PTICE: KARAKTERISTIKE, VRSTE, SUSTAVI, REPRODUKCIJA - BIOLOGIJA - 2026

U ptice lete, topla - čistokrvan, pernate kralježnjake i životinje. Među kralježnjacima to je druga najbogatija klasa po broju vrsta, s više od 9.700, nadmašenu samo ribom. Najvažnija karakteristika ove klase životinja je modifikacija gornjih udova u krila.

Tako su ptice osvojile nebo različitih ekosustava, uključujući šume, pustinje, planine, travnjake. Perje je također neophodna karakteristika: ako organizam ima perje, to je ptica.

Izvor: pixabay.com

Iako postoji velika raznolikost vrsta, morfologija ptica je homogena. Svi imaju jednoliku anatomiju: krila, perje i keratinizirani kljun. Ova istaknuta uniformnost bila je ograničena tijekom cijele evolucije, vjerojatno letom.

Smatra se da su sve karakteristike ptica rezultat prirodne selekcije, favorizirajući jedinke koje su se najbolje kretale zrakom. Čini se da je anatomija ptice "dizajnirana" za let, od pneumatiziranih kostiju do pluća i učinkovitog metabolizma.

Za ptice je karakterističan odličan vid. Imaju ogromne i praktički nepokretne očne utičnice - činjenica nadoknađena velikom rotacijom glave.

Moderne ptice dijele se u dvije temeljne skupine: paleognata i neognata. Prvi obuhvaća ptice bez leta ili ratita. Negnati, sa svoje strane, uključuju ostatak ptica sa snažnim mišićima za let.

Grana zoologije koja proučava ptice naziva se ornitologija, izraz izveden iz grčkog korijena ornis = "ptica".

Opće karakteristike

Morfološka i fiziološka svojstva

Morfologija ptice. Primjer vanellus malabaricus. 1-kljun, 2-glava, 3-iris, 4-učenik, 5-plašt, 6-manji pokrov, 7-skapule, 8-pokrivač, 9-tercijar, 10-rak, 11-primarni, 12-otvor, 13 -Thigh, 14-tibia-tarsal joint, 15-Tarsus, 16-Fingers, 17-Tibia, 18-Trbuh, 19-Flanks, 20-prsima, 21-Throat, 22-Wattle, 23-Eyestripe. Izvor: Wikimedia Commons

Ptice su organizmi čiji su prednji udovi modificirani za let, u obliku krila. Usporedimo li ove udove s onima zemaljskog kralježnjaka, shvatit ćemo da su ptice izgubile neke falange, a ud je izdužen.

Zadnji udovi koji omogućuju pojedincu da penje, hoda ili pliva također su prošli modifikacije. Imaju četiri prsta, u nekim slučajevima do 3 ili 2.

Epiderma je prekrivena perjem i stražnjim ekstremitetima s ljuskama. Žlezde su rijetke u ptica, iako imaju specijalizirane masne sekrecije na kraju repa.

Ptice su endotermični organizmi, odnosno sposobni su regulirati tjelesnu temperaturu. Iako su sisavci i endotermi, ovu fiziološku sposobnost nisu stekli od uobičajenog pretka, što ga čini primjerom konvergentne evolucije.

U različitim sustavima ptice karakteriziraju gubitak ili smanjenje nekih organa. Na primjer, ženke imaju samo jedan jajnik i jedan funkcionalni jajovod (lijevi). U usporedbi s kralježnjacima bez leta slične veličine, crijeva su pretrpjela značajno smanjenje.

Vjerojatno su ove karakteristike prilagodljive i omogućuju smanjenje mase tijekom leta.

Karakteristike kostiju

Kosti ptica imaju zračne šupljine koje smanjuju težinu životinje tijekom leta. Ova vrsta strukture naziva se pneumatske kosti. Osim težine, kostur je čvrst, što je bitno za kontrolu leta.

Kosti lubanje spojene su u jedan okcipitalni kondil. Ima dijapsidni uzorak, a čeljust je preinačena u keratiniranu strukturu kljuna bez zuba. U srednjem uhu nalazi se samo jedna kost.

Rep je sveden na strukturu koja se zove pygostyle. Sternum ima kobilicu. Ova kost djeluje kao mjesto prianjanja za mišiće koji sudjeluju u letu: pektoralni i suprakorakoidni.

Furcula je tipična građevina ptica koja djeluje poput proljeća. Ovaj element pohranjuje energiju, tako da poklopac prema dolje pokreće poklopac u suprotnom smjeru.

