Особенности скелета птиц кратко

Обновлено: 02.07.2024

Основной опорой тела птиц служит костный скелет, или костяк, который состоит из черепа, осевого скелета, состоящего из позвоночного столба с ребрами и грудиной, и костей конечностей.

Форма и строение костей птиц

Форма костей зависит от их назначения и работы, Кости, которые прикрывают внутренние органы, плоски и сравнительно тонки, но широки, например кости черепа, грудная кость и некоторые другие. Кости ног и крыльев, служащие главным образом для передвижения, обычно бывают длинны и круглы. Наконец, имеются кости, которые одновременно выполняют все три назначения, то-есть служат опорой, защитой внутренних органов и рычагами. Таких костей очень много. Форма их довольно разнообразна. К ним относятся отдельные позвонки поpвоночного столба, ребра и т. д.

Все кости снаружи покрыты надкостницей (плотной соединительнотканной оболочкой). Непосредственно под надкостницей расположен плотный слой костной ткани, но внутри ткань кости становится очень пористой и приобретает губчатый вид. Таким образом, костное вещество подразделяется на компактное и губчатое. Первое покрывает кость снаружи, а второе занимает среднюю часть коротких костей. В длинных костях губчатое вещество заполняет всю среднюю часть суставных утолщений. В середине длинные кости бывают всегда полыми. Эта полость получила название костномозговой, так как у млекопитающих она заполнена костным мозгом.

У птиц эти полости наполняются и воздухом, что значительно облегчает вес костей. Особенно интересна в этом отношении плечевая кость, имеющая крупное отверстие, через которое воздухоносная полость кости соединяется с выростом (подмышечный дивертикул) воздухоносных мешков. Кроме плечевой кости, целый ряд других костей также имеет полости, заполненные воздухом, но только их входные отверстия бывают едва заметны.

Череп птиц

Череп птиц состоит из мозговой и лицевой частей. Мозговую часть черепа составляют кости: затылочная, теменные, лобные, височные, клиновидная и решетчатая. Лицевая часть черепа состоит из верхнечелюстных, носовых, скуловых, межчелюстной, слезных, нёбных, сошника, нижнечелюстных, квадратной и подъязычной костей. Все кости черепа соединяются между собой неподвижно посредством плотного шва, а некоторые кости совершенно срастаются.
С позвоночным столбом череп соединен подвижным шаровидным суставом, вследствие чего голова птицы может легко вращаться во все стороны.

Осевой скелет

Позвоночный столб у птиц образуется из шейных, грудных, поясничных, крестцовых и хвостовых позвонков.
В шейной части, в зависимости от длины шеи, насчитывают от 8 до 23 позвонков.

У кур их 13—14, у уток 14—16, у гусей — до 18 и у лебедя — 23 позвонка.

Все позвонки соединяются между собой седловидным суставом, как бы налегая один на другой, образуют все вместе спинномозговой канал, в котором помещается спинной мозг. Шейные позвонки имеют мелкие боковые отростки с маленькими отверстиями для прохождения кровеносных сосудов и нервов. За шейной частью следует грудная часть позвоночника.

В грудной части у кур и голубей имеется 7 позвонков, у уток и гусей — 9, причем первый и шестой лежат свободно второй, третий, четвертый и пятый слиты в одно целое. Седьмой позвонок соединен с поясничным позвонком. Позвонки грудной области сочленены с ребрами и образуют грудную полость. Каждое ребро соединено с телом позвонка и одновременно с его поперечным отростком. Другим концом ребра соединяются с грудной костью.

Грудная кость представляет собой довольно широкую пластинку к которым прикреплены ребра. Посредине грудной кости имеется костный выступ, так называемый гребень, к которой прикрепляются все грудные мышцы. Этот гребень бывает выше у птиц летающих и ниже у птиц наземных, мало летающих.
За грудной часгью позвоночника следуют поясничные и крестцовые части. Эта часть позвоночника имеет 14 позвонков, слитых вместе в одно целое, и носит название тазовой области.

Тазовая область состоит из поясничных и крестцовых позвонков, подвздошной кости, лонной и седалищной. На конечной части позвоночника расположены хвостовые позвонки. Хвстовых позвонков у кур имеется 5-6, у гусей и уток — 7.

