emu, kiwi.

Składa się z czterech rzędów: Struthioniformes, utworzonych przez strusie; Rheiformes, których członkami są dwa gatunki obszarów zamieszkujących Amerykę Południową; Dinornithiformes, utworzone przez trzy gatunki kiwi w Nowej Zelandii; i kolejność Tinamiformes, złożona z prawie 50 gatunków amerykańskich tinamou, yutos lub inambúes.

Superorden Neognathae

Ten nadzór składa się z dużej liczby gatunków o elastycznym podniebieniu. Poniżej krótko opiszemy każde zamówienie, które jest częścią neognatas lub „neoaves”.

Passeriform Order: jest to najbardziej obfity porządek ptaków. Obejmuje 5750 gatunków (ponad połowa gatunków ptaków), które są rozmieszczone na całym świecie. Charakteryzuje je położenie paliczków: cztery palce, trzy ustawione do przodu i jeden do tyłu. Większość jest mała.

Zakon Anseriformes: około 162 gatunków łabędzi, gęsi, kaczek i pokrewnych, dystrybuowanych na całym świecie. Charakterystyczne adaptacje w nogach do pływania.

Zakon Galliformes: około 290 gatunków indyków, przepiórek, bażantów i podobnych. Jego dystrybucja odbywa się na całym świecie. Jego jedzenie jest roślinożerne. Ich dzioby i nogi są mocne i ciężkie.

Zamów Sphenisciformes: 17 gatunków pingwinów. Są znane ze swojej zdolności do pływania, ze zmodyfikowanymi skrzydłami w kształcie łopatek, które pozwalają im poruszać się skutecznie przez wodę.

Zamów Gaviiformes: tworzą perkozy, grupa ptactwa wodnego.

Zamów Podicipediformes: 22 gatunki ptaków z nawykami nurkowania popularnie zwanymi loons, macaes i grebes. Są one powszechne w stawach, gdzie można wyróżnić ich pływające gniazda.

Zamów Phoenicopteriformes: 5 gatunków kolorowych ptaków wodnych. Są powszechnie znane jako flamingi. Istnieją obecne i wymarłe gatunki.

Zamów Procellariiformes: 112 gatunków na całym świecie, to ptaki pelagiczne, które zawierają albatrosy, petrele, fulmary i podobne.

Zamów Pelecaniformes: 65 gatunków na całym świecie. W tej kolejności odnajdujemy pelikany, kormorany, głuptaki, pikinierów i innych. Oni jedzą ryby.

Zamów Ciconiiformes: 116 gatunków na całym świecie. Należą do nich czaple, cumowania, bociany, ibis, łyżki, sępy i inne. Charakteryzują się znacznym wydłużeniem nóg i szyi.

Zamów Falconiformes: 304 gatunki ptaków rozmieszczone na całym świecie. Należą do nich orły, jastrzębie, jastrzębie, kondory i sępy. Te okazy mają doskonałą wizję, która pozwala im polować na zdobycz.

Zamów gruiformy: 212 gatunków na całym świecie. Obejmują dźwigi, szyny, łuski, galaktyki i pokrewne.

Zamów Charadriiformes: Ponad 350 gatunków rozproszonych na całym świecie. Rozumieją mewy i inne ptaki brzegowe.

Zamów Columbiformes: około 300 gatunków na całym świecie. Należą do nich gołębie i wymarły dodo. Charakteryzują się krótkimi szyjami, nogami i kolcami.

Zamów psittaciformes: ponad 350 gatunków rozproszonych na całym świecie. Należą do nich papugi, papugi i sojusznicy.

Zamów Opisthocomiformes: porządek utworzony przez jeden gatunek; hoatzin Opisthocomus hoazín, położony w dorzeczu Amazonki.

Zamów Musophagiformes: 23 gatunki endemiczne Afryki. Są znane jako turacos.

Zamów Cuculiformes: około 140 gatunków dystrybucji na całym świecie. Należą do nich kukułki i roadrunners.

Zamów Strigiformes: około 180 gatunków nocnych dystrybucji na całym świecie. Obejmują sowy i sojuszników. Są nocnymi drapieżnikami, cichym lotem i doskonałym wzrokiem.

Zamów Caprimulgiformes: 118 gatunków dystrybucji na całym świecie. Należą do nich podarga, lelki i inne.

Zamów Apodiformes: około 429 gatunków na całym świecie. Obejmuje kolibry i jerzyki. Są to krótkie nogi i szybkie trzepotanie.

Są też rzędy Coliiformes, Trogoniformes, Coraciiformes i Piciformes.

