Ptaki
Większość biologów uważa, że dinozaury przetrwały do naszych czasów w postaci ptaków. Są też badacze, którzy twierdzą, że podobieństwo ptaków oraz dwunożnych opierzonych dinozaurów jest powierzchowne. Jedno jest pewne – ptaki i gady łączy wiele cech wspólnych.
ptaki są kręgowcami;
składają jaja jak gady, ale są stałocieplne jak ssaki;
opanowały powietrze dzięki przystosowaniom do lotu.
wskazywać i opisywać przystosowania ptaków do lotu (widoczne w budowie zewnętrznej i w budowie szkieletu);
wyjaśniać, na czym polega stałocieplność i jakie ma znaczenie;
opisywać budowę płuc i wyjaśniać mechanizm wymiany gazowej u ptaków;
rozpoznawać wybranych przedstawicieli ptaków;
przedstawiać znaczenie ptaków.
1. Ptaki – zwierzęta stałocieplne
Ptaki to kręgowce stałocieplnestałocieplne. Utrzymują względnie stałą temperaturę ciała, w dużym stopniu niezależną od temperatury otaczającego je środowiska. Wysoka temperatura ciała ptaków (41‑42°C) jest wynikiem:
wysokiego tempa przemian zachodzących w komórkach; by je utrzymać, ptaki zużywają duże ilości pokarmu i tlenu, a znaczną część energii zawartej w pożywieniu przekształcają w ciepło;
obecności tkanki tłuszczowej i piór, które chronią przed utratą ciepła;
zdolności do chłodzenia ciała poprzez wyparowanie wody (ziajanie) oraz do zachowań chroniących przed przegrzaniem i wychłodzeniem.
Dzięki wykształceniu stałocieplności ptaki posiadły zdolność do życia we wszystkich typach ekosystemów na wszystkich kontynentach. Niektóre, jak pingwiny czy petrele, zamieszkują nawet wybrzeża Antarktydy.
Ptaki mogą wpływać na temperaturę swojego ciała, zachowując się w specyficzny sposób. Podaj przykłady zachowań, które pozwalają im się chłodzić lub ograniczać utratę ciepła.
Kiedy i dlaczego pingwiny tworzą gromady, w których ściśle się do siebie przytulają? Co daje ptakom stroszenie piór? W jakich warunkach i z jakiego powodu ptaki otwierają dziób i intensywnie oddychają?
Ptaki nie mają gruczołów potowych, dlatego nie mogą się pocić. Chłodzenie organizmu odbywa się w płucach i workach powietrznychworkach powietrznych, gdzie zachodzi parowanie wody do wypełniającego je powietrza.
2. Przystosowania ptaków do lotu
Najbardziej charakterystyczną cechą ptaków jest posiadanie skrzydeł. Pokryte są pióramipiórami, które nadają im opływowy (aerodynamiczny) kształt i zwiększają ich powierzchnię podczas lotu.
Pióra ptaków dzieli się na puchowe i konturowe – pokrywowe, lotki i sterówki. Pióra puchowe wraz z zawartym między nimi powietrzem tworzą warstwę, która chroni ptaka przed zimnem. Pióra pokrywowe przykrywają puch i utrudniają wymianę ciepła z otoczeniem. Lotki porastają skrzydła i formują ich powierzchnię nośną. Podobne do lotek sterówki są ułożone wachlarzowato na ogonie i służą do sterowania lotem, utrzymania równowagi oraz wytracania prędkości w trakcie lądowania.
Pióra konturowe składają się z osi pióra i chorągiewki. Część osi znajdująca się w skórze to dutkadutka; pozostała część, pokryta chorągiewką, to stosinastosina. ChorągiewkaChorągiewka zbudowana jest z promieni, od których na boki odchodzą promyki wyposażone w haczyki. Haczyki promyków zachodzą na siebie, tworząc lekką, zwartą i elastyczną powierzchnię chorągiewki.
Porównanie budowy piór.
różne rodzaje piór,
lupa.
Zaobserwuj, jak zbudowane są poszczególne pióra.
Zaobserwuj, jak zbudowana jest elastyczna powierzchnia chorągiewki.
Rozpoznaj pióra puchowe i konturowe. Pióra konturowe podziel na lotki, sterówki i pióra pokrywowe. Narysuj lotkę i opisz jej budowę.
Budowa, kształt i wielkość pióra zależą od jego położenia na ciele ptaka oraz funkcji, jaką pełni.
Ptaki, aby móc latać, muszą być lekkie. Dlatego ich kości są pneumatycznepneumatyczne – mają w środku przestrzenie wypełnione powietrzem. Kończyny przednie ptaków mają postać skrzydeł pokrytych piórami. Ptaki potrzebują do lotu silnych mięśni poruszających skrzydłami. Są one przyczepione do szerokiego grzebienia znajdującego się na mostku. Czaszka ptaków pozbawiona jest zębów, które obciążałyby głowę podczas lotu.
