Сердце у птиц: строение и особенности кровеносной системы

Птицы – уникальная группа гомойотерных организмов, чей образ жизни связан с такой способностью, как полет. Он возможен при условии напряженной работы мышц грудины и передних конечностей – крыльев. Этот процесс, в свою очередь, обеспечивается непрерывным снабжением миоцитов кислородом и питательными веществами, особенно глюкозой.

Кровь – это субстанция, переносящая их по всему организму, а её движение зависит от интенсивной деятельности сердца – насоса, неутомимо прокачивающего жидкую соединительную ткань. Перенос оксигемоглобина и органических веществ осуществляет кровеносная система птиц. Сердце – главный орган, обеспечивающий кровообращение. Особенности его строения и функции будут рассмотрены в этой статье.

Особенности кровеносной системы

Интенсивный обмен веществ у птиц возможен по двум причинам. Первая — высокое кровяное давление, обуславливающее большую скорость кровотока в артериях и даже венах. Вторая — специфика кровоснабжения лёгких. Сердце у пернатых четырехкамерное, левая и правая его части не сообщаются (имеется полная перегородка), поэтому кровь не смешивается: в левой части движется артериальная, а в правой – венозная. На обмен веществ птиц влияет такой фактор, как прохождение через почки не только артериальной (как у млекопитающих), но и венозной крови по воротной системе сосудов, поэтому в жидких метаболитах у них вместо мочевины образуется мочевая кислота. Далее: форменные элементы крови – эритроциты — у представителей класса Aves имеют ядра, что увеличивает продолжительность жизни этих клеток. Из левого желудочка сердца выходит самый крупный артериальный сосуд – аорта. Она имеет правую дугу, бифуркация которой приводит к формированию левой и правой безымянных артерий, которые обеспечивают голову и крылья птиц питательными веществами и кислородом.

Птичья лимфатическая система

Лимфатическая система птиц состоит из капилляров, пространства между лимфатическими сосудами, узлов и самой лимфы бесцветной жидкости, омывающей клетки и ткани организма. Ее отток предотвращают множество лимфатических сосудов со специальными карманами с клапанами.

Лимфатическая жидкость движется исключительно от хвоста к голове пернатых, вдоль позвоночника и с обеих сторон. Лимфоузлы бывают венозными и корковыми. Вены отводят кровь от головы, шеи, трахеи и пищевода. Корковые узлы находятся в нижней части шейной области птицы. А также возле половых желез, аорты, левой части почек, печени, кишечника и легких.

Анатомия сердца

Являясь полым мышечным органом, оно расположено в правой части грудной клетки и покрыто перикардом – околосердечной сумкой. Спереди грудины сердце у птиц частично прикрыто дополнительными дыхательными органами – воздухоносными мешками. Оно имеет вид конуса, верхушка которого занимает промежуточное положение между желудком и печенью.

В зависимости от биологического вида птицы, форма сердца может быть различной: от круглоконической до эллипсоидно-вытянутой. Этот орган кровообращения состоит из трех оболочек: внешней – серозной (эпикарда), средней (миокарда) и внутренней (эндокарда). Наиболее важная из них – средняя оболочка, от строения которой зависит высокая активность и работоспособность сердца.

Внешнее строение

Особенности внешнего строения птиц:

1. Обтекаемая форма тела.
2. Разделение тела на голову, шею, туловище, хвост и конечности (рис. 5).
3. Преобразование передних конечностей в крылья.
4. Перьевой покров.

Рис. 5. Внешнее строение сизого голубя

Покровы

Перья — легкие, не намокающие роговые образования. В строении пера выделяют полый стержень с основанием — очином, опахала, расположенные по обе стороны от стержня (рис. 6). Бородки первого и второго порядка — роговые пластинки, отходящие от стержня, снабженные крючочками.

