Конспект урока по биологии "опорно- двигательная система птиц". Птицы Какая опорно двигательная система у птиц

Опорно-двигательная система птиц состоит из скелета и мышц. Скелет имеет высокую прочность при небольшом весе, что жизненно необходимо птицам для возможности летать. Прочность достигается благодаря срастанию ряда костей, а небольшой вес - наличию полостей с воздухом в трубчатых костях.

Череп птиц имеет строение, похожее на строение черепа рептилий, но есть ряд различий:

• Мозговая коробка в птичьем черепе гораздо объемней, чем в черепе пресмыкающихся ;
• Череп птиц более легкий, чем череп рептилий;
• Мозговая коробка птичьего черепа оканчивается клювом , а по бокам коробки имеют большие глазницы;
• Взрослые особи птиц имеют череп, кости которого полностью срослись до исчезновения швов.

Позвоночник птиц , как у других наземных животных, имеет 5 отделов: шейный, грудной, поясничный, крестцовый и хвостовой. Наиболее подвижным отделом является шейный отдел . Позвонки грудного отдела малоподвижны, а позвонки поясничного и крестцового отделов образуют сложный крестец , срастаясь друг с другом.

Также могут срастаться некоторые кости плечевого пояса , например, ключицы одна с другой, саблевидная лопатка с вороньей костью - все это обеспечивает плечевому поясу прочность, достаточную для нормальной работы прикрепленных к нему крыльев. Крылья состоят из типичных для верхних конечностей отделов: плечевая, локтевая и лучевая кости предплечья , а также сросшиеся кости кисти. Из 5 пальцев остаются только три.

Тазовый пояс служит надежной опорой задним конечностям, что обеспечивается сращением подвздошных костей со сложным крестцом. Благодаря тому факту, что тазовые кости не срастаются и имеют широкий промежуток, птицы способны откладывать довольно крупные яйца.

Мощные задние конечности состоят из типичных для всех наземных животных костей, но при этом малая берцовая кость приращена к большой берцовой для укрепления голени. Кости плюсны сращены с частью костей предплюсны, и образуют кость, свойственную только птицам — цевку. Три из четырех пальцев обычно направлены вперед, один — назад.

Грудная клетка образована грудными позвонками, ребрами и грудиной. Каждое ребро охватывает сразу два отдела — спинной и брюшной, подвижно сочлененных друг с другом. Это обеспечивает движение грудины относительно позвоночника при дыхании. Грудина у птиц имеет большие размеры по сравнению с другими животными, а также имеет одну особенность — киль , к которому присоединяются грудные мышцы, опускающие и поднимающие крылья.

Высокий уровень подвижности и разнообразие движений обеспечивает дифференцирование мышечной системе птиц. Наиболее развитыми являются грудные мышцы (1/5 общей массы птицы), растущие от киля грудины и служащие для опускания крыльев. Подключичные мышцы, которые находятся под грудными, обеспечивают поднимание крыльев. Скорость полета птиц может быть разной: 60—70 км/ч у уток и 65—100 км/ч у сокола-сапсана. Максимальная скорость полета среди птиц отмечена у черного стрижа — 110— 150 км/ч. Мощные мышцы ног у птиц, которые утратили способность к полету, дает возможность быстро передвигаться по суше (страусы передвигаются со средней скоростью 30 км/ч).

Скелет и мышцы составляют опорно-двигательную систему птиц. По строению птицы схожи с пресмыкающимися. Однако имеются существенные различия, связанные с приспособленностью к полёту.

Скелет

Кости - опора тела, позволяющая совершать движения и защищающая внутренние органы. Лёгкий, но прочный скелет состоит из четырёх отделов и составляет 9-12 % от массы тела.

Рис. 1. Общее строение скелета птицы.