Конечности у птиц

Конечности у птиц подразделяются на передние (крылья) и задние (ноги). Передняя конечность — крыло — соединена с туловищем посредством ключицы и лопатки. Ключица соединена с грудной костью особой связкой; иногда это соединение превращается в костную спайку. Ключица имеет У-образную форму и служит мощной опорой для крыльев. Крыло составляют плечевая, лучевая и локтевая кости, кости запястья, пясти и пальцев.

Плечевая кость сочленяется с каракоидной костью, ключицей и лопаткой, образуя шаровидную поверхность сустава, что дает эначительную подвижность плечевой кости, необходимую при движении крыла. Другим концом плечевая кость соединяется с двумя костями предплечья— локтевой и лучевой. Локтевая и лучевая кости другим своим концом сочленяются с костями запястья и пясти, а за ними следуют кости пальцев, которых у птиц обычно бывает три.

Задняя конечность у птиц состоит из бедренной кости, которая одним концом соединена с подвздошной костью, а другим — с костями голени — берцовыми, большой и малой.

Скелет птицы имеет важные особенности, связанные с полётом и передвижением на нижних (задних) конечностях.

Кости у птиц полые трубчатые или губчатые, заполненные внутри воздухом, что снижает вес птицы. Прочность костям придают имеющиеся внутри перегородки.

шейный (от \(11\) до \(25\) позвонков);
грудной (от \(3\) до \(10\) позвонков);
поясничный;
крестцовый;
хвостовой (от \(6\) до \(9\) позвонков, заканчивающихся копчиковой костью ).

Поясничные позвонки полностью срастаются между собой, с крестцовыми позвонками, тазовыми костями и частью хвостовых позвонков, образуя сложный крестец .

Грудная клетка состоит из грудных позвонков (\(1\)), рёбер (\(2\)), грудины (\(3\)) (на рисунке они показаны цифрами, указанными в скобках).

Грудина (\(3\)) имеет вертикальный вырост — киль (\(4\)), к которому крепятся мышцы, приводящие в движение крылья. У нелетающих птиц киль отсутствует.

Пояс задних конечностей : образован парными тазовыми костями, сросшимися с поясничным и крестцовым отделами позвоночника.

плечо (плечевая кость);
предплечье (локтевая и лучевая кости);
кости кисти (кисть видоизменена: кости пясти срослись; число пальцев сократилось до \(3\)).

бедро (бедренная кость);
голень (большая и малая берцовые кости);
кости стопы (цевка и фаланги \(4\) пальцев).

Мускулатура у птиц хорошо развита. Особенно хорошо развиты мышцы, необходимые для полёта (их вес составляет половину общего веса птицы!): большие грудные мышцы (они опускают крыло) и подключичные мышцы (они поднимают крыло).

Опускание крыльев в полёте требует от птицы большего усилия, чем подъём. Поэтому мышцы, которые опускают крылья, гораздо крупнее, чем мышцы, поднимающие их.

Скелет птиц легкий, потому что многие кости содержат полости, заполненные воздухом. Выделяют скелет головы (череп), туловища (позвоночник и грудная клетка), конечностей и их поясов (рис. 210). Кости черепа плотно срастаются между собой и только нижняя челюсть подвижна. Мозговой отдел черепа имеет больший объем, чем у пресмыкающихся, что связано с лучшим развитием головного мозга. Челюсти удлинены и покрыты роговыми чехлами. Это создает совершенный аппарат для захвата пищи, ведь зубов птицы не имеют.

Строение позвоночника птиц имеет особенности, связанные с полетом. Шейный отдел, достаточно гибкий и подвижный, образован большим количеством позвонков (от 11 до 25). Позвонки грудного отдела срастаются между собой и со сложным крестцом. Сложный крестец — результат срастания поясничных, крестцовых и части хвостовых позвонков. Он создает опору тела. Хвостовой отдел позвоночника состоит из нескольких свободных позвонков и копчиковой кости, образованной срастанием последних хвостовых позвонков.