Układ pokarmowy

Ptaki mają zmodyfikowany układ pokarmowy, który pozwala im skutecznie trawić pokarm i kompensuje brak struktur dentystycznych. Ponadto wchłanianie składników odżywczych następuje w krótkich odstępach czasu.

Układ trawienny ma żołądek, który pomaga zmielić jedzenie, które spożywa zwierzę. Ptaki mają system bardzo podstawowych gruczołów ślinowych, które wydzielają śluz, aby smarować przepływ pokarmu.

Niektóre ptaki mają modyfikację przełyku, która umożliwia przechowywanie pokarmu. U niektórych gatunków rozszerzenie to służy nie tylko jako miejsce przechowywania, ale także wytwarza odżywczą mleczną substancję - analogiczną do mleka ssaków - która służy do karmienia bezbronnych piskląt.

Żołądek jest podzielony na dwie komory. Pierwszy to proventriculus, odpowiedzialny za wydzielanie soku żołądkowego. Drugi to żołądek, odpowiedzialny za mielenie materii odżywczej. Aby przyczynić się do miażdżenia żywności, ptaki zużywają skały lub inne przedmioty, które są złożone w żołądku..

Jedzenie

Diety ptaków są zróżnicowane. Istnieją gatunki owadożerne, mięsożerne (żywiące się robakami, mięczakami, skorupiakami, rybami, ssakami, a nawet innymi ptakami), nektarożerne, a wiele z nich jest wszystkożernych.

Rozmiar i kształt dzioba ptaków są elegancko dostosowane do typowego trybu karmienia osoby, która je nosi. Na przykład ptaki spożywające nasiona mają krótkie, mocne szczyty, podczas gdy ptaki nektarożerne - jak kolibry - mają długie, cienkie dzioby, które pozwalają im spożywać nektar kwiatów.

Mięsożerne raptory - jak na przykład sowy - tworzą małe kulki materiału organicznego, których nie mogą strawić, takie jak włosy lub kości, które zwracają się później.

Układ krążenia

Układ krążenia ptaków tworzy serce z czterema komorami: dwie przedsionki i dwie komory. Ma dwa układy krążenia, jeden płucny i drugi układowy.

Ogólnie, układ krążenia ptaków nie różni się zbytnio od typowego systemu występującego u ssaków.

Tętno ptaków jest wysokie, odnajdując odwrotną zależność między rozmiarem organizmu a częstotliwością.

Erytrocyty lub czerwone krwinki mają jądro - w przeciwieństwie do naszego, które, gdy dojrzewają, degenerują tę strukturę. Fagocyty są bardzo aktywnymi komórkami i biorą udział w naprawie ran i innych funkcji układu odpornościowego.

Układ nerwowy

Układ nerwowy ptaków jest złożony i dobrze rozwinięty. Istnieje dwanaście par nerwów czaszkowych. Mózg jest duży, podobnie jak móżdżek i optymalne płaty. W przeciwieństwie do tego kora mózgowa jest słabo rozwinięta.

Pod względem systemów sensorycznych zapach i smak są nieskuteczne u większości gatunków. Istnieje jednak wiele wyjątków od tego wzorca, jak u ptaków mięsożernych i oceanicznych, gdzie zmysły odgrywają zasadniczą rolę w stylu życia tych gatunków.

Wizja u ptaków jest wspaniała. Jego organ fotoreceptorowy przypomina oko innych kręgowców, choć jest większy, mniej sferyczny i praktycznie nieruchomy. Aby zrekompensować częściową utratę wzroku, rozwinęli niesamowitą zdolność ruchową głowy.

Przesłuchanie jest również dobre. Ucho jest podzielone na obszar zewnętrzny, ucho środkowe z pojedynczym kosteczek słuchowych, kolumella i wewnętrzny sektor ze ślimakiem.

Układ oddechowy

Ze względu na energetyczne wymagania lotu układ oddechowy tych latających kręgowców musi być bardzo wydajny. Mają wyspecjalizowane struktury zwane parabronchi, z poduszkami powietrznymi. Narządy te różnią się zasadniczo od narządów oddechowych, które znajdujemy w pozostałych kręgowcach.

U ptaków gałęzie oskrzeli kończą się ruropodobnymi strukturami, w których zachodzi ciągły przepływ powietrza - w przeciwieństwie do zakończeń worka (pęcherzyków płucnych), które obserwujemy w płucach ssaków.

Woreczki powietrzne tworzą układ dziewięciu połączonych elementów, które znajdują się w klatce piersiowej i brzuchu. Zadaniem tych struktur jest promowanie wentylacji, z przepływem wieloletniego powietrza, które przechodzi przez płuca.

