70. Головну інформацію про оточуючий світ птахи отримують завдяки гарному зору. Як ви вважаєте, за рахунок чого у птахів розвинута гострота зору і навіщо їм гострий зір?

Відповідь. Птахи, як відомо, досить швидко пересуваються в просторі, а висока швидкість, як правило, вимагає миттєвого розпізнавання далеких і близьких об’єктів. Наприклад, трясогузка, шукаючи на лузі комах, має миттєво реагувати і на здобич, і на хижака, який пролітає у вишині. Тому птахи володіють досконалою акомодацією зору, тобто пристосуванням до розпізнавання предметів на різній відстані. А досягається це тим, що під дією м’язів змінюють форму кришталик і очне яблуко, внаслідок чого змінюється відстань між кришталиком і сітківкою.

Щільність світлочутливих елементів на сітківці очей пернатих набагато вища, ніж в інших тварин. До того ж і розміри органів зору птахів надзвичайно великі: у деяких видів очні яблука перевищують за об’ємом мозок. Гострота зору соколів, грифів та інших хижих птахів приблизно у 8 разів вища, ніж у людини. Соколи можуть розгледіти здобич за 1 км, а гри |ш — навіть на відстані 3—4 км.

71. Тріпотіння горла у птахів — один із способів охолодження. Під час вібрації горла з тонкого еластичного дна ротової порожнини і верхньої частини глотки інтенсивно випаровується волога. Частота тріпотіння горла дуже висока і може досягти тисячі коливань за хвилину. Відомо, що здійснюючи таку роботу, м’язи повинні виділяти тепло. Дослідники тривалий час вагалися: їм здавалось, що кількість тепла, яка утворюється під час тріпотіння, повинна зводити нанівець охолоджуючий ефект випаровування вологи. Але з’ясувалося, що кількість тепла, яке виділяється з горла, значно менша, ніж передбачалось за теоретичними розрахунками. Спробуйте пояснити цей феномен.

Відповідь. Еластичне дно ротової порожнини птаха подібне до натягнутої струни: у нього є власна частота коливань. М’язи птаха створюють коливання, які здійснюються у власному ритмі вібрації горла. При цьому, як пояснюють фізики, виникає резонанс. Щоб підтримати коливання горла з власною частотою, не потрібно великих затрат енергії, а це означає, що м’язи птаха виділяють мало тепла. 72. Спостерігаючи за польотом птахів, конструктори літальних апаратів зазвичай прагнуть збільшити їх потужність і зменшити вагу. Доведіть, що процес еволюції у птахів справді відбувався саме цим шляхом (поступово для зменшення ваги зникали певні органи).

Відповідь. Головні зміни, що відбулися у будові тіла птахів, стосуються скелета. Скелет птахів став міцним і легким, бо більшість кісток пневматичні, а у деяких із них з’явилися поперечні перетинки, що надали корпусу міцності. Так, кістки вже могли витримувати витягнутих передніх кінцівок, що згодом перетворилися на крила. Голова птахів теж позбулася зайвої ваги: повністю зникли зуби і масивні щелепи.

Загальновідомо, що літальний апарат має бути компактним і міцним. Будова птаха повністю відповідає цим вимогам. Так, хребет, за виключенням шиї, у птахів малорухомий. Ребра — дуже тонкі й плоскі і мають особливі з’єднання, що дають змогу робити розмашисті рухи крилами. При цьому кожн: ребро прикріплюється до сусіднього гачкоподібним відростком, нада очи грудній клітці пружності. Грудина (передня кістка) у всіх літаючих птахів має виступ — кіль, що є опорою для великих грудних м’язів. Частина хребців зрослася, внаслідок чого утворився складний таз і куприк.

Найбільш потужні м’язи розміщені поблизу центру ваги тіла, що значно збільшує стійкість птахів під час польоту. Грудні м’язи, прикріплені до кіля, — основні двигуни крил. У гарних літунів їх вага становить 1/4 загальної ваги тіла. М’язи таза, які призводять до руху ноги, — другі за значенням і вагою.

73. Якщо більшість літаючих птахів порівнюють із літаком, то найменшого серед них птаха — колібрі — можна порівняти з гвинтокри-лом. Як відомо, основною їжею колібрі є нектар, який вона висмоктує із великих квітів. Під час добування нектару колібрі не сідає на квітку, а зависає перед нею у повітрі. Як називається такий політ? Завдяки чому птах може здійснювати крильми складні рухи?