К грудным позвонкам прикрепляются ребра, вместе с грудиной формирующие грудную клетку. Каждое ребро состоит из двух отделов (спинного и грудного). Они полуподвижно соединены между собой и образуют угол, направленный своей вершиной назад. Благодаря сокращению грудных мышц меняется величина угла между отделами ребер и, соответственно, объем грудной клетки. Грудина большинства птиц имеет плоский вырост — киль, к которому прикрепляются грудные мышцы, приводящие крылья в движение.

Птицы - единственная группа позвоночных, если не считать летучих мышей, которые способны летать, а не просто парить на потоках воздуха. Эта способность получена ими в результате эволюционных изменений скелета.

Содержание статьи

Скелет птицы: особенности строения
Почему птицы летают
Плюсневая кость - особенности строения.

Птицы – удивительные создания. Большинству из них природа даровала способность пользоваться всеми тремя стихиями – и воздухом, и землей, и водой. Способность эта обусловлена особенностями строения скелета и мускулатуры птиц, наличием перьевого покрытия.

Чем же скелет птиц отличается от скелетов других живых существ, в чем его особенности?

Особенности строения скелета птиц

Именно птицы были первыми теплокровными животными на Земле. Произошел этот вид от пресмыкающихся, на сегодняшний день в нем насчитывается 40 отрядов, которые, в свою очередь, состоят более чем из 200 семейств.

Особенность в строении скелета птиц заключается в том, что в нем ярко выражена приспособленность к полетам. Он состоит из тонких, плоских и губчатых костей. Полости в них заполнены либо воздухом, либо костным мозгом, в зависимости от того, какие функции они выполняют.

В ходе археологических раскопок ученые находят скелеты представителей этого класса животных, которые прекрасно сохранились, и объясняют их прочность и устойчивость к внешним разрушителям именно их строением.

Скелет любой птицы разделен на несколько так называемых поясов, каждый из которых выполняет определенные функции и несет определенную нагрузку. Благодаря тому, что нагрузка распределяется правильно, птицы и способны летать, а не просто парить на потоках воздуха. Многие из них могут летать против ветра, причем довольно сильного.

Кроме этого, скелет отвечает и за безопасность особи – шейный его отдел необычайно подвижен, голова большинства птиц может моментально поворачиваться сразу на 180˚. Это помогает не только отслеживать пространство вокруг и вовремя замечать опасность, но и продуктивно охотиться.

Эволюционные изменения скелета птиц

Свое начало птицы берут в ветке архозавров, которая на сегодняшний день уже не существует, то есть они остались ее единственными представителями. Архозавры были промежуточным звеном между рептилиями и птицами. Для их скелета были характерны укороченные передние конечности и удлиненные задние, как и у современных представителей класса птиц. Основное и единственное отличие – у архозавра еще был длинный хвост. Передние конечности, аналоги крыльев птиц, архозавр, по мнению ученых, использовал для того, чтобы при движении цепляться за ветви деревьев. Летать это животное не могло.

Эволюция птиц отражена даже в фольклоре некоторых народностей. Переходный этап представляют драконы, славянский змей-горыныч и другие персонажи. Интересно то, что и многие научные гипотезы эволюции птиц и их скелета подтверждают сказочные варианты развития событий.

Строение скелета птиц

Скелет птиц отличается от скелетов других живых существ и внешними, и внутренними признаками. Внешние отличия – форма тела и скелета, расположение глазниц на черепе, отсутствие ушного входа (раковины), повышенная цепкость пальцев на нижних конечностях, крылья.

Скелет птицы состоит их нескольких поясов:

череп и шейный пояс,
пояс передних конечностей,
тазовый пояс.

Череп современных птиц аналогичен черепу их древних сородичей рептилий. Он состоит из затылочной части, надклювья, подклювья и подъязычного аппарата. Затылочную часть образуют четыре кости – основная, две боковых и верхняя. Сочленение черепа с позвоночником обеспечивает затылочный мыщелок, который расположен под затылочным отверстием. Крыша и бока мозговой коробки закрыты парными костями – лобными, чешуйчатыми, теменными и клиновидными боковыми. Дно черепа образует покровная клиновидная кость.

Сложной частью черепа у птиц считается клюв. Его образуют множество мелких костей – гребень и носовые кости, парные скуловые и квадратно-скуловая, нижняя дуга, передне-ушные кости, сочленовая и зубная части, подъязычное удлиненное тело.