U ptaków powietrze dostaje się przez tchawicę i pierwotne oskrzela, przez płuca i do tylnych pęcherzyków powietrza. Stamtąd trafia do płuc, a powietrze wydostaje się przez tchawicę. Cykl ten odpowiada pierwszemu wydechowi.

Podczas drugiego wydechu część powietrza, które weszło, przechodzi przez tylne worki powietrzne do płuc. W ten sposób zawieszone powietrze jest popychane w kierunku poprzednich worków. Następnie powietrze wychodzi ze zwierzęcia.

System wydalniczy

Nerki ptaków są metanitarne, a cewka moczowa opada do kloaki. W obrębie trzech istniejących systemów nerkowych nerki metanephric składają się z narządu, który jest połączony z kloaką za pomocą przewodu Wolffa, pochodzi ze środkowej mezodermy odcinka piersiowego i lędźwiowego.

Głównym produktem odpadowym jest kwas moczowy, dlatego ptaki należą do kategorii „uricotélicos”. Substancja ta jest wysoce nierozpuszczalna w wodzie, dlatego wytrąca się i tworzy półstałe odpady, często białawe. Ptaki nie mają pęcherza moczowego.

Reprodukcja

U wszystkich ptaków płeć jest rozdzielona, ​​a zapłodnienie wewnętrzne. Mężczyźni mają dwa jądra funkcjonalne, podczas gdy samice zdegenerowały jajnik i prawy jajowód. U samców tylko niektóre gatunki mają penisa jako organ kopulujący, w tym kaczki, gęsi i niektóre paleognaty.

Wszystkie produkują jaja z twardą skorupą. Jaja są inkubowane na zewnątrz: niektórzy rodzice są na nich umieszczani i utrzymują optymalną temperaturę dzięki ciepłu ciała.

System określania płci ptaków określają chromosomy płci ZW (odpowiednik naszych chromosomów płciowych XY). W przeciwieństwie do ssaków, płeć heterogametyczna odpowiada kobietom. Oznacza to, że to samice mają dwa różne chromosomy.

W zależności od gatunku ptaka, z jaja może urodzić się aktywny młody człowiek, zdolny do samodzielnego radzenia sobie lub mała naga, która potrzebuje opieki nad rodzicami. Pierwszy wariant niezależnych piskląt jest znany jako potomstwo przedwczesne i te, które potrzebują pomocy rodzimego potomstwa.

Ewolucja

Biolodzy ewolucyjni uważają, że pochodzenie ptaków jest jednym z najbardziej imponujących przejść w ewolucji kręgowców - wraz ze skokiem wody do krainy czworonogów.

Zapis kopalny wykazał różnorodność unikalnych cech występujących w żywych gatunkach ptaków, takich jak pióra i wyraźne zmniejszenie rozmiaru ciała.

Uważa się, że ewolucji ptaków towarzyszyło pochodzenie lotu, ale podejrzewa się, że kilka cech, które kojarzymy z lotem, rozwinęło się przed ptakami.

Archeopteryks litografia

Najbardziej znaną skamieliną pochodzenia ptaków jest Archeopteryks; Jest mniej więcej wielkości wrony, ze szczytem podobnym do szczytu współczesnych ptaków, ale z zębami. Szkielet skamieniałego zwierzęcia przypomina gada z długim ogonem.

Skamielina została odkryta w 1861 roku, dwa lata po publikacji Pochodzenie gatunku. Miało to istotny wpływ na media, ponieważ ta skamielina „przejścia” wydawała się w znacznym stopniu wspierać teorię doboru naturalnego.

Jedyną cechą, która wyklucza sklasyfikowanie skamieniałości jako dinozaura teropoda, jest niekwestionowana obecność piór.

Od dinozaurów po ptaki

Podobieństwo ptaków i gadów jest oczywiste. W rzeczywistości słynny zoolog Thomas Huxley ochrzcił ptaki jako „gloryfikowane gady”.

Dzięki znacznej liczbie wspólnych cech - w tym długiej szyi w kształcie litery S - jasne jest, że ptaki są blisko spokrewnione z grupą dinozaurów zwanych teropodami.

W rzeczywistości dromaeozaury to dinozaury teropodów z furcula (połączonym obojczykiem) i obrotowymi elementami w kościach lalek, które są związane z lataniem.

Ponadto istnieją skamieniałości, które wiążą dromaeozaury z ptakami. Okazy są wyraźnie dinozaurami teropodów, ale z piórami.

Wynika to z kształtu piór, których nie można było wykorzystać do lotu, ale mogą one przyczynić się do szczątkowego poślizgu, lub zabarwienie może mieć funkcje społeczne związane z zalotami.