Рис. 6. Перо птицы

Опорно-двигательная система

Рис. 7. Скелет сизого голубя: 1 — нижняя челюсть; 2 — верхняя челюсть; 3 — мозговой отдел черепа; 4 — шейный отдел позвоночника; 5 — плечо; 6 — предплечье; 7 — пряжка; 8 — фаланги пальцев; 9 — лопатка; 10 — рёбра; 11 — сложный крестец; 12 — хвостовой отдел позвоночника; 13 — копчиковая кость; 14 — бедро; 15 — голень; 16 — цевка; 17 — фаланги пальцев; 18 — грудина; 19 — киль грудины; 20 — коракоид; 21 — ключицы (вилочка)

Таблица 2.

Строение скелета птицы

Миокард

Он образован поперечнополосатой мышечной тканью особого строения, что отличает сердце у птиц от всех других внутренних органов, содержащих только гладкие мышцы. Внутреннее расположение кардиомиоцитов обеспечивает прочность и равномерно распределяет нагрузку во время их сокращения. Ещё одна важнейшая особенность сердечной мышцы – независимость систол и диастол камер: предсердий и желудочков. Клетки миокарда переплетены между собой, поэтому нервные импульсы молниеносно иррадиируют по кардиомиоцитам, и вся оболочка мгновенно сокращается.

Нервная система, зрение, слух и половая система пернатых

За быструю реакцию и приобретение условных рефлексов у птиц отвечают лобовое полушарие головного мозга и увеличенный мозжечок. Органы чувств у пернатых – это глаза и уши. Они прекрасно видят вдалеке и отличают цвета.

Птичий слух настолько чуткий (например, у сов), что способен улавливать малейшие звуки, издаваемые другими животными.

У самцов имеется пара семенников. Тела самок имеют одну яйцеклетку при зачатии таз не смог бы пропустить два яйца одновременно. Сперма созревает и по семяпроводам переходит в клоаку, после чего впрыскивается в самку. Вначале яйцевода происходит оплодотворение. Пока яйцо движется по клоаке, оно обрастает желтком, белком и скорлупой. Обычно этот процесс не превышает суток.

Если вам понравилась статья, делитесь ею с друзьями и ставьте лайк. В комментариях вы можете обсудить возникшие во время прочтения вопросы.

Камеры сердца

Два предсердия – левое и правое, а также два желудочка имеют несколько особенностей, связанных с анатомией миокарда. Его стенка значительно прочнее и толще в левой половине сердца, так как из её желудочка артериальная кровь под большим давлением выбрасывается в аорту и далее поступает в большой круг кровообращения. В сердце кровь всегда движется в одном направлении: из предсердий в желудочки и далее из правого в легочные артерии, а из левого в правую дугу аорты. На границе между камерами расположены атриовентральные клапаны, состоящие из соединительной ткани: мускульный и перепончатый. Они не позволяют порции крови возвратится из желудочка в предсердие. Сердце птицы, строение его камер и клапанов зависит от того, к какой систематической группе она относится.

У новонебных (настоящих птиц) передние левая и правая, а также задняя вены впадают в правое предсердие самостоятельно, а у древненебных полые вены сливаются, образуя синус. Между ним и правым предсердием сформированы два мускульных клапана. К первой группе относятся птицы семейства голубеобразных, гусеобразных, воробьиных, дятлообразных и др. Вторую группу образуют казуарообразные, кивиобразные, нандуобразные, еще называемые безкилевыми птицами (нелетающими).

Признаки

Перьевой покров и способность к полету — главные особенности птиц. Это теплокровные животные, способные поддерживать постоянную температуру тела 40°С. Кожа сухая, лишенная желез (кроме копчиковой железы у водоплавающих птиц). Наличие клюва — отличительный признак птиц. Перья, чешуйки на ногах, когти и чехлы клюва — роговые образования, придатки кожи (рис. 2).

Приспособления птиц к полету:

1. Тело обтекаемой формы, что уменьшает трение.
2. Сильно развитые грудные мышцы приводят крылья в движение.
3. Перьевой покров создает летательную поверхность.
4. Скелет прочный и легкий (трубчатые кости полые).
5. Передние конечности превращены в крылья.
6. Цевка помогает при посадке.
7. Хвост — руль в полете.
8. Челюсти лишены зубов.