Пояс передних конечностей скелета птицы – это сложная конструкция, образованная лопаткой, ключицей, коракоидом. Особенность этого отдела скелета птиц, позволяющая летать, заключается в том, что плечевая кость очень большая и мощная. Этот фактор обеспечивает устойчивость крыла при нагрузках, характерных для полета.

Тазовый пояс скелета птицы образуют сросшиеся седалищные, подвздошные и лобковые кости. Задние конечности, слаборазвитые в плане размера, но прочные, состоят из трубчатых костей. В структуре лап птиц есть так называемая цевка, которая является добавочным рычагом, значительно увеличивающим шаг. У большинства видов птиц количество пальцев на лапах составляет 4, но у некоторых подвидов орнитологи отмечают редукцию – когда под воздействием внешних факторов изменяется их количество. Яркие примеры страусы – у некоторых видов на лапах 3 пальца, у некоторых всего 2.

Еще одна уникальная особенность строения скелета птиц – практически сросшиеся позвонки в его основании. Самый подвижный отдел позвоночника птицы – шейный. Череп способен поворачиваться моментально на 180˚. Малоподвижные грудные позвонки соединяются с крестцовым отделом, который абсолютно неподвижен и отвечает за способность птицы ходить. За ним следует пигостиль – хвостовой отдел позвоночника, превратившийся в ходе эволюционных изменений в единую копчиковую кость.

Мускулатура и скелет птиц - единое целое

Птица – удивительное создание природы, в ходе эволюции которой произошли изменения не только в строении скелета, но и в строении мускулатуры и принципах ее соединения с костной основой.

Самая развитая группа мышц у птиц – грудной отдел. Мышечные ткани плотно крепятся к костной основе особей благодаря так называемому килю, костному наросту в области грудины. Грудные мышцы у некоторых видов составляют 1/5 часть от общей массы тела. Именно они отвечают за способность опускать и поднимать крылья, то есть за способность летать.

На втором месте по уровню развития и степени крепления на скелете – мышцы задних конечностей птицы. Для этой области мышечной системы характерно наличие прочных, но подвижных сухожилий, с помощью которых особи закрепляются на ветках, проводах и могут удерживаться на них длительное время. Хватательная функция – одна из самых важных функций мышечной системы нижних конечностей птиц. У некоторых видов этого класса животных мышцы лап (ног) развиты лучше, чем мышцы передних конечностей, отвечающие за полет. Сильная сторона таких видов – ноги, и они, как правило, не летают. Самый известный представитель группы – страус.

Перья птиц и их значение

За способность летать отвечает не только скелет с особенным строением и мышцы птицы, но и перьевая система. Она образована пуховыми и контурными перьями. Пуховые отвечают за теплообмен, а контурные – за передвижение и защиту.

Летают птицы при помощи маховых контурных перьев. Большая часть их расположена на крыльях, есть они и на хвосте особей. Хвостовые контурные перья выполняют роль своеобразного руля, направляющего при парении.

Строение маховых контурных перьев птицы не менее сложное, чем строение их скелета. Их образуют роговые бородки первого и второго ряда. Крепление между ними осуществляется крючочками, рассмотреть которые можно только под микроскопом. Удивительно то, насколько такие крепления прочны.

Птицы – одни из самых удивительных созданий. При серьезных эволюционных изменениях они сохранили большинство признаков своих предков-сородичей.

Скелет у птиц по одной классификации условно разделяют на осевой скелет — череп, позвоночник, грудная клетка и скелет конечностей — плечевого и тазового пояса, крылья и ноги . По другой же классификации скелет птиц подразделяется на осевой скелет (позвоночник), грудную клетку (грудина и рёбра), череп, скелет конечностей и их поясов.

Череп.

Череп красного фламинго.

В черепе у птиц выделяют мозговой череп, включающий собственно мозговую (черепную) коробку, носовой отдел и область глазниц, и висцеральный череп, к которому относят клюв, нёбные кости и подъязычный аппарат.

Череп сильно сужен и вытянут впереди, у него большие глазницы и тонкая цельная межглазничная перегородка, черепная коробка вздута и сдвинута назад, верхняя скуловая дуга и ямка редуцированы.

