鸟类结构

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多鸟元素
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鸟类的结构从解剖学和生理学上分类,涉及到鸟类的体温,骨骼机构,呼吸机构,生理机构,神经系统,肌肉,内脏,繁殖和生殖,循环系统。鸟类不同于同属于脊椎动物亚门的哺乳动物,和爬行动物等,具有自己独特的生理机构,比如为了适应飞翔鸟类进化出了高度发达的骨骼和呼吸机构。

鸟类简介

鸟类属脊椎动物亚门(VERTEBRATA)鸟纲(AVES),为两大类温血动物之一,全世界有鸟类九千至一万种。按照传统的分类,现存鸟类分为古鸟亚纲和今鸟亚纲,今鸟亚纲中又有平胸总目、企鹅总目和突胸总目三个总目。我国有突胸总目35个目中的26个目,有81个科,1300多种,约占世界鸟类总数的1/8。
鸟类诞生于中生代侏罗纪,由爬行动物进化而来或与爬行动物有着极亲密的关系。体均被羽,恒温,卵生;胚胎外被羊膜。前肢成翼,偶或退化。多营飞翔生活。心脏具两心房、两心室。骨多空隙,内充气体。呼吸器官除肺外,并有肺壁而形成的气囊,用以助肺行双重呼吸。种类繁多,遍及全球,生态多样。鸟类具有迅速、持久的飞行能力,能主动迁徙来适应多变的环境(信天翁有的迁徙可长达10000 km)。它们体表被覆羽毛、前肢特化成翼、恒温、卵生的高等脊椎动物。它们新陈代谢旺盛,并能在空中飞行。也是唯一一种能适应水中、空中、陆地生活的脊椎动物。鸟类在自然界生态中占有极重要的地位,直接地关系到人类的生存质量,因此保护鸟类是每个地球人义不容辞的责任。

鸟类体温

剧烈的飞行要求旺盛的新陈代谢。稳定且高于环境的体温(40±2℃),不但保证了较高的代谢率,而且在垂直高度和水平方向上扩大了鸟类的活动范围。恒温要求灵敏的神经调节机制。在羽毛覆盖下的静止空气形成一个良好的隔温层,竖毛肌可以调节隔温层的厚度。鸟类(特别是水寓)经常啄取由尾脂腺分泌的油脂,涂抹全身羽毛,以防止水分接触皮肤降低体温。另一方面,飞行时的快速低温气流有助于散热。鸟类虽无汗腺,但快速呼出的水气可以带走大量体热。恒温还决定了体重的下限,因为,如果体积变小,体表的散热面积就去相对增大,不利于保温。

骨骼结构

骨骼中空充气,无牙、骨空、尾骨退化、无膀胱等,这极大减轻了鸟体的重量,更有利于它们的飞翔。鸟类的头骨愈合得比较简洁,前肢骨细而长且有龙骨作支撑,整个鸟骨显得结实轻便。由于升力和翅膀的表面积成正比,这使得鸟类的体积一般不会很大,否则前肢过长会带来许多的麻烦。胸骨宽大利于强大的胸部肌肉固着,善于飞行的种类在胸骨上有龙骨突,增大胸骨面积,而不善飞行的种类则无龙骨突,如鸵鸟。大多数鸟类有四趾,拇指向后,便于抓握。颈椎较长且转动自由度很大,这是因为鸟类没有可干活的手,诸如取食、育雏、防御、理毛、建巢等许多工作均由嘴来完成之故。

呼吸结构

具气囊(9个),进行双重呼吸,气体交换效率高。气囊中充气利于减轻体重比。
鸟类的呼吸功能的增进,使之可以在高空缺氧的情况下活动自如。空气经过气囊,到毛细支气管网中交换气体,然后由前气囊排出。无论是吸气还是呼气,气体都是单向流动(即双重呼吸)。另外,毛细支气管中的气流与肺毛细血管中的血流方向相反,这种逆流交换可使提取氧气的效率远远高于哺乳动物。鸟类与哺乳类一样,动脉和静脉完全分开(即完全的双循环),但鸟类保留的呈右侧体动脉,而哺乳类则为左侧体动脉。鸟类的心脏容量大,心跳快,压力也高,因而循环迅速。