Таблица “Опорно-двигательной системы птиц”

Отдел	Подотдел	Описание
	Мозговой	Отсутствие черепных швов
		Глазницы разделены костной перегородкой. Впереди выступает клюв, состоящий их надклювья и подклювья и покрытый рамфотекой - роговым чехлом
Позвоночник		Содержит 11-25 позвонков, поворачивающих голову на 180-270°. Единственный подвижный отдел позвоночника
		Состоит из 3-10 срощенных позвонков, образующих спинную кость, от которой отходят подвижные рёбра (по количеству позвонков), соединяющиеся с грудиной. К ней крепится киль
	Поясничный	Срослись в единую кость - сложный крестец
	Крестцовый
	Хвостовой	Малоподвижен, имеет 5-9 свободных позвонков. Последние позвонки образуют пигостиль - копчиковую кость
Скелет грудных конечностей	Плечевой пояс	Включает удлинённые коракоиды (вороньи кости), соединённые верхней частью с вилочкой (сросшимися ключицами) и узкими лопатками, нижней - с грудиной
	Скелет передних конечностей	Состоит из полой плечевой кости, лучевой и локтевой кости (предплечье), редуцированной кисти. Сросшиеся пястья и запястье образуют пряжку, на которой расположены три рудиментарных пальца
Скелет тазовых конечностей	Тазовый пояс	Состоит из седалищных и лобковых открытых костей, что позволяет откладывать яйца. Таз соединён со сложным крестцом
	Скелет задних конечностей	Включает бедренную кость и тибиотарзус (голень), соединённых коленом, цевку (кость между голенью и пальцами) и стопу (пальцы с когтями), соединённых голеностопным суставом

Некоторые кости птиц пневматические, т. е. полые внутри, заполненные воздухом, поступающим из воздушных мешков. Между полостями находятся костные балки - перегородки, придающие костям прочность.

Рис. 2. Внутреннее строение костей птицы.

Мышцы

Мускулатура характеризуется высокой плотностью и подвижностью. Наиболее развиты:

• мышцы шеи - поворачивают голову в любом положении;
• грудные и подключичные мышцы - поднимают и опускают крылья;
• мышцы хвоста - управляют рулевыми перьями;
• мышцы ног с длинными сухожилиями - перемещают по деревьям, осуществляют взлёт и посадку.

Рис. 3. Мускулатура птицы.

Грудные мышцы птиц условно белые (светлеют после термической обработки) и приспособлены к интенсивной кратковременной работе. Тёмно-красные волокна более сильные, выполняют длительную работу и меньше устают.

Адаптация к полёту

К прогрессивным чертам строения, позволяющим птицам летать, относятся:

• тонкие полые кости, уменьшающие общую массу тела;
• отсутствие зубов;
• преобразование чешуи в лёгкие широкие перья;
• обтекаемая форма головы и тела;
• вилочка, смягчающая движение крыльев;
• срастание позвонков, образующих опору при полёте;
• цевка, смягчающая приземление.

§ 44. Среда обитания и внешнее строение птиц. Вопросы Какие особенности внешнего строения птиц подтверждают их способность к полету? Охарактеризуйте типы перьев и их назначение в жизни птиц. Назовите общие признаки и различия в строении покровов птиц и пресмыкающихся. На что это указывает?

Скелет. Птицы обладают прочным и легким скелетом (рис. 159). Кости у них легкие: все длинные кости трубчатые, имеют воздушные полости; небольшие воздушные полости есть и в некоторых плоских костях. Прочность скелету придает срастание многих костей. Единую кость представляет собой череп, с ним подвижно соединена только нижняя челюсть.

Позвоночник состоит из пяти отделов: шейного (9 -25 позвонков), грудного (3 -10 позвонков), поясничного (6 позвонков), крестцового (2 позвонка) и хвостового (5 позвонков срослись со сложным крестцом, 6 остались свободными и 4 последних срослись в копчиковую косточку).

Грудные позвонки, срастаясь вместе, образуют единую спинную кость. Она соединена суставом со сложным крестцом. К грудным позвонкам причленяются ребра. Каждое ребро состоит из спинного и брюшного отделов, соединенных подвижно. Брюшные отделы ребер соединяются с грудиной. Грудные позвонки, ребра и грудина образуют грудную клетку, защищающую внутренние органы.

У летающих птиц крупная грудина имеет высокий киль, к которому прикрепляются сильные грудные мышцы, двигающие крылья. С позвоночником срастаются тазовые кости. Поясничные, крестцовые и часть хвостовых позвонков образуют сложный крестец, создающий надежную опору для задних конечностей.

