ЛЕКЦИЯ 1
Приветствие.
1. Тематический план: Курс углубленного изучения особенностей морфологии птицы включает две лекции и пять практических занятий. На лекциях мы будем разбирать общие вопросы, касающиеся строения птицы, на практических занятиях мы более детально изучим особенности морфологии органов и систем.
2. Требования: Для успешного освоения курса морфологии птицы необходимо посещение лекций и практических занятий. Лекции вы будете частично записывать, на практических занятиях будет производиться опрос и объяснение новой темы.
3. Литература: Основным источником литературы для вас будет служить учебник «Морфология животных» Вракина, книга «Анатомия птицы» того же автора, а также лекции.
(Слайд 1) Тема 1 лекции:
Особенности морфологии сельскохозяйственной птицы
План лекции:
Общая характеристика и виды сельскохозяйственной птицы
Общие черты приспособления птицы к полету
Особенности строения аппарата движения птицы
Особенности системы органов кожного покрова
(Слайд 2) 1. Общая характеристика и виды сельскохозяйственной птицы
Промышленное производство предъявляет жесткие и своеобразные требования к птице. Чтобы ее интенсивное использование не принесло вред организму, необходимы знания по анатомии птицы.
Происхождение птицы. Птицы - класс позвоночных животных, тело которых покрыто перьями, а передние конечности превращены в крылья. Их объединяют в один надкласс с рептилиями (Sauropsida – ящерообразные), так как они имеют много общего в строении тела (отсутствие желез на теле, развитие роговых образований и т.д.).
Современные птицы делятся на два подкласса: плоскогрудых и килегрудых. Почти все домашние птицы относятся к килегрудым, т.к. на вентральной поверхности грудной кости имеют мощный гребень – киль, к которому прикрепляются грудные мышцы. Сельскохозяйственные птицы относятся к двум отрядам: курообразных (Qalliformes) и гусеобразных (Anseriformes). К курообразным относятся куры, индейки, цесарки, перепелки. Из гусеобразных в сельском хозяйстве используются гуси и утки.
В настоящее время существуют высокопродуктивные породы, линии и кроссы гусей и уток. В основном они используется в фермерских хозяйствах и частных подворьях. При выращивании максимально используются дешевые корма (пищевые отходы, зеленую траву, различные корнеплоды), при выгулах на пастбищах и водоемах птица удовлетворяет свою потребность в питательных веществах на 50%.
(Слайд 3) Одной из самой крупной сельскохозяйственной птицы, выращиваемой в Беларуси являются индейки. Масса самцов достигает 20 кг, самок 10-12 кг. Их мясо отличается высоким содержанием белка (до 23%) и низким содержанием жира, что делает его ценным диетическим продуктом.
(Слайд 4) Перепелов разводят с основном в фермерских хозяйствах с целью производства яиц, которые отличаются высокими питательными свойствами. Используют и мясо этой птицы. Существуют яичные, мясные и яично-мясные породы.
(Слайд 5) Цесарки – близкие родственники домашних кур, индеек и перепелов. Разводят их для получения вкусного диетического мяса, отличных по качеству яиц, а также для борьбы с вредителями – червяками, слизнями и насекомыми. Однако в связи с особенностями характера (способность к полету, стадность, шумливость, нежелание нестись в искусственных гнездах) их производство довольно сложное.
(Слайд 6) Все больше в нашей стране появляется страусиных ферм. В основном разводят африканского черного страуса и страуса Эму. Страусы крупные птицы, могут достигать до 200 кг. Они относятся к подклассу безкилевых. Это нелетающие птицы. Их мясо отличается низкой калорийностью, небольшим содержанием холестерина, а также полезным для организма человека набором жирных кислот. Исследования американских ученых показали, что страусиное мясо содержит в полтора раза меньше холестерина и в девять раз меньше жира, чем, например, говядина, и не уступает ей по вкусу
(Слайд 7) Страусиная кожа имеет высокие потребительские свойства и используется производителями и дизайнерами из-за своей неповторимой фактуры, износоустойчивости, гибкости и устойчивости к намоканию.