Череп птиц, обладает кинетизмом — подвижностью верхней челюсти относительно черепной коробки. Птицы двигают и верхней, и нижней челюстью. Нижняя челюсть птиц, поделена на две части гибким участком, что позволяет расширить вход в глотку необходимый для проглатывания крупной добычи или для цедильного аппарата. Гибкий участок имеет различную форму у разных видов птиц.

Позвоночник.

Позвоночный столб у птиц делится на шейный, грудной, поясничный и хвостовой отделы, которые имеют свои особенности. Так для всех отделов позвоночника, кроме шейного, обладающего большой гибкостью, характерно сращение многих позвонков между собой, что обусловливает компактность и малоподвижность скелета туловища птиц и имеет большое значение при полёте.

Поясничные, крестцовые и хвостовые позвонки срастаются в сложный крестец, грудные (у некоторых видов) — в спинную кость, а хвостовые (у большинства видов) — в пигостиль. Позвонки птиц относятся к гастроцентральному типу. Общее количество позвонков варьирует от 39 до 63.

Наиболее длинным и подвижным является шейный отдел. Он содержит от 9 до 25 позвонков. Череп соединён с позвонком одним затылочным мышелком. Вращение головы осуществляется между черепом и атлантом (I шейным позвонком).Атлант и эпистрофей — первый и второй шейные позвонки — обладают повышенной сгибательно-разгибательной подвижностью. Шейные ребра сильно укорочены и неподвижно прирастают к телам позвонков, суставные поверхности которых седловидны. Особая гибкость шеи достигается за счёт того, что суставные щели не мешают взаимной подвижности позвонков, они проходят по касательным к их дуговым траекториям. Позвонки шеи гетероцельные, или разновогнутые. Центр поворота при этом располагается в заднем из двух позвонков Многие птицы могут поворачивать шею на 180°, некоторые — до 270°, а также изгибать её. Благодаря одному затылочному мыщелку птицы обладают высокой подвижностью головы относительно шеи.

Грудной отдел позвоночника большинства птиц негибок. В нём насчитывается от 3 до 10 позвонков, обычно от 5 до 8. Позвонки грудного отдела и подвижно связанные с ними грудные рёбра достигают грудины и участвуют в формировании у птиц грудной клетки. У голубеобразных, курообразных и ряда других групп встречается срастание некоторого количества грудных позвонков (от 2 до 6) в спинную кость. Одной из крупнейших костей скелета птиц является грудина. Эта тонкая кость с крупными окнами нередко выходит за рамки грудной полости вниз, образуя значительный участок стенки брюшной полости. Нижнюю сторону грудины у птиц занимает киль. Он имеется у всех летающих птиц и у пингвинов, поскольку к нему прикрепляется мощная и сильно развитая летательная мускулатура (подключичные и большие грудные мышцы). Высокий киль обеспечивает размещение крепящихся к нему главных летательных мышц без угрозы их сдавливания. Чем крупнее киль, тем больше птица приспособлена к полёту.

Рёбра состоят из позвоночного и грудинного отделов с подвижным соединением. Более крупный позвоночный отдел у птиц снабжён крючковидным отростком, выступающим назад и налегающим снаружи на последующее ребро. Из-за этих отростков наружные межрёберные мышцы крепятся вдоль рёбер, а не наискосок. Таким образом, при вдохе позвоночный отдел рёбер поворачивается вперёд, а грудина сильнее удаляется от позвоночника.

Крестцовый отдел позвоночника усилен, у птиц формируется сложный крестец , который состоит из последнего грудного позвонка, поясничных, крестцовых и нескольких хвостовых позвонков. В общей сложности количество позвонков сложного крестца варьирует от 10 до 23 в зависимости от вида птицы.

Позвонки соединены с подвздошными костями таза, гарантирующими его абсолютную жёсткость. На сложный крестец опираются половинки таза, которые лишены других связей.

Хвостовой отдел позвоночника состоит из примерно шести подвижных позвонков переднего отдела и примерно шести позвонков заднего отдела, слитых в пигостиль (копчиковую кость), к боковым поверхностям которого веером прикрепляются основания рулевых перьев. Таким образом пигостиль поддерживает рулевые перья.