Рис. 2. Признаки птиц

Птицы обладают отличительными признаками в строении органов дыхания, пищеварения, что связано со способностью к полету. Клювы насекомоядных птиц — тонкие острые, зерноядных — прочные конусовидные. Крупные размеры, сильный клюв, часто загнутый вниз, отличают дневных и ночных хищных птиц.

В умеренных широтах сильнее проявляется зависимость жизни птиц от сезонных изменений в природе. Различают период подготовки к размножению, который у большинства птиц связан с устройством гнезда или гнездованием. После выведения потомства наступает постгнездовая линька. Завершающие периоды в годовом цикле — подготовка к зиме и зимовка. При смене сезонов года и пищевых ресурсов птицы мигрируют (схема 1).

Схема 1.

Группы птиц по характеру миграций в течение сезона

Перелетные птицы осенью мигрируют за тысячи и десятки тысяч километров от мест гнездования. Перелеты в теплые края происходят по одним и тем же маршрутам. Ученые изучают направления миграций птиц с помощью кольцевания: закрепляют на цевке птицы легкое металлическое кольцо с указанием номера, города и страны.

Круги кровообращения

Как мы уже упоминали, сердце у птиц четырехкамерное. Его строение обуславливает два круга кровообращения. Малый круг (легочный) начинается в правом желудочке, а заканчивается в левом предсердии. Большой круг берет начало в левом желудочке. От правой дуги аорты артерии разветвляются и приносят кислород и питательные вещества в клетки всех органов и тканей птицы. Венозная кровь собирается в полые вены, которые входят в правое предсердие, на этом заканчивается большой круг кровообращения.

Скелет, дыхание, пищеварение и система выделения

Скелет птицы устроен максимально комфортным для птиц образом. Он создает надежные условия для полетов в небе. Например, кости имеют малый вес, а хвост и шея ряд плотных мышц.

Особенность дыхательной системы птиц специальные воздушные мешки. На вдохе отработанный воздух уходит в передние мешочки. Из задних приходит новая порция свежего с питательными веществами.

Легкие похожи на губку. В сидячем положении птицы выдыхают воздух за счет сокращения мышц, в полете за счет взмаха крыльев и специальной вилочки.

Пищеварительный тракт у птиц завершается в течение часа. В клюве выделяются слюнные железы для глотания. Перед пищеводом имеется зоб, в котором накапливается съеденная пища. У пернатых два желудка. Первый желудочек нужен для ферментации, второй для перетирания пищи.

Из-за отсутствия прямой кишки еда выходит быстро, облегчая вес. Главный выделительный секрет – мочевая кислота. После отработки она выходит напрямую через кожу у птиц нет мочевого пузыря.

Специфика сердечной деятельности

Изучая главную часть кровеносной системы – сердце птицы, строение и функции его камер, — отметим, что этот орган имеет достаточно большую величину и массу относительно веса самого организма. Например, у таких птиц, как снегири, вороны, утки около 1 – 1,3 % от массы тела, а у видов с высокой скоростью и маневренностью полета – до 2 %.

Например, у хищных птиц – орлана-белохвоста, сокола — сердечный индекс составляет около 1,8 %. Кроме этого, птицы имеют высокое кровяное давление, а частота пульса колеблется от 200 до 600 ударов в минуту, а во время полета достигает 1200 сердечных сокращений.

В данной работе мы ответили на вопрос, какое сердце у птиц, изучив особенности миокарда и охарактеризовав специфику их сердечно-сосудистой деятельности.

Класс птицы

• Покровы, опорно-двигательная система

Тело покрыто перьями, имеет обтекаемую, аэродинамическую форму. Оно подразделяется на голову, шею, туловище и хвост. Передние конечности в виде крыльев, задние — ноги с 4 пальцами.

На голове хорошо заметен клюв, включающий надклювье и подклювье. У хищных птиц клюв приобретает заостренную форму, для того чтобы отрывать им плоть.

Сухая кожа практически полностью лишена желез. Единственная железа, копчиковая, расположена над хвостовыми позвонками. Секрет копчиковой железы имеет маслянистый характер, используется птицей для смазки крыльев, предотвращая их намокание. Особенно хорошо развита эта железа у водоплавающих птиц: они смазывают ее секретом плотный перьевой покров.

