Ewa Szulc
 Budowa i fizjologia ptaków
Ptaki  (łac. Aves)  należą do najliczniejszej gromady kręgowców.
Istnieje około 10 000 gatunków ptaków, z których 9 000 opisano. Ich wielkośd
waha się od 5 centymetrów u koliberka hawaoskiego zamieszkującego Kubę po
mierzącego 2 metry (i ważącego 136 kilogramów) strusia afrykaoskiego.
W swojej pracy o ptakach poruszyłam następujące zagadnienia:
" Od praptaka do ptaka współczesnego
" Szkielet
" Skóra oraz jej  szata
" Przystosowanie do lotu
" Fizjologia
" Rozmnażanie się i wychowywanie potomstwa
 Od praptaka do ptaka współczesnego
Praptak (Archaeopteryx) jest formą posiadającą cechy gadzie oraz
ptasie. Pochodził od gadzio-miednicowych dinozaurów, a dokładniej od
drapieżnych teropodów. Żył około 145 milionów lat temu. Był średniej
wielkości zwierzęciem, rozmiarów dzisiejszego gołębia( 45cm). Prowadził
nadmorski tryb życia, żywił się rybami oraz owadami. Każde ze skrzydeł
składało się z trzech palcy zaopatrzonych w pazury. Ich zdolnośd lotu
tłumaczona jest dwoma tezami. Pierwsza z nich zakłada, że zwierzęta te
potrafiły przemieszczad się w powietrzu za pomocą lotu ślizgowego- teoria arborealna lub wybijały
się w powietrze biegnąc i skacząc w pogoni za ofiarą- teoria kursorialna.
Poniższa tabelka wyszczególnia cechy ptasie oraz gadzie Archaeopteryxa:
Cechy gadzie Cechy ptasie
" trójpalcowe kooczyny przednie z pazurami " obecnośd piór, które na przedramieniu miały
postad lotek o niesymetrycznej chorągiewce
" uzębione szczęki
" prawdopodobnie stałocieplnośd
" brak grzebienia na mostku
" długi ogon z licznymi kręgami
" obojczyki zrośnięte w widełki
" częściowo przeciwstawny palec stopy
Szkielet
Swoiste  rusztowanie , na którym opiera się ciało ptaka
zbudowane jest z tkanki chrzestnej i kostnej. Szkielet ptaka tak jak u
innych kręgowców jest osiowy ( wyróżniamy czaszkę, kręgosłup
połączony z żebrami, mostek, kooczyny). Jest lekki, zapewniają to kości
pneumatyczne, mocny- redukcja liczby elementów oraz silne
skostnienie oraz nadający ciału opływowy kształt ku lepszemu
pokonywaniu oporu powietrza.
Czaszka ptaków jest cienką puszką chroniącą mózg przed
uszkodzeniami mechanicznymi, kości szczęki górnej, międzyczasowej
oraz żuchwy dały początek rogowemu tworowi zwanego dziobem.
Brak zębów, pneumatyczne kości oraz zanik szwów czaszki zapewniają
jej lekkośd. Za pomocą kłykcia potylicznego połączona jest trwale z
kręgosłupem.
Kręgosłup zbudowany jest w zależności od gatunku z 39 do 63 kręgów. Kręgi budowy
siodełkowatej, dz
wigacz i obrotnik zapewniają dużą ruchomośd głowy, u dzioborożców(wyjątek)
zrośnięte są w jedną kośd. Kręgi odcinka piersiowego połączone są z żebrami, które połączone z
mostkiem tworzą klatkę piersiową.
W szkielecie wyróżniamy dużą, płaską kośd zwaną grzebieniem mostka. Jest ona
charakterystyczna dla ptaków, stanowi miejsce przyczepu mięśni poruszających skrzydłami.
Układ żeber umożliwia przesuwanie mostka i tym samym zmianę pojemności klatki
piersiowej. W trakcie lotu haczykowate wyrostki żeber usztywniają klatkę piersiową dając jej
stabilnośd.
Skrzydła to zredukowane kości odcinka dłoniowego, ich oparciem jest pas barkowy składający
się z kości kruczej, obojczyka oraz łopatki. Na kościach dłoni osadzone są lotki pierwszorzędowe.
Długośd i proporcje poszczególnych kości zależą od środowiska, zapotrzebowania oraz aktywności
danego gatunku.
Kośd lędz
wiowo- krzyżowa powstała ze zrośnięcia się ostatnich kręgów piersiowych,
lędz
wiowych, krzyżowych i pierwszych ogonowych( skrócenie ogona- pygostyl). Notarium i
synsacrum usztywniają tułów( przydatne w dwunożności oraz przy trzepoczącym ruchu skrzydeł).