Struktura zdjelice optimalna je za odlaganje jajašaca, a naziva se opistopubic pelvil.

Klasifikacija

Gotovo 9.700 vrsta ptica grupirano je u više od 30 redova. Klasifikacija koju ćemo u nastavku predstaviti je klasifikacija Gill-a (2006), koju je izmijenio Hickman (2001):

Superorder Paleognathae

Noj. Izvor: HombreDHojalata, iz Wikimedia Commons

Paleognatas su moderne ptice s primitivnim nepcem. U ovu skupinu spadaju oblici noja i slično, područja, emus, kivi, između ostalih.

Čine ga četiri reda: Struthioniformes, koje stvaraju nojevi; Rheiformes, čiji su članovi dvije vrste iz područja koje naseljavaju Južnu Ameriku; Dinornithiformes, formirane od tri vrste kivija na Novom Zelandu; i red Tinamiformes, koji se sastoji od gotovo 50 vrsta američkog tinamusa, jute ili inambú.

Neognathae superorder

Ovaj nadređeni se sastoji od velikog broja vrsta s fleksibilnim nepcem. U nastavku ćemo ukratko opisati svaki red koji je dio neognata ili „neoaves“.

Red passeriformes: to je najbrojniji red ptica. Sastoji se od 5750 vrsta (više od polovice vrsta ptica) koje su rasprostranjene u cijelom svijetu. Karakterizira ih položaj njihovih falangi: četiri prsta, tri smještena prema naprijed i jedna leđa. Većina je malih dimenzija.

Naručite Anseriformes: otprilike 162 vrste labudova, gusaka, patki i slično, distribuiranih širom svijeta. Karakteristične prilagodbe nogu za plivanje.

Naručite galiforme: oko 290 vrsta purana, prepelica, fazana i slično. Njegova distribucija je širom svijeta. Njegova prehrana je biljojeda. Njihovi kljunovi i noge su snažni i teški.

Naručite sphenisciformes: 17 vrsta pingvina. Poznati su po sposobnosti plivanja, s krilima modificiranim u oblike vesla koji im omogućuju efikasno kretanje kroz vodu.

Naručite Gaviiformes: formirane od loona, skupina vodenih ptica.

Naručite podicipediformes: 22 vrste ptica s ronilačkim navikama popularno poznatim kao grebes, macae i grebes. Uobičajeni su u ribnjacima, gdje se njihova gnijezda mogu vidjeti kako plutaju.

Naručite Phoenicopteriformes: 5 vrsta vrlo šarenih vodenih ptica. Uobičajeno su poznati kao flamingosi. Postoje postojeće i izumrle vrste.

Naručite Procellariiformes: 112 vrsta širom svijeta rasprostranjenih, to su pelagične ptice koje uključuju albatrosse, petre, fulmars i slično.

Naručite pelekaniformes: 65 vrsta širom svijeta rasprostranjenih. U ovom redoslijedu nalazimo pelikane, kormorane, gannete, boobies i druge. Hrane se ribama.

Naručite Ciconiiformes: 116 vrsta širom svijeta rasprostranjenih. Uključuju čaplje, privezi, rode, ibis, žličice, lešinari i drugo. Karakterizira ih značajno izduženje nogu i vrata.

Naručite sokoniforme: 304 vrste ptica rasprostranjene u cijelom svijetu. Uključuju orlove, jastrebove, sokolove, kondore i jastrebove. Ovi primjerci imaju odličan vid koji im omogućuje lov na plijen.

Naručite Gruiformes: 212 vrsta širom svijeta rasprostranjenih. Uključuju dizalice, tračnice, rešetke, galinule i slično.

Naručite Charadriiformes: Više od 350 vrsta rasprostranjenih u cijelom svijetu. Uključuju galebove i druge obale.

Naručite Columbiformes: oko 300 vrsta širom svijeta. Uključuju golubove i izumrli dodo. Karakteriziraju ih kratkim vratima, nogama i kljunovima.

Naručite Psittaciformes: više od 350 vrsta rasprostranjenih po cijelom svijetu. Uključuju papige, papagaje i slično.

Naručite opisthocomiformes: red koji se sastoji od jedne vrste; hoazín Opisthocomus hoazín smješten u slivu Amazone.

Naručite musophagiformes: 23 endemske vrste iz Afrike. Poznati su kao Turacosi.

Naručite cuculiformes: oko 140 vrsta širom svijeta. Uključuju kukavice i putnike.

Naručite Strigiformes: oko 180 noćnih vrsta širom svijeta. Uključuju sove i slično. Oni su noćni grabežljivci, tihog leta i izvrsnog vida.