Скелет конечностей.

Скелет конечностей у птиц в себя включает плечевой и тазовый пояса, а также присоединённые к ним свободные передние и задние конечности

Свободные конечности состоят из следующих отделов — плечо, предплечье и кисть.

Плечевой пояс птиц состоит из пары ключиц, коракоидов и лопаток и обладает большой прочностью. Лопатки имеют саблевидную форму, малоподвижны, а тонкие ключицы, срастаясь, образуют вилочку. Мощные и длинные коракоиды увеличивают пространство для грудных и надкоракоидальных мышц, но в то же время выносят плечевые суставы далеко вперёд и вверх, что помогает совместить центр масс тяжести с точкой приложения подъемной силы крыльев. Подвижные соединения в пределах плечевого пояса позволяют совместить его высокую прочность с большой подвижностью грудной клетки.

Скелет крыла домашней курицы

Скелет крыла птиц включает все типичные отделы конечности и состоят из плечевой, лучевой и локтевой кости и костей кисти. Крыло обладает набором особых мышц, сухожилий и кожистых перепонок и не может быть полностью вытянуто. Кости крыла всегда расположены под углом друг к другу, а его отделы могут двигаться только в плоскости крыла из-за крупных рельефных головок костей, к которым крепятся мышцы. Плечо и предплечье почти не изменены, а кисть сильно преобразована: части пясти и запястья срастаются в сложную пястно-запястную кость, или пряжку (интеркарпальное соединение ] ). Кроме того, в кисти произошла редукция ряда костей — сохранились только три пальца.

Тазовый пояс состоит из пар подвздошных, седалищных и лобковых костей. Тоненькие лобковые кости отклонены назад. Лобковые кости прикреплены к наружному краю седалищных костей. У большинства птиц таз открытый — его половинки крепятся только к крестцовому отделу и лишены других связей — то есть лобковые и седалищные кости своими концами не соединяются внизу с соответствующими костями противоположной стороны. Такое строение таза позволяет птицам откладывать крупные яйца. Закрытый таз (наличие лобкового сочленения) наблюдается только у страусов, яйца которых невелики в сравнении с телом, при этом задние концы лобковых костей срослись вторично, по видимому в связи с высокой адаптацией к бегу. Коленный сгиб у птиц обращён вперёд, коленный сустав прилегает к рёбрам и располагается на уровне задней части грудной клетки. Таким образом, туловище свисает между задними конечностями. У водных и особенно ныряющих птиц, в частности гагар и поганок, произошло относительное удлинение и сужение таза в сравнении с большинством других птиц за счёт сближения головок бедренных костей, что привело к уменьшению площади поперечного сечения тела.

Бедро короткое и малоподвижное, большеберцовая кость удлинена, малая берцовая кость редуцирована и частично слилась с большой берцовой. Коленный сустав спереди прикрывает коленная чашечка, особенно хорошо развитая у ныряющих птиц. Большеберцовая кость срастается с проксимальными костями предплюсны (пяточной и таранной) в одну кость. Дистальный ряд костей предплюсны и все кости плюсны срастаются в длинную и тонкую , что даёт дополнительный сустав на ногах и увеличивает длину шага. Особенно удлинена цевка у околоводных птиц (куликов, голенастых, журавлей).

На ноге обычно четыре пальца, число фаланг у которых варьирует от 2 до 5. В связи с адаптацией к бегу по ровной поверхности задний палец может быть редуцирован. Иногда число пальцев сокращается до двух (африканский страус). Последняя фаланга каждого пальца прикрыта хорошо развитым когтем. В преобладающем большинстве случаев расположение пальцев птиц — три вперёд и один назад, его называют анизодактильной лапой; кроме того, в зависимости от направления пальцев у птиц выделяют зигодактильную, гетеродактильную, помпродактильную лапы, и даже синдактильную, когда пальцы частично или полностью срастаются. Почти лишённые мышц цевка и пальцы опутаны сухожилиями мышц бедра и голени, из-за чего, например, сгибание ноги автоматически сводит пальцы, повышая цепкость захвата ветки.

Шпоры (крупные костные выросты, покрытые роговым чехлом у птиц могут располагаться в разных частях скелета конечностей.

Читайте также: