Птахи — це хребетні тварини, пристосовані до польоту, їхні передні кінцівки перетворені на крила, тіло вкрите пір’ям, мають обтічну форму тіла. Нині живучих видів більше 9000. Птахи живуть фактично у всіх кліматичних зонах, займають різноманітні екологічні ніші.
Порівняно із плазунами птахи відбувся ряд великих ароморфозов, що дозволили їм стати більш активними і менше залежати від умов навколишнього середовища. Це виникнення терморегуляції (теплокровности), повне розділення венозного та артеріального кровотоку, виникнення чотирьохкамерного серця. Інші множинні адаптації птахів доречніше вважати пристосуванням до польоту.
Пір’яний покрив птахів
Пір’яний покрив птахів еволюційно виникла з рогових лусок плазунів. Кожне перо розвивається в пір’яний сумці, в ній же залишається нижній кінець пера (очин), через який відбувається живлення пера.
В пере виділяють стовбур і опахало. Опахало складається з рогових борідок першого, і відходять від них другого порядку. У борідок другого порядку є гачки, якими вони зчіплюються з сусідніми борідками другого порядку. Таким чином опахало стає монолітним, не пропускає через себе потоки повітря, що грає важливу роль в здатності птахів до польоту.
Пір’яний покрив птахів зростає не по всьому їх тіла, а тільки в так званих птерилиях. У аптериях пір’я не зростають, проте вони прикриті пір’ям, що виросли в птерилиях. У птахів пір’ям не покриті тільки нижня частина ніг і дзьоб (у деяких видів ще і шия).
Пір’я птахів не однакові. Розрізняють контурні, пухові пір’я, пух та ін Контурні пера бувають покривними, керманичами (знаходяться на хвості), маховими (на крилах). Махові і стернові пера мають важливе значення для польоту. Пух виконує функцію теплоізоляції.
Для птахів характерна линяння, коли пір’яний покрив змінюється. У одних видів це відбувається так, що вони відразу втрачають майже всі старі пір’я. В інших линька відбувається поступово.
Шкіра птахів суха, тонка. У них є єдина залоза — куприкова. Добре розвинена у водоплавних птахів. Її жировим секретом птахи змащують пір’я, що запобігає їх намокання.
Опорно-рухова система птахів
Опорно-рухова система птахів зазнає ряд істотних змін, пов’язаних з польотом. Це стосується як скелета, так і м’язової системи.
Кістки птахів стають більш легкими, у багатьох є порожнини. Багато кістки скелета зростаються між собою, що дає додаткову міцність під час польоту.
Череп птахів міцний з великими очницями. Дзьоб утворений щелепами, вкриті роговими чохлами (надклювье і подклювье). Дзьоб різних видів птахів пристосований до добування і обробки певних видів їжі. Зуби відсутні у всіх птахів.
Шийний відділ хребта відрізняється великою рухливістю. Кількість хребців залежить від виду птахів. Грудні хребці зростаються. Також зростаються поперекові, крижові і перші хвостові хребці, утворюючи складний крижі, дає міцну опору тазовому поясі і заднім кінцівкам. Останні хвостові хребці зростаються також, до них прикріплюються стернові пера.
Від грудних хребців відходять ребра. Кожне ребро птиці складається з верхньої та нижньої частини, рухливо з’єднаних між собою. Нижні частини ребер прикріплені до досить великий грудини. Ребра птахів мають гачкоподібні відростки. У переважної більшості птахів від грудини відходить кіль, до якого кріпляться потужні м’язи, що забезпечують підіймання та опускання крил у польоті.
Плечовий пояс птахів складається з подовжених лопаток (лежать вздовж хребта), потужних коракоидов (з’єднані з початком грудини) і ключиць. Ключиці зростаються між собою і утворюють вилочку, яка відіграє роль своєрідної розпірки при русі крил. Кістки передніх кінцівок є гомологічними таким у плазунів. В крилі птахів зберігається плечова, ліктьова і променева кістки. Однак ряд кісток зап’ястя і п’ястка зростаються між собою, утворюючи пряжку. Пальці на крилах у птахів редукуються, залишаються тільки три, з яких добре розвинений тільки один.
Кістки тазового поясу (клубові, сідничні і лобкові) зрощені між собою з кожної сторони і нерухомо приращены до складного крижів. Обидві лобкові кістки між собою не зростаються. Також між собою не зростаються сідничні кістки. Це робить таз птаха відкритим, що дає можливість нести великі яйця. Скелет задньої кінцівки складається зі стегнової кістки, кісток гомілки, цевки, пальців (зазвичай чотири, три з яких повернені вперед). Цевку утворює ряд кісток передплесна і кістки плесна.
М’язи птахів більш диференційовані, ніж у плазунів. Крім того в ряді відділів м’язова система дуже потужна. Так у птахів дуже розвинені грудні і підключичні м’язи, що відповідають за підйом і опускання крил. Добре розвинені м’язи шиї і хвоста.
Дихальна система птахів
Дихальна система птахів багато в чому унікальна, для них характерне так зване подвійне дихання. При ньому через легені проходить свіже повітря і при вдиху і при видиху. Для здійснення такого дихання у птахів є повітряні мішки (кілька пар, також можуть бути непарні).
На вдиху повітря надходить в легені і задні повітряні мішки. На видиху повітря з легень переважно переходить в передні повітряні мішки, а в легені надходить із задніх. З передніх мішків повітря видаляється через трахею.
Легені птахів являють собою щільну губчасту тканину, що збільшує їх поверхню.
Повітряні мішки, заповнені повітрям, зменшують щільність тіла птаха, роблять його більш легким.
У спокої птахи дихають за рахунок розширення і скорочення грудних м’язів. В польоті груди птахів залишається майже нерухомою і створює додаткову опору для крил. Тому розширення і стиснення повітряних мішків відбувається за рахунок руху крил. Причому чим частіше і потужніше помахи крил, тим частіше птахи дихають, і тим сильніше наповнюються повітрям їх повітряні мішки.
Кровоносна система птахів
До кровоносної системи птахів венозна й артеріальна кров не змішуються. На відміну від плазунів у птахів з лівого шлуночка серця виходить тільки одна (права) аорта.
Серце чотирикамерне. Праве передсердя і шлуночок містять тільки венозну кров. Ліві — тільки артеріальну. Велике коло кровообігу починається в лівому шлуночку і закінчується в правому передсерді. Малий (легеневий) коло кровообігу починається в правому шлуночку і закінчується в лівому передсерді.
Велике серце птахів скорочується часто, у польоті дуже часто (сотні разів у хвилину).
Травна система птахів
Для птахів характерно швидке травлення. У багатьох їжа проходить через їх травних тракт менш ніж за годину.
У багатьох птахів стравохід має розширення (зоб), де на час відкладається проковтнута їжа. Є слинні залози.
Особливістю травної системи птахів є наявність двох шлунків. У першому (железистом) відбувається ферментативна обробка їжі. У другому (м’язовому) їжа перетирається як потужними стінками шлунка, так і заглоченными камінчиками.
Товста кишка у птахів коротка, відкривається в клоаку, пряма кишка відсутня. Таким чином залишки не затримуються в організмі, що полегшує тіло птиці для польоту.
Видільна система птахів
Основним продуктом виділення у птахів є сечова кислота, також як у плазунів. Для її виділення потрібно мало води. Виведення шкідливих речовин з організму відбувається швидко, що пов’язано з інтенсивним обміном речовин.
У птахів досить великі нирки, сечоводи відкриваються безпосередньо в клоаку. Сечовий міхур відсутній.
Нервова система і органи чуття птахів
У нервовій системі птахів відбувається більш сильний розвиток півкуль переднього мозку (відповідають за складну поведінку і вироблення умовних рефлексів), також збільшується середній мозок (пов’язане з вдосконаленням зору) і мозочок (відповідає за координацію рухів, що для птахів має велике значення у зв’язку з польотом).
Основним органом почуттів птахів є зір. Це пов’язано з тим, що при польоті треба бачити предмети з далекої відстані, птахи добре розрізняють кольори та їх відтінки. В очах птахів більше чутливих клітин, ніж у ссавців.
Важливе значення в житті птахів має і слух. У ряду птахів (наприклад, сов) він дуже тонкий, дозволяє вловлювати в темний час доби звуки, що видаються здобиччю.
У переважної більшості птахів нюх погано розвинене.
Розмноження і розвиток птахів
В якості органів розмноження у самців птахів функціонує пари сім’яників. У період розмноження вони сильно збільшуються. За семяпроводам сперма надходить у клоаку і згодом впорскується в клоаку самки. У птахів буває тільки внутрішнє запліднення.
У самок зберігається тільки один яєчник. Це пов’язано з утворенням крупних яйцеклітин (містять велику кількість жовтка), які перетворюються в статевих шляхах самки у великі яйця. Два таких яйця не змогли б пройти через таз птаха.
Запліднення яйцеклітини відбувається у верхній частині яйцепроводу. Просуваючись до клоаки яйце покривається оболонками: білкової (містить великий запас води), двома подскорлуповыми, шкаралупою (вапно надалі частково використовується на формування скелета), надскорлуповой оболонкою. Тривалість формування яйця у різних видів птахів різна. В середньому близько доби.
На поверхні жовтка шляхом дроблення утвориться зародковий диск. Жовток в яйці підвішений на білкових нитках — халазах.
Одним з проявів складного поведінки птахів є виражена турбота про потомство. Птахи насиджують кладку, після вилуплення пташенят ще довго піклуються про них. Пташенята бувають двох типів: выводкового і гніздового. Перші майже відразу після вилуплення здатні слідувати за батьками, самостійно харчуватися. При вылуплении вони вже покриті пухом. Гніздові пташенята з’являються голими, сліпими і безпорадними. Батьки вигодовують їх у гнізді.
Екологія птахів
Висока швидкість обміну речовин за рахунок вдосконалення в першу чергу кровоносної, дихальної і травної систем призвели до теплокровности птахів (здатності до підтримання постійної температури тіла). Це призвело до меншої залежності від умов навколишнього середовища, ніж у плазунів. Птахи розселені по Землі досить широко, вони зустрічаються в тому числі і в Антарктиді.
Для птахів характерні сезонні міграції, пов’язані з переміщенням в кращі місця для харчування, розмноження, уникнення несприятливих умов. Виділяють осілих, кочових і перелітних птахів. Осілі птахи зазвичай живуть цілий рік в одному і тому ж місці. Кочують птиці в післягніздовий період відлітають на сотні кілометрів. Перелітні птахи пролітають тисячі і десятки тисяч кілометрів. Зазвичай вони відлітають на зиму в ті місця, де немає сильних холодів (наприклад, з Європи в Африку).
Серед птахів виділяють три великі групи: типові птахи, пінгвіни і страуси. Представники останніх двох не літають. Види страусового є найбільшими з нині живих птахів. Пінгвіни пристосовані до плавання. Переважна більшість типових птахів літають. Вони найбільш численні і різноманітні (більше 20 загонів).
Виділяють різні екологічні групи птахів з місць проживання (птахи лісу, відкритих просторів, водоплавні, що живуть біля водойм), місць гніздування (в кронах, чагарниках, наземні, що гніздяться в дуплах та інших), типу харчування (рослиноїдні, комахоїдні, хижі, падальщики, всеїдні) та ін.