生理结构

为了在空中作业,鸟类的前肢进化为鸟翼(少数后来又退化)。鸟翼上覆盖着羽毛,这些羽毛质轻、结实且富于弹性,可分为飞羽和覆羽两大类,羽毛上有许多小钩,它们将羽毛粘在一起形成一组光滑的表面。尾羽也属飞羽,是用于飞翔的重要部分。皮肤,薄、松,利用肌肉剧烈运功与散热;无汗腺,防止汗液使羽毛粘连蓬松的小覆羽和绒羽则可保温。许多种鸟类的羽根能分泌油脂,通过理毛能使这些油脂布于羽毛表面,可使羽毛显得很漂亮,也利于飞行,还带有防水效果。

神经系统

控制运动与平衡的小脑发达。眼球调节能力相当强,利于其在高速飞行中捕食。
大部分鸟类为昼行性。由于视觉敏锐,在高空飞翔时可发现地面上的目标。鸟类还具色觉。鸟眼扁圆利于远看,而临近物体时又可迅速调整焦距。鸟类眼内肌为横纹肌,反应敏捷,能同时改变角膜和水晶体的凸度(双重调节)。眼睑和瞬膜可防止气流和灰尘对眼球的伤害,巩膜上的骨片又保证眼球不致因气压而变形。少数夜行性鸟类听觉发达,部分猛禽如兀鹫则嗅觉比较发达。发达的神经系统和感官,还能作出各种复杂的行为。(如鹦鹉学舌等)

肌肉

胸部肌肉发达,飞行生活种类胸部肌肉占体重1/5。其中胸小肌收缩使翼扬起,胸大肌收缩使翼扇下。后肢肌肉同样发达,利用其树栖或行走。

内脏

鸟类主要靠角质喙和灵活的舌部摄取食物,可分为硬嘴鸟类和软嘴鸟类,前者食能坚果,后者只食软性果。某些鸟(如食鱼鸟类)的食道下端膨大,成为贮藏和软化食物的嗉囊,但粉碎食物主要由发达的肌胃来完成。肌胃中常存有砂粒以助研磨。鸟类的直肠极短,不贮存粪便,且具吸收水分的作用,这对减轻体重负担无疑是有好处的。鸟类消化能力强,消化迅速。成鸟由后肾排出含尿酸的尿液。由于肾管和泄殖腔的双重吸水作用,失水极少。海鸟眼眶上部具盐腺,分泌高渗盐水,从而保持体液的渗透压稳定。鸟类的消化、排泄和生殖管道均开口于泄殖腔。腔的背面有淋巴样腺体(腔上囊)腺体在幼体最发达,与免疫功能有关。

卵及孵化

复杂的结构要求较长的发育阶段;但飞翔却又要求体轻,这一矛盾靠多黄卵和较长的孵育时间来解决。鸟的左右坐骨和耻骨不在腹侧联合,开放式的骨盆有利于产生大型硬壳卵。
一般地说,早成性鸟类在出壳数个小时类就能行动和觅食,而晚成性鸟类则需由亲鸟哺育20天或更长时间

排泄系统

生成尿酸(哺乳动物为尿素),所排泄的水分少,利于保持身体水分平衡。(海生鸟类头部有盐腺,可排出体内多余的盐分,使其可直接饮用海水。)膀胱退化,输尿管直接开口于泻殖腔,尿液随粪便一起排出,利于减轻体重。

繁殖方式

较完善的繁殖方式。一般均有求偶、造巢、孵卵、育雏等行为,保证后代在多变的环境中有较高的成活率。雌鸟右侧输卵管退化,产卵繁殖后代,均为减轻体重,利于飞行。

循环系统

结构与哺乳动物(人)基本一致。但心搏次数较高(蜂鸟可达600次/分钟),心脏占体重比较大。

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