Відповідь. Політ колібрі при добуванні нектару називають вібраційним. У цей час пташка так часто махає крилами, що око людини не спроможне розгледіти саме крило, а бачить лише розмиту «хмарку». Частота рухів крила колібрі може досягти 100 помахів на секунду, а частота серцевих скорочень — 1 000 уд./хв.

Зависаючи, колібрі рухає крильми вперед-униз і назад-угору, ніби виписуючи вісімку. Здійснює такі складні рухи птах завдяки особли-вій конструкції крила, яке можна порівняти з веслом, а не з пропелером гвинтокрила: воно майже не гнеться і вільно обертається у плечовому суглобі відносно тіла. Завдяки такій повітряній «греблі» колібрі може не тільки зависати у повітрі, а й підійматися вертикально вгору і навіть літати задки.

74. Фрегатів вважають найкращими літунами: годинами ширяючи над океаном, вони здійснюють у небі дивні віражі. Проте у будові їх тіла є суттєвий недолік. Які наслідки має цей недолік для птаха?

Відповідь. Незважаючи на величезні розміри (розмах крил може досягати 2 м), фрегати досить легкі. Вага найкрупнішого птаха не перевищує 1,8 кг, причому половина її припадає на мускулатуру, що забезпечує політ. А недоліком у будові птаха, який більшу частину життя проводить над морем, є крихітні (близько 2 см завдовжки) лапки без перетинок. Через це морський птах не може плавати. Більше того: сівши на воду, фрегати неспроможні потім злетіти. Також не можуть вони злетіти і з рівної поверхні суходолу, тому лише скелі, кущі й дерева є їх стартовими майданчиками.

75. Чому качки плаваючи, мало занурюються у воду?

Відповідь. Грудина й черевце водоплавних птахів, тобто частини

тіла, занурені у воду, покриті густим і теплим пухом, який зверху прикритий щільно зімкнутими покривними пір’їнами. Наявність товстого шару пір’їн і пуху, який не пропускає воду і в якому є багато повітря, — важливий фактор у житті водоплавних птахів. Завдяки цій «повітряній кулі», що оточує все тіло птаха, а також підшкірному жиру і повітряним мішкам, його тіло стає легким на воді. Середня щільність тіла качки виявляється значно меншою щільності води. А завдяки тому, що тіло качки дещо приплюснуте, воно легко ковзає водною поверхнею і не може перекинутися.

76. Пінгвін, який відійшов далеко від місця, де він насиджує яйце, може його позбутися: яйце «усиновлять» інші пінгвіни. Чому інстинкт «усиновлення» кинутого яйця розвинений саме в пінгвінів?

Відповідь. Пінгвіни живуть у холодному кліматі. Тому вони «розуміють», що пташеня в покинутому яйці може загинути від холоду.

77. Дослідження показали, що дятел довбає тверду поверхню зі швидкістю 20 ударів за секунду, прикладаючи при цьому силу, яка

у 1,2 тисячі разів перевищує силу тяжіння Землі. Для порівняння: це дорівнює силі удару об поверхню Землі реактивного літака, який на повній швидкості врізався в неї. Ніхто з людей не вижив би після такого страшного удару. А дятел при цьому залишається живим і не-ушкодженим. Чому в дятла ніколи не буває струсу мозку?

Відповідь. По-перше, тому, що його надтвердий дзьоб вдаряє об стовбур перпендикулярно поверхні, не згинається і не вібрує від удару. Це забезпечує скоординована робота шийних м’язів — при довбанні діють лише ті м’язи, що відповідають за рухи голови вперед-на-зад тільки в одній площині, без бічних зміщень (цей принцип використовується при конструюванні шоломів для космонавтів, які обладнані шийними скобами, що обмежують бокові переміщення голови). Крім того, черепну коробку птаха і її мозок відділяє лише тонкий шар внутрічерепної рідини, що не дає змоги вібраціям набрати достатньо сили для небезпечного впливу на мозок. Ця рідина досить глейка, тому зразу ж гасить усі хвилі, що виникають від удару і які здатні пошкодити важливий нервовий центр.

Також важливу роль у захисті мозку від струсу відіграє гіоїд — елемент під’язикової кістки. У дятлів він дуже розвинений і розміщується не лише у глотці (як у ссавців), а заходить і у носоглотку, огортаючи при цьому череп. Тобто всередині черепної коробки у цього птаха є додатковий пружний амортизатор.

Крім того, черепні кістки містять губчасту тканину, яка є додатковим амортизатором. Отже, вібрації, які не вдалося «погасити» черепній рідині і геоїду, «заспокоює» речовина губчастої тканини кістки. До того ж дятел має своєрідний «ремінь безпеки» для очей — під час удару третє віко (мигальна перетинка) опускається на око, щоб убезпечити очне яблуко від вібрації й не допустити відшарування сітківки.