Сохраняются рудименты второго, третьего и четвертого пальцев. Скелет свободной задней конечности состоит из бедренной кости, сросшихся вместе костей голени и стопы. Часть костей предплюсны и все плюсневые кости срослись и образовали единую кость – цевку.

Мышцы. Важное значение для полета птиц имеют большие грудные мышцы, опускающие крыло (рис. 160). Они прикрепляются к килю грудины и заканчиваются сухожилиями на костях крыла. Под большими грудными мышцами располагаются поднимающие крылья подключичные мышцы. Хорошо развиты мышцы шеи и задних конечностей.

Движения задних конечностей обеспечивают более 30 мышц. Они начинаются на костях таза, бедра, голени. К пальцам подходят длинные сухожилия, которые при посадке птицы на ветку натягиваются, сжимая пальцы, поэтому птицы не падают с веток во время сна. Межреберные и другие мышцы стенок тела обеспечивают подвижность грудной клетки. Есть несколько мышц, двигающих перья.

Выводы Опорно-двигательная система наиболее полно отражает приспособления птиц к полету. Скелет легкий и прочный. Легкость обеспечивается пневматичностью (наполнением воздухом) костей, прочность – срастанием их. Кости крыла соединены в крупные отделы. Наиболее крупные и сильные мышцы – летательные, они прикрепляются к килю грудины.

Птицы - это животные, которые не только перемещаются по земле, но и поднялись в воздух, парят в небе. Поэтому в результате эволюционного развития наблюдалось изменение массы и формы их тела. При этом шло накопление жира - энергетического запаса, уменьшалось при движении трение, наращивалась мышечная масса. Вместе с тем изменялись их скелет и мышцы, т.е. опорно-двигательная система птиц.
Во многом он такая же, как и у млекопитающих. Опорно-двигательная система птиц состоит из черепа, плечевой кости и предплечья, лопатки, тазовой и бедренной костей и т.д.
В тоже время она совсем другая, нежели опорно-двигательная система млекопитающих. Например, голова у птиц мелкая, т.к. все кости мозгового черепа срослись, и количество их уменьшилось. Череп сильно облегчен из-за того, что кости в основном полые, и есть беззубый клюв, который покрыт только роговым покровом. У птиц нет изгибов позвоночника, как у человека. Грудная «человеческая» клетка расширена, а у животных и птиц она сжата с боков.
Шейный отдел скелета птиц представлен 11-25 свободными позвонками, а вот позвонки грудного отдела крепко скреплены между собой и заодно с отдела. Крестцовый отдел сросся с поясом задних конечностей, и образовался крестец.
Есть отличие и в лицевом скелете, и в поясе конечностей, и в самих конечностях. Например, только у птиц есть киль - хрящевой вырост, который сформировался при срастании ключицы с грудиной. У летающих птиц грудина развита достаточно сильно, а киль - большой.
Опорно-двигательная система птиц включает задние конечности, которыми являются две большие, мощные сросшиеся со сложным крестцом. И так как птица ходит на двух ногах, то крестец сам тоже мощный. Крестец образован сросшимися крестцовыми, поясничными, хвостовыми позвонками, поэтому считают, что поясничного отдела у птиц нет.
Скелет птицы отличается от скелетов других живых существ тем, что он прочный и лёгкий. Это достигается, во-первых, потому, что кости у птиц трубчатые. Во-вторых, лёгкость объясняется полостью костей. Поэтому масса скелета птицы составляет где-то 5 -15% от массы её тела. За исключением шейного отдела, весь позвоночник неподвижен.
Так как передние конечности в результате эволюционного развития превратились в крылья, то кисть почти не развита. Зато у птиц, которые хорошо летают, крупные составляют где-то 15-20% массы, и их особое расположение способствует устойчивости птиц в воздухе.