Скелет птиц представлен позвоночным столбом, в состав которого (как и у рептилий) входит 5 отделов: шейный, грудной, поясничный, крестцовый и хвостовой. Исключительной подвижностью отличается шейный отдел: например, совы могут поворачивать голову до 270°, что отлично позволяет им выслеживать жертву.

Особенностями скелета является наличие киля — костного выроста грудины, к которому прикрепляются хорошо развитые грудные мышцы, участвующие в полете. Многие части скелета у птиц срастаются (уменьшается их количество), за счет чего общая масса птицы уменьшается: грудные позвонки сливаются в спинную кость, а хвостовые — в сложный крестец. Срастаются также парные кости тазового пояса.

Пояс передних конечностей (плечевой) образован тремя парными костями: вороньими (коракоидами), ключицами и лопатками. Сросшиеся концы ключиц образуют вилочку, которая амортизирует толчки при взмахах крыла.

Тазовый (задний) пояс птиц образован сросшимися друг с другом лобковыми, седалищными, подвздошными костями с каждой стороны. Важно заметить: лобковые кости не срастаются между собой, что делает таз птиц «открытым», позволяет откладывать крупные яйца.

В ходе приспособления к полету у птиц многие кости становятся полыми внутри. Их можно представить в виде полого цилиндра, заполненного воздухом, что уменьшает общий вес птицы.

Скелет свободной передней конечности (крыла) состоит из плечевой кости (плечо), лучевой и локтевой кости (вместе формируют предплечье) и кисти (запястье, пястье, состоящее из одной кости — пряжки, фаланги пальцев). Задняя конечность образована бедренной костью (бедро), малой и большой берцовыми костями (срастаются друг с другом, образуют голень) и стопы (плюсна, фаланги пальцев).

Особо отметим, что стопа состоит из двух отделов — предплюсна отсутствует, так как срастается с голенью и плюсной. В результате такого сращение образуется длинная кость — цевка, которая служит амортизатором при приземлении птицы, а также помогает отталкиваться от земли при взлете, удерживаться на ветке.

Читайте также:  Отряд приматы: классификация, характеристика, признаки, ареал и охранный статус

Наиболее развиты у птиц грудные мышцы — опускающие крылья, которые преодолевают большое сопротивление, помогая удерживать птицу в воздухе. Подключичные мышцы, участвующие в поднимании крыльев также хорошо развиты. В целом мышечная система птиц более сложная и дифференцированная по сравнению с мышечной системой их предков.

• Пищеварительная система

Для добывания пищи и ее захвата птице служит клюв — орган, образованный удлиненными беззубыми челюстями, одетыми роговым чехлом с режущим краем. Зубы у птиц отсутствуют, однако встречаются самые разные формы клювов, отражающие пищевую специализацию птиц.

Вы уже знаете, что загнутый на конце клюва крючок характерен для хищных птиц: он помогает удерживать жертву, разрывать добычу на части. У птиц питающихся семенами (воробьиные) небольшой крепкий клюв, снабжен режущими краями, которые позволяют разгрызать оболочки семян. Удлиненные формы клювов характерны для птиц, охотящихся в воде — цапли, питающихся нектаром — колибри.

Для гусеобразных водоплавающих птиц (гуси, лебеди, утки) характерно наличие плоского клюва, по краю которого расположены роговые пластинки — цедильный аппарат.

Пищеварительный тракт начинается ротовой полостью, в которой расположен язык. Сюда же открываются протоки слюнных желез. Ротовая полость переходит в глотку, которая продолжается в пищевод, по ходу которого имеется расширение — зоб. Зоб предназначен для накапливания и размягчения пищи.

Далее располагается желудок, состоящий из двух отделов: железистого и мускульного. В железистом отделе происходит ферментативная (химическая) обработка пищи. Мускульный отдел изнутри выстлан плотным роговым покровом, который осуществляет механическую обработку пищи, измельчая ее.