Звичайно, для того, щоб у черепній коробці вмістилися всі ці системи безпеки, у цих птахів суттєво скоротилася поверхня мозку. Однак це не вплинуло на їхній розум. Дятел — досить розумний птах і володіє достатньо складною територіальною та гніздовою поведінкою.

78. Лапа собаки, копито коня, ласта тюленя, крило летючої миші виникли зі «звичайної» п’ятипалої кінцівки, яку ссавці отримали у спадок від предків — доісторичних рептилій. Які способи пересування ссавців на суходолі, у воді та повітрі ви знаєте? У чому особливість та доцільність кожного з них?

Відповідь. Найдавнішим способом пересування вважається ходьба або нешвидкий біг. При цьому тварина опирається на поверхню ступні й кисті. Пересування за допомогою ступні не відрізняється особливою швидкістю, але гарантує стійкість і маневреність. Такий спосіб руху зберігся у комахоїдних, гризунів і деяких хижих (наприклад, у ведмедів).

Але тваринам, які мешкають на відкритому просторі, щоб уціліти від ворогів, або, навпаки, наздогнати жертву, необхідно швидко бігати. Тому деякі ссавці перейшли до іншого способу пересування — з опорою на фаланги пальців. Ходіння на пальцях дає змогу розвивати більшу швидкість і рухатися стрибками. До сучасних ссавців, які пересуваються таким способом, належать багато представників ряду Хижі, наприклад, кішки і собаки. Під час бігу вони використовують як опору не всі пальці — перший (короткий, не бере участі у русі) в процесі еволюції дуже зменшився, а у деяких тварин зник повністю.

На відміну від бігунів, які пересуваються за допомогою пальців, копитні ссавці здатні бігати не лише швидко, а й довго. Копитні ж спираються на самі кінчики пальців, захищені роговими копитами в разі поранень об каміння чи твердий ґрунт. Біг хижих -— поєднання швидкості й маневреності, а біг їхніх потенційних жертв (травоїдних копитних) — поєднання швидкості і витривалості.

У процесі еволюції у деяких ссавців, які мешкали на деревах, розвинулася здатність до короткочасного польоту —• планерування. У цих тварин роль крила зазвичай виконує складка шкіри між передніми й задніми кінцівками. Звісно, при одних і тих же розмірах тіла площа «крила» залежить від довжини кінцівок. Тому в планеруючих ссавців кінцівки, як правило, видовжені.

Тварини ряду Рукокрилі є єдиною групою ссавців, які пристосувалися до активного польоту. їхні передні кінцівки перетворилися на справжні крила. Крило утворене тонкою шкіряною перетинкою, яка розтягнута між плечем, подовженими передпліччям і пальцями (крім вільного першого) передньої кінцівки; боками тулуба й передплесном задніх кінцівок. Також у рукокрилих утворюється кіль грудини та добре розвинені грудні м’язи, які забезпечують рухи крил.

Більшість ссавців володіють природженою здатністю триматися на воді, а багато з них стали «професійними плавцями». Незалежно від походження, у них виникли загальні пристосування до плавання за допомогою передніх і задніх (або лише задніх) кінцівок. На лапах з’явилися плавальні перетинки, кінцівки вкоротилися, тіло набуло обтічної форми, а хвіст став плоским.

Представники різних рядів ссавців — деякі види гризунів (бобри, ондатри й нутрії) — дуже добре плавають, але зберігають тісний зв’язок із суходолом, де добувають корм або виводять нащадків. Справжніми водними тваринами стали ластоногі, китоподібні й сирени. Так, кінцівки у тюленів і моржів відносно короткі й заховані під шкірою. На передніх кінцівках назовні виступають майже половина передпліччя і кисть, а на задніх — третина гомілки і ступня або тільки ступня. Кисті й ступня дуже подовжені, а фаланги пальців охоплює товста шкіряста перетинка. За рахунок цього кисті й ступня набули форму весла. Такі кінцівки називають ластами, використовуються вони для греблі (в основному задні) і як кермо глибини.

На відміну від них, китоподібні постійно живуть у воді. Пристосування до водного способу житгя в них розвинені найкраще. Так, тіло китоподібних набуло досконалої для плавання торпедоподібної форми. Передні кінцівки перетворилися на ласти, які слугують кермом глибини і дають їм змогу повертатися та гальмувати. У всіх китоподібних гнучкий мускулистий хвіст, що закінчується горизонтальним хвостовим плавцем.