(Слайд 8) Страусиные яйца могут весить от 1 кг до 1,5 кг. Они отличаются низким содержание холестерина и ненасыщенных жирных кислот.
Страусиные перья используются для украшений и в быту.
Кроме сельскохозяйственной птицы разводят голубей, охотничьих фазанов, декоративных птиц.
(Слайд 9) Вопрос 2. Черты приспособленности к полету. Особый способ передвижения птицы – полет – наложил отпечаток на всю их организацию. Это проявилось в приспособительных (адаптивных) изменениях, создающих условия для поднятия и удержания тела в воздухе: облегчения массы тела, создание обтекаемого контура тела и высокоманевренного летательного аппарата. Черты приспособленности обнаруживаются в строении всех систем органов.
Кости легкие, прочные, часто пневматизированные; голова облегчена благодаря отсутствию зубов.
Шейный отдел позвоночника удлинен и чрезвычайно подвижен, выполняет роль переднего руля, хватательной конечности и обеспечивает круговой обзор крупным, но малоподвижным глазам.
Грудопоясничный отдел укорочен и малоподвижен.
Хвостовой отдел укорочен и видоизменен, служит основой для рулевых перьев.
Грудная конечность преобразовалась в крыло, что привело к значительным изменениям в скелете, особенно в дистальных звеньях.
Мускулатура расположена на теле неравномерно и обеспечивает две основные функции – полет и хождение.
Наиболее массивные внутренние органы лежат вблизи центра тяжести тела (печень, мышечный желудок).
Облегчение всех систем органов происходит за счет редукции и видоизменения отдельных их частей. Например, в органах пищеварения это происходит за счет редукции зубов и ободочной кишки, укорачивания кишечника и усиления процессов всасывания (наличие ворсинок в толстом кишечнике).
Наличие воздухоносных мешков облегчает массу тела, обеспечивает пневматизацию костей и тела, что создает условия для дополнительной аэрации, а это, в свою очередь, является основой для интенсивного обмена и жизнедеятельности птицы.
За счет откладывания яиц и внешнего развития зародыша тело самки не утяжеляется плодом.
Перьевой покров создает обтекаемый контур тела, крыло превратилось в специализированный летательный аппарат.
(Слайд 10) 3. Особенности строения аппарата движения птицы
Аппарат движения представлен костями, формирующими скелет, связками и мышцами, а также сухожилиями.
(Слайд 11) Скелет птицы состоит из осевой и периферической частей. Осевой скелет состоит из черепа, шейного, грудного, пояснично-крестцового и хвостового отделов.
(Слайд 12) Череп – птицы облегчен за счет пневматизации костей и редукции зубов. Прочность костей сохраняется за счет большой минерализации компакты, пористости компакты и раннего сращения. Швы между костями зарастают в первые дни после вылупления
(Слайд 13) Мозговой отдел черепа . Крыша мозговой полости развита, но изнутри она гладкая из-за отсутствия извилин на плаще головного мозга.
Затылочная кость имеет один мыщелок для сочленения с атлантом.
(Слайд 14) Лицевой отдел черепа устроен сложнее мозгового. Парные резцовые, верхнечелюстные и носовые кости, срастаясь, образуют надклювье. Носовые кости присоединяются к лобной и слезной при помощи тонкой пружинистой костной пластинки, а у гусиных – суставом.
Квадратная кость неправильной четырехугольной формы.
Нижнечелюстная кость формирует подклювье. Особенности соединения нижнечелюстной кости с квадратной позволяют при раскрывании клюва не только опускать подклювье, но и поднимать надклювье
(Слайд 15) Скелет шейного отдела. Количество шейных позвонков у птиц непостоянно. У кур, индеек, цесарок их 14, у уток – 14-15, у гусей и страусов 17-18, у голубей 12-13. Удлинение и подвижность шеи помогает птицам: 1) при чистке перьев, добывании корма, защите; 2) перемещать центр тяжести в полете; 3) играть роль буфера при резком толчке во время приземления и др.