Dostosowania do lotu

Jeśli szczegółowo zbadamy szczegóły morfologiczne i fizjologiczne ptaków, uświadomimy sobie, że są to maszyny „zaprojektowane” do latania; w naturze nikt „nie projektuje” niczego, a obserwowane przez nas adaptacje są produktem mechanizmu doboru naturalnego.

Dostosowania do lotu koncentrują się na dwóch celach: zmniejszeniu masy podczas procesu i promowaniu przemieszczenia.

Pióra

Pióra są dodatkami pochodzenia naskórkowego, które pokrywają skórę ptaków. Jak omówiliśmy w poprzedniej części, pióra pojawiły się w trakcie ewolucji w określonej grupie dinozaurów i zostały zachowane aż do ptaków, które dziś widzimy.

Są to niezwykle lekkie struktury utworzone z beta-keratyny. Substancja ta, bogata w cysteinę, występuje również w innych strukturach ptaków, takich jak dzioby, łuski i paznokcie.

Pióra pełnią różne funkcje. Głównym jest ułatwienie ruchu powietrzem, glebą i wodą.

Zapewnia mechaniczną ochronę przed wiatrem, a także ochronę termiczną przed ekstremalnymi temperaturami - zarówno ciepłem, jak i zimnem - unikając utraty ciepła ciała w zimnym otoczeniu i oparzenia słoneczne w gorących miejscach.

Pióra, dzięki egzotycznym kolorom i wzorom, uczestniczą w komunikacji wizualnej i interakcjach społecznych między ptakami. Ogólnie rzecz biorąc, samice wykazują nieprzezroczyste lub tajemnicze kolory, podczas gdy samce wykazują uderzające kolory. W niektórych przypadkach pióra uczestniczą w kamuflażu zwierzęcia.

Kości szkieletowe i pneumatyczne

Szkielet ptaków charakteryzuje się lekkością, ale z tego powodu nie jest słaby. Kości współczesnych ptaków są szczególnie delikatne, z ubytkami powietrza, które zmniejszają ich masę.

Chociaż ptaki wyewoluowały z organizmów z czaszkami diapsidowymi (dwa otwory czasowe), niezwykle trudno jest zobaczyć ten anatomiczny wzór u współczesnych ptaków.

Jego czaszka jest tak zmodyfikowana, że ​​jest zespolona w jednym kawałku, który nie osiąga 1% całkowitej masy jednostki. Niektóre gatunki mają czaszki kinetyczne, takie jak jaszczurki i węże.

Nie oznacza to jednak, że szkielet ptaków jest znacznie lżejszy niż latający kręgowiec o podobnej wielkości. Właściwie wagi są równoważne. Modyfikacja znajduje się w dystrybucja wagi, a nie wagi per se. Górne struktury są bardzo lekkie, a kończyny dolne są ciężkie.

Referencje

  1. Butler P. J. (2016). Fizjologiczne podstawy lotu ptaka. Transakcje filozoficzne Royal Society of London. Seria B, Nauki biologiczne, 371(1704), 20150384.
  2. Hickman, C. P., Roberts, L. S., Larson, A., Ober, W. C., i Garrison, C. (2001). Zintegrowane zasady zoologii. McGraw-Hill.
  3. Kardong, K. V. (2006). Kręgowce: anatomia porównawcza, funkcja, ewolucja. McGraw-Hill.
  4. Llosa, Z. B. (2003). Ogólna zoologia. EUNED.
  5. Moen, D. i Morlon, H. (2014). Od dinozaurów po współczesną różnorodność ptaków: wydłużenie skali czasowej promieniowania adaptacyjnego. Biologia PLoS, 12(5), e1001854.
  6. Parker, T. J. i Haswell, W. A. ​​(1987). Zoologia Cordados (Tom 2). Odwróciłem się.
  7. Randall, D., Burggren, W. W., Burggren, W., francuski, K., i Eckert, R. (2002). Fizjologia zwierząt Eckert. Macmillan.
  8. Rauhut, O., Foth, C. i Tischlinger, H. (2018). Najstarszy Archeopteryks(Theropoda: Avialiae): nowy okaz z granicy Kimmeridgian / Tithonian Schamhaupten, Bawaria. PeerJ, 6, e4191.
  9. Webb, J. E., Wallwork, J. A., i Elgood, J. H. (1979). Przewodnik po żywych ptakach. The Macmillan Press.
  10. Wyles, J. S., Kunkel, J. G., i Wilson, A.C. (1983). Ptaki, zachowanie i ewolucja anatomiczna. Materiały z Narodowej Akademii Nauk, 80(14), 4394-4397.