Стоящим ниже по уровню развития, чем птицы и млекопитающие, является класс пресмыкающихся. Тело такой рептилии состоит из головы, шей, туловища и конечностей, кроме змей и которые конечностей лишены. По строению опорно-двигательная система пресмыкающихся близка к земноводным, но в отличие от них, имеет более окостеневший скелет. Более прогрессивное строение костного скелета и мускулатуры таких животных определило их подвижность. Скелет пресмыкающихся, как и опорно-двигательная система птиц, тоже состоит их шейного, грудного, крестцового и хвостового отделов. Длинные рёбра соединяются с грудиной, и образуется грудная клетка.
Рептилии, в отличие от других животных, имеют более расчлененные мускулы, в частности, межрёберные мышцы. Они могут регулировать объем грудной клетки, сжимать и расширять её, совершая тем самым процесс дыхания. Так как рёбра рептилий заканчиваются свободно, то это позволяет им заглатывать довольно крупную пищу. У них орошо развит хвостовой отдел.
Подводя итоги, можно отметить, что скелеты всех животных имеют отличительные особенности, но выполняют похожие функции. Они служат опорой тела, защищают внутренние органы и помогают перемещаться всему живому в пространстве.

Птица может летать не только потому, что у нее есть крылья. Приспособлены к полету и внутреннее строение организма птицы, и процессы его жизнеде-ятельности. Какие особенности внутреннего строения помогают птицам покорять воздушное пространство?

Опорно-двигательная система птицы, как и у всех позвоночных, об-разована скелетом и прикрепленными к нему мышцами.

Скелет птицы (рис. 43.1) состоит из шести отделов: черепа, позвоночника, скелетов передних конечностей (крыльев) и задних конечностей (ног), а также поясов передних и задних конечностей. Скелет у птицы легкий: все его кости тонкие, а большинство из них — полые (рис. 43.2). У го-лубя кости черепа чуть толще бумажного листа. У птиц нет челюстей (их заменяет легкий роговой клюв) и зубов.

Позвоночник состоит из шейного, грудного, поясничного, крестцо-вого и хвостового отделов. Из-за почти неподвижного соединения по-звонков в грудном, поясничном и крестцовом отделах птица не может наклоняться, как это делаем мы. Однако этот «недостаток» у нее ком-пенсирован подвижным соединением позвонков в шейном отделе. Поэтому голубь, сгибая шею, ловко собирает клювом зерно, а сова может поворачивать голову на 270°. Ограниченная подвижность позво-ночника — важное приспособление птицы к полету: в воздухе она при-дает телу компактность.

Каково строение грудной клетки птицы? Ребра, отходящие от по-звонков грудного отдела, подвижно соединены с большой грудной ко-стью (грудиной). Каждое ребро состоит из двух частей, расположенных под углом друг к другу и соединенных между собой полуподвижно. Такая конструкция позволяет грудной клетке расширяться и сужаться во время вдоха и выдоха. У ребер есть отростки, придающие грудной клетке дополнительную прочность. Она не только надежно защищает легкие и сердце: вырост грудины (киль) является местом прикрепления основных мышц, обеспечивающих движение крыльев.

Ключицы голубя, срастаясь нижними концами, образуют вилочку. Она смягчает толчки при взмахе крыльев. Скелет передних конечно-стей, как и у всех позвоночных, заканчивается кистью. Ее кости частич-но срастаются, создавая опору для длинных маховых перьев, испытывающих в полете наибольшие нагруз-ки. Срастаются и кости стопы, образуя цевку. Она удлиняет ноги и смягчает толчок при приземлении. Ходят птицы на пальцах. Материал с сайта

Кости таза у птиц не срастаются. Они могут ши-роко расходиться в стороны, поэтому птицы могут откладывать большие, покрытые твердой скорлупой яйца.

Мышцы птицы. Самые мощные мышцы у птиц — грудные, они опускают и поднимают крылья. Одним кон-цом эти мышцы прикреплены к килю, а другим — к плечу. Благодаря развитым мышцам ног птицы не только перемещаются по земле или плавают — ногами они отталкиваются от поверхности при взлете. Межреберные мышцы поднимают и опускают грудную клетку.

Вы замечали, что в мышцах птицы есть светлые (белые) и темные (красные) волокна? Белые волокна приспособлены к интенсивной, но короткой работе, например при взлете, а красные — к длительному раз-меренному полету. Эти почти неутомимые мышцы работают во время длительных перелетов.