Птахи - єдина група хребетних, якщо не брати до уваги кажанів, які здатні літати, а не просто парити на потоках повітря. Ця здатність отримана ними в результаті еволюційних змін скелета.
Птахи - дивовижні створіння. Більшості з них природа дарувала здатність користуватися всіма трьома стихіями - і повітрям, і землею, і водою. Здатність ця обумовлена особливостями будови скелета і мускулатури птахів, наявністю пір 'яного покриття.
Чим скелет птахів відрізняється від скелетів інших живих істот, у чому його особливості?
Особливості будови скелета птахів
Саме птахи були першими теплокровними тваринами на Землі. Стався цей вид від плазунів, на сьогоднішній день в ньому налічується 40 загонів, які, в свою чергу, складаються більш ніж з 200 сімейств.
Особливість у будові скелета птахів полягає в тому, що в ньому яскраво виражена пристосованість до польотів. Він складається з тонких, плоских і губчастих кісток. Порожнини в них заповнені або повітрям, або кістковим мозком, залежно від того, які функції вони виконують.
В ході археологічних розкопок вчені знаходять скелети представників цього класу тварин, які чудово збереглися, і пояснюють їх міцність і стійкість до зовнішніх руйнівників саме їх будовою.
Скелет будь-якого птаха розділений на кілька так званих поясів, кожен з яких виконує певні функції і несе певне навантаження. Завдяки тому, що навантаження розподіляється правильно, птахи і здатні літати, а не просто парити на потоках повітря. Багато з них можуть літати проти вітру, причому досить сильного.
Крім цього, скелет відповідає і за безпеку особини - шийний його відділ надзвичайно рухливий, голова більшості птахів може моментально повертатися відразу на 180. Це допомагає не тільки відстежувати простір навколо і вчасно помічати небезпеку, а й продуктивно полювати.
Еволюційні зміни скелета птахів
Свій початок птахи беруть у гілці архозаврів, яка на сьогоднішній день вже не існує, тобто вони залишилися її єдиними представниками. Архозаври були проміжною ланкою між рептиліями і птахами. Для їх скелета були характерні вкорочені передні кінцівки і подовжені задні, як і у сучасних представників класу птахів. Основна і єдина відмінність - у архозавра ще був довгий хвіст. Передні кінцівки, аналоги крил птахів, архозавр, на думку вчених, використовував для того, щоб при русі чіплятися за гілки дерев. Літати ця тварина не могла.
Не всі етапи еволюції птахів вченим вдалося відстежити. Є гіпотези, що в цій же гілці беруть початок і інші класи тварин. Це підтверджено фактами - у деяких з видів будова скелета схожа на будову скелета птахів, є аналогічні "вузли" в м 'язових тканинах, нерозвинені пристосування для польоту і парування. Яскравий тому приклад - хамелеон та інші підвиди ящірок.
Еволюція птахів відображена навіть у фольклорі деяких народностей. Перехідний етап представляють дракони, слов 'янський змій-горинич та інші персонажі. Цікаво те, що і багато наукових гіпотезів еволюції птахів і їх скелета підтверджують казкові варіанти розвитку подій.
Будова скелета птахів
Скелет птахів відрізняється від скелетів інших живих істот і зовнішніми, і внутрішніми ознаками. Зовнішні відмінності - форма тіла і скелета, розташування очниць на черепі, відсутність вушного входу (мушлі), підвищена чіпкість пальців на нижніх кінцівках, крила.
Скелет птаха складається з декількох поясів:
- череп і шийний пояс,
- пояс передніх кінцівок,
- тазовий пояс.
Череп сучасних птахів аналогічний черепу їхніх стародавніх сородичів рептилій. Він складається з потиличної частини, надкляття, підклювання та під 'язичного апарату. Потиличну частину утворюють чотири кістки - основна, дві бічних і верхня. Зчленування черепа з хребтом забезпечує потиличний мыщелок, який розташований під потиличним отвором. Дах і бока мозкової коробки закриті парними кістками - лобними, лусуйчастими, теменними і клиновидними бічними. Дно черепа утворює покровна клиновидна кістка.