Naručite kaprimulgiforme: 118 vrsta širom svijeta rasprostranjenih. Uključuju podargose, spavaćice i druge.

Naručite apodiformes: oko 429 svjetskih rasprostranjenih vrsta. Uključuje hummingbirds i swift. Kratke su noge i brzo lepršaju.

Tu su i narudžbe Coliiformes, Trogoniformes, Coraciiformes i Piciformes.

Probavni sustav

Ptice imaju modificirani probavni sustav koji im omogućava da učinkovito probavljaju hranu i nadoknađuje nedostatak zubnih struktura. Također, apsorpcija hranjivih sastojaka događa se u kratkim vremenskim intervalima.

Digestivni sustav ima gizzard koji pomaže mljeti hranu koju životinja konzumira. Ptice imaju vrlo rudimentaran sustav žlijezda slinovnica koji izlučuje sluz za podmazivanje prolaza hrane.

Određene ptice imaju modifikaciju jednjaka koja omogućava skladištenje hrane. Kod nekih vrsta ovo širenje služi ne samo kao mjesto skladištenja, već je i hranjiva mliječna tvar - analogna mlijeku sisavaca - koja služi za hranjenje bespomoćnih pilića.

Želudac je podijeljen u dva odjeljka. Prvi je proventriculus, odgovoran za izlučivanje želučanog soka. Drugi je gizzard, zadužen za mljevenje hranjivih tvari. Da bi pomogle u procesu mljevenja hrane, ptice konzumiraju stijene ili druge predmete, smještene u guštu.

Hraniti

Dijeta ptica je raznolika. Postoje insektivnojedne, mesožderke vrste (koje se hrane crvima, mekušcima, rakovima, ribama, sisarima i čak drugim pticama), nektarjeje i mnoge su svejedi.

Veličina i oblik kljuna ptice elegantno su prilagođeni tipičnom načinu hranjenja jedinke koja ga nosi. Na primjer, ptice koje konzumiraju sjeme imaju kratke, snažne kljunove, dok nektarne ptice - poput колиbri - imaju duge tanke kljunove koji im omogućuju konzumiranje cvjetnog nektara.

Mesojedi grabežljivci - poput sova, na primjer, tvore male kuglice od organskog materijala koje ne mogu probaviti, poput kose ili kosti koje kasnije ponovo obnavljaju.

Krvožilni sustav

Model ptičjeg srca. Wagner Souza e Silva / Muzej veterinarske anatomije FMVZ USP

Krvožilni sustav ptica sastoji se od srca s četiri komore: dvije atrije i dvije komore. Ima dva cirkulacijska sustava, jedan plućni, a drugi sistemski.

Općenito govoreći, krvožilni sustav ptica se ne razlikuje mnogo od tipičnog sustava koji se nalazi kod sisavaca.

Otkucaji srca ptica su visoki, pronalazeći obrnutu vezu između veličine organizma i učestalosti.

Eritrociti ili crvene krvne stanice imaju jezgru - za razliku od naše, koja degenerira ovu strukturu kada sazri. Fagociti su vrlo aktivne stanice i sudjeluju u sanaciji rana i drugim funkcijama imunološkog sustava.

Živčani sustav

Živčani sustav ptica je složen i dobro razvijen. Razlikuje se dvanaest para kranijalnih živaca. Mozak je velik, kao i mozak i optimalni režnjevi. Suprotno tome, moždana kora je slabo razvijena.

U smislu osjetilnih sustava, miris i okus neučinkoviti su kod većine vrsta. Međutim, postoji nekoliko izuzetaka od ovog obrasca, kao kod mesoždera i oceanskih ptica, gdje ova osjetila igraju temeljnu ulogu u načinu života ovih vrsta.

Vid kod ptica je veličanstven. Njegov fotoreceptorski organ nalikuje oku drugih kralježnjaka, iako je veći, manje sferičan i gotovo nepokretan. Kako bi nadomjestili djelomičnu fiksiranje očiju, razvili su nevjerojatan kapacitet za pokretljivost glave.

I sluh je dobar. Uho je podijeljeno na vanjsku regiju, srednje uho s jednom kostunicom, kolumellom i unutarnji sektor s kohleom.

Dišni sustav

Zbog energetskih potreba leta, dišni sustav ovih letećih kralježnjaka mora biti visoko učinkovit. Imaju specijalizirane strukture zvane parabronchi, sa zračnim vrećama. Ti se organi bitno razlikuju od disajnih organa koje nalazimo kod drugih kralježnjaka.