Miednica ptaków jest duża, niezrośnięta spojeniem łonowym pozwalająca na składanie
stosunkowo dużych jaj. Składa się z kości biodrowej, łonowej i kulszowej połączonych panewką stawu
biodrowego.
U ptaków wyróżniamy także tylną kooczynę wolną, w której skład wchodzą: kośd udowa,
piszczelowa i strzałkowa oraz kości stopy. Większośd ptaków ma 4 palce składające się z 2 do 5
paliczków, ze względu na opieranie się wyłącznie na nich podczas chodzenia zaliczamy tą gromadę do
palcochodnych. Przystosowana jest do chodzenia lub pływania i w związku z tym ulega licznym
modyfikacjom ułatwiającym poruszanie się w danym środowisku.
Skóra oraz jej  szata
Skóra ptaków jest cienka, sucha, wielowarstwowa pokryta
wielowarstwowym, zawierającym zrogowaciałą warstwę
naskórkiem. W odróżnieniu od gadów skóra ptaków
posiada już warstwę tłuszczową oraz mięśnie skórne (oraz
podobnie jak gady komórki barwnikowe). Do wytworów
naskórka należą pióra, łuski rogowe, pazury, dzioby oraz
ostrogi. U ptaków nie wyróżniamy gruczołów za wyjątkiem
gruczołu kuprowego położonego pod nasadą ogona. Jego
funkcją jest wydzielanie tłustej wydzieliny, którą ptaki
natłuszczają swoje pióra w celu ochrony przed
zawilgoceniem.
W piórze ptaka możemy wyróżnid stosinę (na rys. 2), na której osadzone
są promienie (na rys. 3) oraz miękkie przypiórka (na rys. 4). Pióro
osadzone jest w skórze ptaka za pomocą dudki (na rys. 5).
W zależności od pełnionej funkcji oraz miejsca występowania pióra
charakteryzują się różną morfologią. I tak najbliżej położonymi skóry
piórami, pełniącymi funkcje termostatyczną są pióra puchowe. Promienie
piór są długie i miękkie. Przykryte są one przed zawilgoceniem piórami
pokrywowymi, zakrywającymi również lotki czy otwory uszne. Kolejną
grupą piór są lotki, które występują na tylnej krawędzi skrzydeł tworząc
ich powierzchnię. Są one duże, sztywne i wodoodporne. Na ogonie wyróżniamy sterówki mające
wiele funkcji: u pawia widocznego na zdjęciu powyżej pełnia funkcję godową mając za zasadę
zwabienie partnerki, stanowią przeciwwagę podczas skakania czy żerowania na ziemi, mogą pełnid
również funkcję hamującą przy lądowaniu czy jako ster lub statecznik podczas lotu, skąd wzięła się ich
nazwa.
Bardzo ciekawym zagadnieniem są występujące u czapli czy kakadu pióra pudrowe. Są one bardzo
delikatne i kruche. Ptaki kruszą je i rozprowadzają na powierzchni piór w celach pielęgnacyjnych.
Upierzenie jest bardzo ważnym elementem porozumiewania się ptaków. Barwa piór u wielu
gatunków jest elementem dymorfizmu płciowego, przy czym samiczki mają zazwyczaj stonowane,
maskujące ubarwienie, a samce charakteryzują się barwnym, wielokolorowym ubarwieniem, które za
zadanie ma zwabienie samiczki w okresie godowym. Ptaki bardzo dobrze rozróżniają barwy, które
świadczyd mogą m.in. o stanie zdrowia osobnika. Bardzo dobrym przykładem jest gil, który będąc
zdrowy będzie mied intensywnie czerwoną pierś, a w przypadku choroby jasnoróżową bądz
nawet
blado-żółtą z różowymi odcieniami. Podobnie barwa piór ma bardzo ważne znaczenie przy
rozróżnianiu niektórych gatunków ptaków. Warto w tym miejscu zauważyd, że ptaki zawdzięczają
swoją barwę pigmentowi- melaninie, bądz
lipochromom.
Pióra ptaków pełnią funkcję termoizolacyjną, czego nie zapewnia im skóra. Jednakże pióra nie
pokrywają równomiernie całego ciała ptaka. Z tego względu u ptaków wyróżniamy pterylia- pasy
skóry równomiernie pokryte piórami, oraz apterie- miejsca mniej lub w ogóle nieupierzone. Do
miejsc takich przez cały czas albo okresowo należy plama lęgowa- dobrze ukrwione miejsce na
brzuchu służące wylęganiu jaj.