Складною частиною черепа у птахів вважається дзьоб. Його утворюють безліч дрібних кісток - гребінь і носові кістки, парні виличні і квадратно-вилична, нижня дуга, передньо-вушні кістки, сочленова і зубна частини, під 'язичне подовжене тіло.
Пояс передніх кінцівок скелета птиці - це складна конструкція, утворена лопаткою, ключицею, коракоїдом. Особливість цього відділу скелета птахів, що дозволяє літати, полягає в тому, що плечова кістка дуже велика і потужна. Цей фактор забезпечує стійкість крила при навантаженнях, характерних для польоту.
Тазовий пояс скелета птиці утворюють сідничні, підвздошні і лобкові кістки. Задні кінцівки, слаборозвинені в плані розміру, але міцні, складаються з трубчастих кісток. У структурі лап птахів є так звана цевка, яка є доданим важелем, що значно збільшує крок. У більшості видів птахів кількість пальців на лапах становить 4, але у деяких підвидів орнітологи відзначають редукцію - коли під впливом зовнішніх факторів змінюється їх кількість. Яскраві приклади страуси - у деяких видів на лапах 3 пальці, у деяких всього 2.
Ще одна унікальна особливість будови скелета птахів - практично зрослися хребці в його підставі. Найбільш рухливий відділ хребта птаха - шийний. Череп здатний повертатися моментально на 180. Малорухливі грудні хребці з 'єднуються з хрестцевим відділом, який абсолютно нерухомий і відповідає за здатність птаха ходити. За ним слідує пігостиль - хвостовий відділ хребта, що перетворився в ході еволюційних змін в єдину копчикову кістку.
Мускулатура і скелет птахів - єдине ціле
Птах - дивовижне створення природи, в ході еволюції якої відбулися зміни не тільки в будові скелета, але і в будові мускулатури і принципах її з 'єднання з кістковою основою.
Найбільш розвинена група м 'язів у птахів - грудний відділ. М 'язові тканини щільно кріпляться до кісткової основи особин завдяки так званому кілю, кістковому наросту в області грудини. Грудні м 'язи у деяких видів становлять 1/5 частину від загальної маси тіла. Саме вони відповідають за здатність опускати і піднімати крила, тобто за здатність літати.
На другому місці за рівнем розвитку та ступенем кріплення на скелеті - м 'язи задніх кінцівок птиці. Для цієї області м 'язової системи характерна наявність міцних, але рухомих сухожиль, за допомогою яких особини закріплюються на гілках, дротах і можуть утримуватися на них тривалий час. Вистачна функція - одна з найважливіших функцій м 'язової системи нижніх кінцівок птахів. У деяких видів цього класу тварин м 'язи лап (ніг) розвинені краще, ніж м' язи передніх кінцівок, що відповідають за політ. Сильна сторона таких видів - ноги, і вони, як правило, не літають. Найвідоміший представник групи - страус.
Пір "я птахів та їх значення
За здатність літати відповідає не тільки скелет з особливою будовою і м 'язи птиці, а й пір' яна система. Вона утворена пуховими та контурними пір 'ями. Пухові відповідають за теплообмін, а контурні - за пересування і захист.
Літають птахи за допомогою махових контурних пір 'їв. Велика частина їх розташована на крилах, є вони і на хвості особин. Хвостові контурні пір 'я виконують роль своєрідного керма, що направляє при паруванні.
Будова махових контурних пір 'їв птиці не менш складна, ніж будова їх скелета. Їх утворюють рогові борідки першого і другого ряду. Кріплення між ними здійснюється гачочками, розглянути які можна тільки під мікроскопом. Дивно те, наскільки такі кріплення міцні.
Птахи - одні з найдивовижніших створінь. При серйозних еволюційних змінах вони зберегли більшість ознак своїх предків-сородичів.