Kod ptica se grane bronha završavaju u strukturama sličnim cijevima, gdje se odvija neprekidni protok zraka - za razliku od vrećica (alveola) koji se nalaze u plućima sisavaca.

Zračne vreće tvore sustav od devet međusobno povezanih elemenata koji se nalaze u prsnom košu i u abdomenu. Funkcija ovih struktura je promicanje ventilacije, uz višegodišnji protok zraka koji prolazi kroz pluća.

Kod ptica zrak ulazi kroz dušnik i primarne bronhe, kroz pluća i u stražnje zračne vrećice. Odatle prelazi u pluća i zrak odlazi kroz dušnik. Ovaj ciklus odgovara prvom izdisaju.

Pri drugom izdisaju, dio dolaznog zraka prolazi kroz stražnji vrećice zraka i ulazi u pluća. Na taj se način suspendirani zrak gura prema prednjim vrećama. Tada zrak napušta životinju.

Izlučni sustav

Bubrezi ptica su metanefrični, a uretra se prazni u kloaku. Unutar tri bubrežna sustava koji postoje, metanefrični bubrezi sastoje se od organa koji je povezan s kloakom kroz Wolffian kanal, dolazi iz srednjeg mesoderma torakalnog i lumbalnog segmenta.

Glavni otpadni proizvod je mokraćna kiselina, zbog čega ptice spadaju u kategoriju "mokraćnih cijevi". Ova tvar je visoko netopljiva u vodi, pa se taloži i stvara polučvrsti otpad, često bjelkast. Ptice nemaju mokraćni mjehur.

Reprodukcija

U svih ptica spolovi su odvojeni, a oplodnja je unutarnja. Mužjaci imaju dva funkcionalna testisa, dok ženke imaju degenerirani jajnik i desni jajovod. U mužjaka samo nekoliko vrsta ima penis kao kopulacijski organ, uključujući patke, guske i neke paleognate.

Svi proizvode jaja s tvrdom školjkom. Jaja se inkubiraju izvana: neki od roditelja su smješteni na njih i održavaju optimalnu temperaturu zahvaljujući tjelesnoj toplini.

Sustav određivanja spola ptica daju ZW spolni kromosomi (ekvivalent naših XY spolnih kromosoma). Za razliku od sisavaca, heterogametski spol odgovara ženkama. Odnosno, ženski primjerci imaju dva različita kromosoma.

Ovisno o vrsti ptice, iz jaja se može izlijevati aktivni mladi pojedinac, sposoban da se brine za sebe ili mali goli rod koji treba roditeljsku skrb. Prva varijanta neovisnih pilića poznata je kao precocial pilići i ona koja trebaju pomoć alticialnim pilićima.

Evolucija

Evolucijski biolozi smatraju da je podrijetlo ptica jedan od najimpresivnijih prijelaza u evoluciji kralježnjaka - uz skok tetrapoda iz vode na zemlju.

Zapis fosila pokazao je niz jedinstvenih karakteristika koje nalazimo kod živih vrsta ptica, poput perja i izrazitog smanjenja veličine tijela.

Smatra se da je evolucija ptica bila praćena podrijetlom leta, ali sumnja se da je nekoliko karakteristika koje povezujemo s letom evoluiralo prije ptica.

Archaeopteryx

Najpoznatiji fosil u podrijetlu ptica je Archeopteryx; Riječ je o veličini vrane, s kljunom sličnom onom modernih ptica, ali zubima. Kostur fosilizirane životinje podsjeća na gmaza, s dugim repom.

Fosil je otkriven 1861. godine, dvije godine nakon objavljivanja podrijetla vrsta. Imao je važan medijski utjecaj, jer je činilo se da ovaj folijal u tranziciji daje značajnu potporu teoriji prirodne selekcije.

Jedino obilježje koje isključuje fosil da ne bude klasificiran kao teropodni dinosaur je neosporna prisutnost perja.

Od dinosaura do ptica

Prividnost ptica i gmazova je evidentna. U stvari, poznati zoolog Thomas Huxley nazvao je ptice "glorificiranim gmazovima".

Zahvaljujući značajnom broju zajedničkih karakteristika - uključujući i dugačak vrat u obliku slova S - jasno je da su ptice usko povezane sa skupinom dinosaura zvanom theropods.

U stvari, dromaeosauridi su dinosaurusi theropod s furculom (stopljenom klavikulom) i osovinama na zglobnim kostima koji su povezani s letom.