Шейный позвонок – vertebra cervicalis, за исключением первых двух, устроен однотипно. Тела позвонков удлиненные, за исключением первых и последних трех-четырех, что позволяет сильнее сгибать краниальный и каудальный отделы шеи. Головки и ямки седловидной формы, что обеспечивает не только сгибание и разгибание, но и отведение, и ограниченные вращательные движения шеи. В межпозвоночные отверстия открываются выросты воздухоносных мешков.
Первый шейный позвонок – атлант – atlas – самый маленький, имеет вид кольца, состоящего из вентральной и дорсальной дуги. На краниальном крае имеется только одна суставная ямка для сочленения с мыщелком атланта.
Второй шейный позвонок – эпистрофей – axis – имеет тело, зубовидный отросток, гребень оси и вентральный гребень.
(Слайд 16) Скелет грудного отдела – состоит из грудных позвонков, ребер и грудины, вместе образующих грудную клетку. У куриных грудная клетка короткая, но высокая и широкая. У гусиных – сжата в дорсовентральном направлении, длинная и широкая.
(Слайд 17) Грудной позвонок – vertebra thoracalis – у куриных и голубя 7 позвонков, из которых 2-5 срастаются между собой, образуя позвонковую кость. Шестой грудной позвонок свободный, седьмой срастается с позвонком поясничного отдела. Срастание грудных позвонков резко снижает подвижность этого отдела и превращает его в опору для летательных мышц. У гусей и уток только три последних позвонка срастаются между собой и с первым поясничным.
(Слайд 18) Ребра – costae – имеют вид плоской костной палочки. Состоят из вертебральной и стернальной частей, которые соединяются между собой под углом. В месте их соединения каудально отходит крючковидный отросток, который накладывается на латеральную поверхность позади лежащего ребра. Первые и последние ребра – астернальные, остальные – стернальные. Количество ребер соответствует числу грудных позвонков.
Грудная кость – sternum – плоская кость с выпуклой вентральной и вогнутой дорсальной поверхностями.. На дорсальной поверхности расположены 2-3 пневматических отверстия. На вентральной поверхности грудины расположен сильно развитый гребень – киль (carina sterni).
У утки грудная кость широкая с телом четырехугольной формы, одно большое пневматическое отверстие. У гусей часто образуется грудинное окошко, по краниальному краю имеется несколько маленьких пневматических отверстий и одно большое. Киль менее глубокий, чем у куриных.
(Слайд 19) Поясничнокрестцовый отдел. Два-три поясничных позвонка и два-пять крестцовых срастаются между собой, с последним грудным и 6-8 хвостовыми позвонками, образуя при этом поясничнокрестцовую кость – os synsacrum. К латеральному краю и дорсальному гребню кости прирастают подвздошные кости, в результате чего она становится мощной опорой для тазовых конечностей.
Хвостовой отдел образован пятью средними свободными хвостовыми позвонками и пигостилем – pigostil. Передние хвостовые позвонки вошли в состав поясничнокрестцовой кости. Пигостиль образован 4-6 сросшимися последними позвонками и имеет вид лемехообразной косточки, загнутой дорсально. Его развитие зависит от развития рулевых перьев.
(Слайд 20) Скелет грудной конечности – состоит из плечевого пояса и свободной конечности.
Скелет плечевого пояса состоит из лопатки, ключицы и коракоидной кости.
Лопатка – плоская, длинная, узкая, саблевидно изогнутая кость. Лежит параллельно позвоночному столбу. Лопатка соединяется своим краниальным концом и с ключицей и коракоидной костью.
Ключица – clavicula – парная кость в виде изогнутой палочки. Дистальные концы обоих ключиц срастаются, образуя вилочку – furcula. Вилочка является пружинистым устройством, предохраняющим плечевые суставы от слишком близкого прилегания к телу во время полета. У страусов ключица отсутствует.
Коракоидная кость – длинная, трубчатая, самая мощная кость плечевого пояса. Проксимально соединяется с ключицей, лопаткой и плечевой костью, дистально – с передним концом грудной кости. На дистальной части кости имеется пневматическое отверстие.
Свободная грудная конечность состоит из плеча, предплечья и кисти.
Плечевая кость – типичная трубчатая. Соединяется проксимально с лопаткой и коракоидной костью. Под медиальным бугорком располагается пневматическое отверстие.
Кости предплечья образованы локтевой и лучевой костями. Более развита локтевая кость, которая является главной опорой маховых перьев. Между локтевой и лучевой костями находится широкое межкостное пространство.
Кости запястья – сильно редуцированы, т.к. не несут амортизационной функции. В проксимальном ряду лучевая кость запястья срастается с промежуточной, а локтевая - с добавочной. Дистальный ряд костей запястья срастается с пястными костями.
Кости пясти частично редуцируются и, срастаясь с дистальным рядом костей запястья, образуют пястнозапястную кость, или пряжку. Наиболее развита третья пястная кость.
Кости пальцев представлены тремя: , , пальцами. Третий палец более развит и состоит из трех фаланг. Четвертый палец представлен одной конусовидной фалангой. Второй палец, в виде одной фаланги, является костной основой для крылышка.
Особенность грудной конечности птиц является наличие двух фиброзно-эластических перепонок, растянутых между костями крыла.
Передняя летательная перепонка – propatagium – растянута между проксимальным эпифизом плечевой кости и дистальным концом предплечья. Является дополнительной поверхностью опоры при полете. Мощный эластичный хрящ, проходящий по переднему краю перепонки, способствует тому, что предплечье при сложенном крыле располагается параллельно телу.
Задняя летательная перепонка растянута между грудной стенкой и медиальным краем плечевой кости. Она также увеличивает поверхность опоры при полете и способствует удержанию плечевой кости вдоль тела при сложенном крыле.
Скелет тазовой конечности – состоит из скелета тазового пояса и свободной конечности.
(Слайд 21) Скелет тазового пояса – образован подвздошной, седалищной и лонной костями, которые при срастании образуют суставную ямку с круглым отверстием, расположенным в ее глубине.
За счет того, что каудальные концы седалищной и лонной костей не срастаются между собой, тазовая полость вентрально не имеет костного остова. Такое строение костей тазового пояса обеспечивает лучшую амортизацию при посадке птицы и облегчает яйцекладку у самок. У страусов тазовые кости срастаются, формируя закрытый таз
(Слайд 22) Скелет свободной тазовой конечности – состоит из бедра, голени и стопы.
Бедренная кость – мощная трубчатая пневматизированная. На проксимальном эпифизе имеет один большой вертел. На дистальном эпифизе – суставной блок из двух мыщелков и блок для коленной чашки. Коленная чашка имеет вид трехгранной призмы.
Кости голени включают большеберцовую и малоберцовую кости. Большеберцовая кость – самая длинная. К ее дистальному эпифизу прирастают кости проксимального ряда заплюсны, образуя большеберцовозаплюсневую кость. Малоберцовая кость грифелевидная.
Скелет стопы состоит из костей плюсны и пальцев. Самостоятельных костей заплюсны у птиц нет. Проксимальный ряд срастается с большеберцовой костью. Кости центрального и дистального рядов срастаются с плюсневыми костями, в результате образуется цевка – беговая, или заплюсноплюсневая кость.
Кости пальцев. У домашних птиц четыре пальца. Первый обращен каудально и имеет две фаланги. Второй палец имеет три фаланги, третий – четыре, четвертый – пять. Второй, третий и четвертый пальцы обращены вперед. Некоторые породы кур имеют пять пальцев, из которых первые два направлены каудально. Дистальные фаланги пальцев имеют конусовидную форму с загнутыми концами.
В определенные периоды жизни птицы (перед яйцекладкой и линькой) в костномозговой полости образуется сильно минерализованная медулярная кость (substantia spongiosa nova) как дополнительно запасаемый источник кальция, расходуемый в процессе яйцекладки и образования пера. Медулярная кость может заполнять почти весь костномозговой канал. В период яйцекладки она постепенно разрушается.
(Слайд 23) У страуса в связи с его образом жизни скелет имеет ряд характерных особенностей:
Относительно маленький череп, особенно мозговой отдел. Мозг зрелого страуса по размерам равен куриному яйцу и весит от 30 до 40 г. Судя по размерам мозга, страус практически не способен удерживать информацию. Эти птицы очень чувствительны к ударам по голове, которые могут стать причиной смерти. Когда страус просовывает свою голову в небольшое отверстие, например, в воротах, изгороди или кормушках, он затем немедленно забывает, как это сделал. Пытаясь поднять шею и голову одновременно, он чувствует, что что-то удерживает их, и начинает дергаться, травмируя себя. От таких движений череп может отделиться от первого шейного позвонка, в результате чего птица погибает. Эту особенность следует учитывать при строительстве изгородей, установке кормушек и другого оборудования.
17-18 крупных, но легких шейных позвонков
Грудина широкая с выпуклым дном, не имеет киля
Пояснично-крестцовый отдел сверху прикрыт подвздошными костями, образующими крышу, выступающую вверх в виде высокого гребня
Пояс грудной конечности и сама конечность сильно редуцированы, в связи с тем, что страусы не летают
Пояс тазовой конечности состоит из двух частей. Лонные кости образуют отдельно располагающееся дно своеобразной формы, приспособленное для снесения крупных яиц.
Кости свободной конечности длинные, хорошо развиты. Гости голени и плюсны составляют основу их длины. Кисть имеет два пальца, заканчивающиеся мощными когтевыми отростками.
Недавно этнографы обнаружили в Центральной Африке, в глухом лесном районе между Зимбабве и Ботсваной, деревню, большинство жителей которой: люди-"страусы", или, как их еще прозвали, сапади. Это странное племя отличает от прочих жителей земли удивительное свойство: на ногах у них только два пальца и оба - большие! Это заболевание или необычное строение ступни именуется "синдромом клешни" и вызвано, как считают медики, кровосмешением и еще каким-то неизвестным вирусом. Кстати, аналогичное явление отмечено во Французских Альпах. Наверное, оттого, что некоторые селения там расположены так же далеко от крупных городов, как и заброшенная ботсванская деревня, и браки между близкими родственниками там - не редкость. Люди-"страусы" появились не сегодня. Еще древнегреческие историки Страбон и Мегасфен писали об апистодактилах, загадочных жителях Центральной Африки, у которых ступни вывернуты назад. Согласно легендам, люди-"страусы" являются потомками выходцев из Мозамбика, а "страусиный" ген, по мнению ученых, занесла в те места одна-единственная пришлая женщина, потомки которой вынужденно вступали в близкородственные браки по причине крайней малолюдности своего региона. Сапади - прекрасные бегуны и необыкновенно ловко лазают по деревьям, передвигаясь с одного на другое, подобно обезьянам
Скелетные мышцы у птиц развиты неравномерно. У нелетающих и плохо летающих птиц мышцы бледно-розовые, в сухожилиях у них часто можно встретить окостеневшие участки. У летающих птиц мышцы темно-красные.
Подкожные мышцы у птиц сильно развиты. Они обеспечивают движение кожи, собирая ее в продольные складки, чем вызывают взъерошивание, поднятие и поворот контурных перьев.
У птиц отсутствует мимическая мускулатура. Из мышц головы хорошо развита и дифференцирована челюстная мускулатура.
Мышцы шеи у птиц более дифференцированы, чем у млекопитающих, так как шея с головой образует как бы пятую конечность, с помощью которой птицы совершают многообразные манипуляции при ловле добычи, поедании корма, строительстве гнезда и т.д. Движение шеи обеспечивают длинные и короткие мышцы, располагающиеся несколькими пластами.
Мышцы спины развиты слабо, так как большая часть грудных и поясничных позвонков срастается между собой и движения в этих отделах ограничены.