Желудок продолжается в тонкую кишку, которая сразу открывается в клоаку. Таким образом «полет» оставил след и в этой системе: пищеварительная трубка птиц укорочена для того, чтобы быстрее и эффективнее расщеплять пищу. Надо отметить, что полет требует затраты большого количества энергии.

• Дыхательная система

Состоит из ноздрей, ведущих в носовую полость, которая переходит в ротовую, а затем — в трахею. Трахея делится на два бронха, каждый из которых входит в соответствующее легкое и распадается на бронхи более мелкого калибра.

Легкие птиц отличаются от легких земноводных и рептилий — они имеют губчатое строение, их дыхательная поверхность гораздо больше. Кроме того, тип дыхания птиц отличается от других наземных животных — им свойственно двойное дыхание, которое становится возможным благодаря воздушным мешкам.

Воздушные мешки — выросты стенок бронхов, представляющие собой тонкостенные, заполняющиеся воздухом полости. Смысл двойного дыхания птиц заключается в том, что газообмен в легких осуществляется и на вдохе, и на выдохе.

Как возможно, чтобы газообмен шел на выдохе? — спросите вы. На самом деле все просто: во время выдоха воздух выходит из задних воздушных мешков, и, попадая в легкие, отдает крови кислород, а сам насыщается углекислым газом. Все это ради полета — крайне сложного двигательного акта, в ходе которого тканям и органам требуется много кислорода.

• Кровеносная система

Кровеносная система птиц замкнутого типа. Сердце с полной перегородкой в желудочке, состоит из 4 камер: двух желудочков и двух предсердий. В левой части сердца кровь артериальная, в правой — венозная. Два круга кровообращения (большой и малый) оказываются полностью отделены друг от друга.

Обособленность двух кругов кровообращения выводит уровень обмена веществ на самую высокую ступень: птицы становятся теплокровными (в отличие от своих предков — холоднокровных рептилий). Температура тела птиц более не зависит от окружающей среды, что дает им большие преимущества и позволяет заселить зоны холодного климата.

Полет крайне энергозатратное удовольствие для кровеносной системы: во время полета сердце птиц развивает частоту ударов до 1000 в минуту и более, чтобы обеспечить циркуляцию крови адекватную потребностям организма.

• Выделительная система

Органы выделения птиц — парные тазовые почки (метанефрос, вторичная почка), от которых начинаются мочеточники, открывающиеся в клоаку. Мочевой пузырь отсутствует: моча не задерживается в организме, что снижает общий вес птицы. Вследствие отсутствия мочевого пузыря для птиц характерно частое опорожнение клоаки.

• Нервная система

Как и у всех хордовых, нервная система птиц — трубчатого типа. Сравнивая головной мозг птицы и рептилии можно отметить, что у птиц относительные размеры головного мозга увеличиваются: масса возрастает до 5-8% от массы тела.

Это увеличение происходит за счет развития больших полушарий переднего мозга, которые отвечают за поведенческие реакции. Благодаря этому у птиц наблюдается сложное поведение, выражена забота о потомстве.

У птиц хорошо развит мозжечок, отвечающий за координацию движений, что очень важно для полета. Мозжечок птиц огромный, складчатый.

Обонятельные доли слабо развиты: бо́льшую роль у птиц играют не органы обоняния, а зрения. Зрительные доли — характерные образования среднего мозга, представляющие собой вздутия крыши данного отдела. Эти доли хорошо развиты, птицы обладают исключительным зрением: так, к примеру, орел может заметить мышь в поле на расстоянии 1-2 км.

Птицы практически лишены обоняния, поэтому орган зрения берет на себя основную функцию. Глаз птицы видит острее глаза человека, к тому же глаза анатомически расположены по бокам головы: такая локализация обеспечивает больший угол обзора.

Строение глаза птиц поражает! Его особенностью является чрезвычайно подвижный хрусталик. Двойной аккомодацией у птиц называется способность хрусталика не только перемещаться вперед-назад, но и менять свою кривизну, что обеспечивают отличную настройку на наилучшее видение. Даже роговица глаза птицы способна в некоторой степени менять свою кривизну.