Uz to, postoje fosili koji povezuju dromaeosauride s pticama. Uzorci su jasno teropodni dinosauri, ali s perjem.

Izvodi se po obliku perja da se ne mogu koristiti za let, ali mogu pridonijeti rudimentarnom klizanju, ili bi u suprotnom obojenje moglo imati društvene funkcije povezane s udvaranjem.

Prilagodbe za let

Ako detaljno ispitamo morfološke i fiziološke detalje ptica, shvatit ćemo da su to strojevi „dizajnirani“ za let; U prirodi nitko ništa ne „dizajnira“, a prilagodbe koje promatramo rezultat su mehanizma prirodne selekcije.

Prilagodbe za let usredotočene su na dva cilja: smanjenje mase tijekom procesa i povećanje premještanja.

perje

Perje su dodaci epidermalnog podrijetla, koji se nalaze u obodu kože ptica. Kao što smo raspravljali u prethodnom odjeljku, perje je nastalo tijekom evolucije u određenoj skupini dinosaura i bilo je sačuvano čak i kod ptica koje danas vidimo.

Izuzetno su lagane strukture napravljene od beta keratina. Ova tvar, bogata cisteinom, prisutna je i u drugim strukturama ptica, poput kljuna, ljuskica i noktiju.

Perje obavljaju različite funkcije. Glavni je olakšati kretanje kroz zrak, tlo i vodu.

Nudi mehaničku zaštitu od vjetra, a također i toplinsku zaštitu od ekstremnih temperatura - vrućih ili hladnih -, čime se izbjegava gubitak tjelesne topline u hladnom okruženju i sunčanja u vrućim područjima.

Leteći golubovi. Eadweard Muybridge (1893.)

Perje zahvaljujući egzotičnim bojama i dizajnu sudjeluje u vizualnoj komunikaciji i društvenim interakcijama između ptica. Žene uglavnom pokazuju neprozirne ili kriptične boje, dok mužjaci imaju izrazite boje. U nekim slučajevima perje sudjeluje u kamuflaži životinje.

Kostur i pneumatske kosti

Kostur ptica karakterizira lagan, ali ne slab. Moderne ptičje kosti posebno su osjetljive, s prozračnim šupljinama koje se smanjuju u masi.

Iako su ptice evoluirale iz organizama s lubanjama od dijapsida (dva privremena otvora), izuzetno je teško vidjeti ovaj anatomski uzorak u modernih ptica.

Njegova je lubanja toliko modificirana da je spojena u jedan komad koji ne doseže 1% ukupne mase jedinke. Neke vrste imaju kinetičke lubanje, poput one koja se nalazi u gušterima i zmijama.

Međutim, to ne znači da je kostur ptica mnogo lakši od letećeg kralježnjaka slične veličine. Zapravo, utezi su ekvivalentni. Promjena je u raspodjeli težine, a ne u težini. Gornje strukture su vrlo lagane, a donji ekstremiteti teški.

Reference

1. Butler PJ (2016). Fiziološka osnova leta ptica. Filozofske transakcije Kraljevskog društva u Londonu. Serija B, Biološke znanosti, 371 (1704), 20150384.
2. Hickman, CP, Roberts, LS, Larson, A., Ober, WC, & Garrison, C. (2001). Integrirani principi zoologije. McGraw - Hill.
3. Kardong, KV (2006). Kralježnjaci: komparativna anatomija, funkcija, evolucija. McGraw-Hill.
4. Llosa, ZB (2003). Opća zoologija. EUNED.
5. Moen, D., i Morlon, H. (2014). Od dinosaura do moderne raznolikosti ptica: produljenje vremenske ljestvice adaptivnog zračenja. PLoS biologija, 12 (5), e1001854.
6. Parker, TJ, & Haswell, WA (1987). Zoologija. Hordati (svezak 2). Preokrenuo sam se.
7. Randall, D., Burggren, WW, Burggren, W., French, K., & Eckert, R. (2002). Eckertova fiziologija životinja. Macmillan.
8. Rauhut, O., Foth, C., i Tischlinger, H. (2018). Najstariji arheopteriks (Theropoda: Avialiae): novi primjerak s Kimmeridžijske / Titonske granice Schamhauptena, Bavarska. PeerJ, 6, e4191.
9. Webb, JE, Wallwork, JA i Elgood, JH (1979). Vodič za žive ptice. Macmillan Press.
10. Wyles, JS, Kunkel, JG, & Wilson, AC (1983). Ptice, ponašanje i anatomska evolucija. Zbornik radova Nacionalne akademije znanosti, 80 (14), 4394-4397.