Мышцы хвоста приводят в движение не только сам хвост, но и рулевые перья, раскрывая их веером и поворачивая, что способствует развороту птицы при полете. У птиц выделяют и специальные рулевые мышцы, которые заканчиваются на перьевых фолликулах, что позволяет каждому перу поворачиваться самостоятельно. Это дает возможность быстро и четко изменять положения хвоста или его отдельных частей, маневрируя в полете.
Мышцы грудной клетки обеспечивают дыхательные движения и делятся на экспираторы и инспираторы. Когда птица стоит, ее позвоночник фиксирован, в результате чего при вдохе грудная кость движется вниз, а коракоидная и ключица вперед. Это приводит к увеличению объема грудной клетки в глубину и длину. Когда птица сидит, грудная кость фиксируется опорой, а при полете, она вместе с плечевым поясом фиксируется летательными мышцами. В этих случаях увеличение объема грудной клетки достигается за счет движения позвоночника вверх.
Диафрагма у птиц представлена двумя фиброзно-мышечными пластинками – легочной и брюшной.
Мышцы живота у птиц те же, что и у млекопитающих, только тоньше.
Мышцы грудной пояса хорошо развиты и составляют более 47% от всей мускулатуры. Мышцы свободной конечности развиты слабее. Характерным для них является согласованное действие на локтевой и запястный суставы. Эти суставы сгибаются или разгибаются синхронно.
Мышцы тазового пояса практически не развиты.
Мышцы свободной тазовой конечности многочисленны и в большинстве своем соответствуют таковым у млекопитающих. Компактность тела птицы, вытекающая из требований аэродинамики, проявляется в том, что мощные мышцы располагаются либо на туловище, либо в области бедра. На дистальную часть конечности спускаются в основном сухожилия, которые часто окостеневают, что еще больше увеличивает их силу на разрыв.
У куриных, как и у всех лесных птиц, хорошо развит механизм для сидения на ветке без затраты мышечной энергии. Начинается он сухожилием стройной мышцы, которое перекидывается через коленную чашку и срастается с сухожилиями глубокого и короткого сгибателей пальцев. При сгибании коленного сустава натягивается сухожильная система и в результате чего происходит непроизвольное сгибание пальцев. Кроме того, на сухожилиях сгибателей пальцев есть шаровидные утолщения, которые при сокращении этих мышц попадают в углубления сухожильных влагалищ (уздечек) и защелкиваются там. Это удерживает пальцы в согнутом положении без затрат мышечной энергии до тех пор, пока активная работа разгибателей не выпрямит их.
У гусиных мощнее развита мускулатура в области голени, в том числе абдукторы, аддукторы, ротаторы, что определяет большую свободу движений во всех суставах тазовой конечности. Значительно сильнее развита короткая малоберцовая мышца – основной вращатель цевки. Обусловлено это необходимостью частых поворотов при плавании, для чего нужно изменить направление движения лапы в толчке поворотом цевки.
У страусов хорошо развиты мышцы конечностей, которые и используются в пищу
.
(Слайд 24) Вопрос 4. Система органов кожного покрова.
Кожа покрывает все тело птицы и является биологическим барьером между организмом и внешней средой. С другой стороны она осуществляет связь с внешней средой, благодаря чувствительным нервным окончаниям, расположенным в коже. Кроме того, кожа депонирует до 30% крови и участвует в терморегуляции. При этом через кожу теряется 70-80% тепла, образуемого организмом птицы.
Кожа птиц тонкая, сухая (отсутствие сальных и потовых желез), имеет хорошо развитую подкожную клетчатку и образует складки.
Кожа состоит из эпидермиса дермы и подкожного слоя. Наиболее тонкая кожа на оперенных участках (птерилиях). На спине у сухопутных птиц она толще, чем на животе, а у водоплавающих – наоборот. Толстая кожа располагается на подошве и в области межпальцевой перепонки.
С возрастом у птицы слои эпидермиса утолщаются, коллагеновые волокна грубеют, увеличивается содержание жировой ткани в подкожной клетчатке. Подобные и другие изменения могут происходить под влиянием кормления, сезона года и физиологического состояния организма.