Орган слуха развит хорошо, включает внутреннее и среднее ухо. Развитый орган слуха дополняет способность птиц издавать звуки: так они обмениваются важной информацией друг с другом. Голосовые связки, орган голосообразования, находятся в нижней гортани (певчей).

• Половая система

Птицы раздельнополые животные. Мужские половые железы представлены парными семенниками, от которых начинаются семяпроводы. У голубей перед впадением в клоаку семяпроводы образуют расширение — семенные пузырьки. Специальные копулятивные органы отсутствуют.

Женская половая система представлена единственным яичником (второй редуцирован для облегчения веса), отходящими от них яйцеводам, которые открываются в клоаку.

Оплодотворение внутреннее — происходит внутри материнского организма, в яйцеводе.

Для всех птиц характерен особый орган — сумка Фабрициуса, открывающаяся протоком в нижнюю часть клоаки со стороны спины. Фабрициева сумка, как и тимус, — орган иммунной защиты птиц.

Какие функции имеет сердце?

Выполняя в системе кровообращения насосную функцию, сердце постоянно нагнетает кровь в артерии. Сердце человека — это своеобразный насос, который обеспечивает постоянное и непрерывное движение крови по сосудам в нужном направлении.

Интересные материалы:

Как грамотно написать причину увольнения? Как группировать данные в Excel? Как гуляем в ноябре 2022? Как и с чем есть семена Чиа? Как играть друг против друга в КС ГО? Как играть с вх с ботами? Как импортировать XMP в Lightroom? Как импортировать закладки из Google Chrome в Яндекс? Как импортировать закладки на Яндекс? Как инициировать банкротство юридического лица?

Состав крови млекопитающих

Кровь млекопитающих состоит из жидкой плазмы, в которой содержится полный набор так называемых форменных элементов:

• Эритроциты – носители железосодержащего вещества гемоглобина, они осуществляют перенос кислорода;
• Тромбоциты – тела, ответственные за свёртывание крови и обмен серотонина;
• Лейкоциты – тельца белого цвета, отвечающие за иммунитет.

Эритроциты и тромбоциты млекопитающих, в отличие от других групп животных, не содержат ядер.

Тромбоциты и вовсе представляют собой «кровяные пластинки»; отсутствие ядер у эритроцитов объясняется необходимостью вместить большее количество гемоглобина.

Также у эритроцитов нет митохондрий, поэтому синтез АТФ они осуществляют без использования кислорода, благодаря чему являются наиболее эффективными его переносчиками.

Сердце животных (часть 1)

Кровеносная система млекопитающих представляет собой высшую форму кровообращения.
Как и у птиц, она характеризуется четырёхкамерным сердцем и двумя кругами – большим и малым.

Такая форма способствует ускоренному обмену веществ по сравнению с другими группами позвоночных: фактически перед нами «два сердца», установленные в разных частях сосудистой системы.

Кровь в обеих половинах сердца не смешивается.

Значение птиц в природе и жизни человека

Многие птицы поедают насекомых и мышевидных грызунов — вредителей сельского и лесного хозяйства, переносчиков опасных возбудителей заболеваний, растений, животных и человека. Птицы приносят пользу, содействуя опылению цветов. Пернатые поедают плоды и семена, регулируют численность растений. Сами птицы — корм для других животных (пресмыкающихся, млекопитающих).

Некоторые виды птиц — объекты промысловой и спортивной охоты. Это представители отряда Курообразные (фазан, тетерев, рябчик), птицы водоемов и болотистых мест (утка, гусь, коростель, чомга, бекас).

Схема 2.

Значение птиц в природе и жизни человека

Промысловые и домашние птицы — источник мяса, яиц, перьев и пуха для человека. Птичий помет используется как органическое удобрение. Домашних птиц (курей, гусей, уток, индеек) разводят из-за вкусного диетического мяса, яиц, пуха. Выедены породы кур, отличающихся повышенной яйценоскостью. Выращивают в домашних условиях и разводят в промышленных хозяйствах перепелов, цесарок, страусов.