Plama lęgowa u jaskółki brzegówki.
Przystosowania do lotu.
Cechy anatomiczne Cechy morfologiczne i fizjologiczne
" Kooczyny przednie przekształcone w skrzydła " asymetryczne pióra
" pneumatyczne kości wypełnione powietrzem " brak zębów i związana z tym obecnośd
gastrolitów w żołądku
" usztywniony kręgosłup
" rogowy dziób
" kręgi zrośnięte w synsakrum( zrośnięte kręgi
" mechanizm podwójnego oddychania
lędz
wiowe i krzyżowe a także kilka ogonowych i
piersiowych) oraz pygostyl(zrośniętych kilka
" szybkie tempo metabolizmu
kręgów ogonowych- służy za oparcie dla
" dobrze rozwinięty móżdżek
sterówek)
" doskonałe oko z tzw. grzebieniem
" grzebieo na mostku służący jako przyczep
naczyniowym dotleniającym oko
mięśni poruszających skrzydłami
" brak pęcherza moczowego i wydalanie tzw.
" obojczyki zrośnięte w tzw.  widełki - przyczep
kałomoczu
mięśni
" jajorodnośd
" lekka czaszka
" pióra puchowe zatrzymujące ciepło
" kośd krucza- możliwośd oparcie skrzydeł na
mostku
Fizjologia
Układ pokarmowy ptaków zbliżony jest do układu pokarmowego
człowieka. Jest jednak prostszy i posiada kilka elementów, które nie
występują w ludzkim układzie pokarmowym.
Jedynką na rysunku oznaczono przełyk- transportuje pożywienie z dzioba
do woli-2. Wole są rozszerzeniem przełyku w służące do gromadzenia,
przenoszenia i zmiękczania pokarmu dla piskląt. U gołębiowatych
produkowane jest również w wolu ptasie mleczko służące do karmienia
piskląt a jego skład przypomina mleko ssaków. Kolejnym elementem układu pokarmowego jest
żołądek gruczołowy- 3- u ptaków roślinożernych służy rozmiękczaniu pokarmu natomiast ptaki
mięsożerne trawią pokarm silnymi kwasami żołądkowymi. Jedzenie wpada następnie do żołądka
mięśniowego, w którym u roślinożernych znajdują się piasek i drobne kamienie, które rozcierają
pokarm na drobną papkę.
Ciekawostką jest struś, który w swoim żołądku może posiadad nawet
1 kilogram kamieni!
U mięsożernych oraz owadożernych ptaków to właśnie tu trafiają niestrawione resztki pokarmu jak
sierśd, pancerzyki owadów czy kości. Ptaki te pozbywają się ich za pomocą wypluwek, które dla
ornitologów stanowią ważny element badawczy.
Następnymi elementami są jelito cienkie i grube na rysunku zaznaczone numerami 5 i 6 oraz
koocowa cześd jelita grubego oznaczona numerem 7- kloaka. Składa się z dwóch części- części
grzbietowej, która pełni rolę odbytnicy oraz cześd brzuszna zwana zatoką moczowo- płciową. U
ptaków nie wyróżniamy pęcherza moczowego, a płynne metabolity wydalane są wraz z kałem w
postaci kałomoczu.
Układ krążenia ptaków. Serce ptaków jest
podzielone na częśd prawą (żylną) oraz lewą
(tętniczą). Zbudowane jest z dwóch komór oraz
dwóch przedsionków. U ptaków mamy już podział
na dwa obiegi krwi: duży i mały. Nie ma więc
mieszania się krwi utlenowanej z odtlenowaną.
Masa serca ptaków jest dośd duża. Żyła główna
dolna przenosi krew do nerek, które ją oczyszczają
i własnym układem wrotnym przenoszą ją z
powrotem do obiegu. Erytrocyty ptaków są niewielkie i w odróżnieniu od ssaków posiadają jądro
komórkowe. Układ krwionośny zapewnia utrzymanie stałej temperatury ciała wynoszącej średnio
39,5 oC.
Układ oddechowy to jeden z najbardziej unikatowych
i interesujących moim zdaniem mechanizmów w
przyrodzie. Płuca ptaka zbudowane są z wielu bardzo
cienkich oskrzelików, które wyglądem przypominają
kanaliki. Wyposażone są w 9 worków powietrznych,
które mają za zadanie magazynowanie świeżego
powietrza, dzięki czemu zarówno podczas wdechu jak
i wydechu płuca zaopatrzone są w świeże powietrze.
Jest to niezwykle ważne podczas lotu, gdy
zapotrzebowanie na tlen jest większe w aktywnie pracujących mięśniach. Dzięki temu nie dochodzi
do ich niedotlenienia i ptaki nie mają  zakwasów . J�
Budowa mózgu ptaka i narządy zmysłów.
Ewolucja ptaków  poszła w kierunku rozwoju mózgu.
Względna masa mózgu jest znacznie wyższa niż było to
obecne u gadów. Kresomózgowie uległo znacznemu
rozwinięciu i wielkością dominuje nad pozostałymi
częściami mózgu. Na rysunku drugim można zauważyd, że
mózg zatracił liniową strukturę, co sprzyja utrzymaniu
środka ciężkości. Móżdżek jest silnie rozwinięty,
pofałdowany zawierający ośrodki równowagi i koordynacji
ruchów. Ptaki posiadają esowato wygięty rdzeo przedłużony
oraz 12 par nerwów czaszkowych. Bardzo dobrze rozwiniętym
narządem zmysłu u ptaków jest wzrok. Ptaki mają stosunkowo duże
gałki oczne, które posiadają duża zdolnośd zmiany ogniskowej. Ich
zdolnośd widzenia wynosi nawet 3000 u roślinożerców i 2700 u
drapieżników (np. u sowy), co zrekompensowane jest możliwością
obrotu gałki ocznej do tyłu. Ptaki mają znakomity słuch tak jak u
gadów występuje jedna kostka słuchowa w uchu środkowym oraz
bardzo słabo rozwinięty węch.
Rozmnażanie się i wychowywanie potomstwa.
Rozmnażanie ptaków poprzedzone jest często bardzo złożonymi obyczajami
godowymi- zaloty, taoce, walki o samice, toki a następnie lęg i wysiadywanie
jaj. Najczęściej przez samice, chod u niektórych gatunków jak np. u pingwinów
jaja wysiadywane są przez samce. Ptaki w swoim rozwoju i rozmnażaniu
podobne są do gadów. Są jajorodne a ich jaja otoczone są wapienną skorupką. Budowa anatomiczna
ptaków uległa zredukowaniu- samice posiadają tylko lewy jajnik i lewy jajowód. Związane jest to z
gospodarką oszczędnościową na korzyśd latania.
Ze względu na rozwój piskląt zaraz po wykluciu dzielimy je na gniazdowniki i zagniazdowniki:
Zagniazdowniki Gniazdowniki
Pisklęta po wykluciu ślepe, niejednokrotnie
Pisklęta po wykluciu w pełni rozwinięte, nagie, przez dłuższy czas pozostają w gniez
dzie
zdolne do samodzielnego funkcjonowania. pod czułą opieką rodziców. Zaliczamy do nich
Zaliczamy do nich m.in.: kaczki, gęsi, łabędzie, m.in.: wróble, dzięcioły, gołębie, papugi,
łyski oraz strusie. jastrzębie, orły.
Do ciekawostek przyrodniczych można zaliczyd również zwyczaje ptaków w trakcie ich
zalotów i lęgów. Ptaki podczas toków chętnie obdarowują się prezentami:
- Kukułka amerykaoska- samica jest karmiona w trakcie kopulacji,
- Kukułka szponiasta- samica jest karmiona po kopulacji
- Kukułka Cuculus canorus- samiec daje budulec na gniazdo(chociaż jest jest pasożytem gniazdowym)
lub upolowanego owada,
- Jemiołuszka Bombycilla garrulus- daje jagody,
- a Rybitwa- rybę.
Od zawsze tematy związane z ptakami były jednym z zagadnieo, które bardzo mnie
interesowały. Ich majestatycznośd w locie oraz fizjonomia tak inna od pozostałych zwierząt
przykuwały moją uwagę podczas spacerów, czy wędrówek po lesie. Dlatego był to powód, dla
którego wybrałam taki, a nie inny temat mojej pracy.
Bibliografia:
1) Słownik szkolny  Biologia Marzena Popielarska, Robert Konieczny wyd. Zielona Sowa
2) Podręcznik dla Liceum Ogólnokształcącego zakres rozszerzony, Jacek Balerstet, Waldemar
Lewioski, wyd. Operon
3) Tablice biologiczne, Witold Mizerski, wyd. Adamantan
4) Biologia Kompedium Piotr Kąkol, wyd. Świat Książki
5) Biologia, Solomon, Berg, Martin, wyd. Multico
6) Wikipedia, wolna encyklopedia: http://pl.wikipedia.org/
7) Obrazki- z
ródło Google.pl