Wyjaśnij, dlaczego kaczka nie tonie.
Jaki związek mają pióra ze zdolnością kaczki do unoszenia się na wodzie? Dlaczego kaczki nacierają pióra tłustą wydzieliną gruczołu kuprowego?
Kiwi zamieszkujący Nową Zelandię nie ma skrzydeł, a jego pióra przypominają włosy.
Film dostępny na portalu epodreczniki.pl
Fotografia nocna przedstawia szarobrązowego ptaka kiwi na tle rdzawych liści paproci. Głowa w prawo, długi lekko zakrzywiony dziób. Oko małe, z czerwonym refleksem. Szyja zgięta, całe ciało okryte długimi, miękkimi piórami. Ptak skulony, przysiadł na dużych stopach z długimi palcami. Nagranie prezentuje głos kiwi.
3. Odżywianie ptaków
Ptaki wszystkożerne, jak szpaki, wróble, gawrony i kury domowe, żywią się różnymi rodzajami pokarmu. Kura zjada twarde ziarna zbóż i miękkie owoce , młode pędy, dżdżownice, owady, ślimaki, padlinę. Ponad 2/3 ptaków to drapieżniki. Orły, jastrzębie, myszołowy, a także sowy polują na drobne ssaki, rzadziej ptaki i gady. Są znakomicie przystosowane do łowów – np. sowy mają duże oczy, które mogą działać jak teleskop. Dzięki nim wypatrują ofiarę z powietrza i atakują znienacka, chwytając w ostre szpony i rozrywając zakrzywionym dziobem. Nury i pingwiny polują na ryby, ścigając je w toni wodnej. Drozdy żywią się ślimakami, zwłaszcza nagimi. Jaskółki i jerzyki w locie polują na owady. Kiwi i bekasy przeszukują podłoże w poszukiwaniu drobnych bezkręgowców. Dzięcioły wykuwają otwory w drewnie, by wydobyć owady. Padliną żywią się mewy i kruki. Kaczki i łabędzie odżywiają się, filtrując pokarm z wody. Gęsi skubią trawę i inne rośliny. Gile, szczygły i czyżyki żywią się nasionami roślin. W owocach lubują się szpaki, kosy i jemiołuszki (z gatunków krajowych).
Ptaki przyjmują pokarm w całości i przetrzymują go w wolu, gdzie ulega nawilżeniu i rozmiękczeniu. Do rozdrabniania pokarmu w większości przypadków służy ptakom żołądek mięśniowy, zawierający często celowo połykane kamyki.
Dokarmianie w trakcie zimy może uratować życie wielu ptakom. Kiedy dni są krótkie, temperatury niskie, a dostęp do pokarmu utrudniony, stare lub osłabione osobniki mają małe szanse na przeżycie. Wyjaśnij, jak dokarmiać ptaki, by im nieumyślnie nie szkodzić.
Jaki pokarm powinno się umieszczać w karmnikach? Jak często go dostarczać? Dlaczego nie można wykładać w karmniku chleba, ani podawać go kaczkom i łabędziom? Czy dokarmiać latem gołębie w mieście?
Wiele gatunków ptaków migruje w poszukiwaniu pokarmu. Robią to na przykład żurawie czy jaskółki, które wiosną i latem gniazdują oraz wychowują młode w Polsce, a jesienią odlatują do cieplejszych regionów, gdzie zimują. Są też ptaki, które przybywają z dalekiej północy, by spędzić u nas zimę. Większość ptaków wędruje w stadach, lecąc w kluczu. To specyficzne ustawienie podczas lotu pozwala im na łatwiejsze pokonanie oporu powietrza.
Film dostępny na portalu epodreczniki.pl
Film przedstawia przelot gęsi w kluczu. Widać horyzont i na niebie duży klucz ptaków.
4. Oddychanie
U ptaków wymiana gazowa zachodzi w płucach zbudowanych z ogromnej liczby splątanych ze sobą cieniutkich rureczek. Dzięki temu posiadają one dużą powierzchnię wymiany gazowej. Jest to istotne, ponieważ lot wymaga bardzo wiele energii, a ta jest uwalniana w obecności tlenu. Do magazynowania powietrza służą worki powietrzneworki powietrzne. Są to grubościenne zbiorniki wypełnione powietrzem i połączone z oskrzelami. Zmniejszają one ciężar właściwy ptaka.
Wentylacja płuc może zachodzić na 2 sposoby. Podczas chodzenia lub odpoczynku tłoczenie powietrza do płuc odbywa się dzięki rytmicznym ruchom klatki piersiowej, powodowanym skurczami mięśni międzyżebrowych. W czasie lotu klatka piersiowa jest usztywniona, ponieważ stanowi oparcie dla mięśni poruszających skrzydła. Gdy ptak unosi skrzydła, następuje wdech, powietrze dostaje się przez drogi oddechowe do płuc i worków powietrznych. Gdy skrzydła są opuszczane, następuje wydech. Wtedy zużyte powietrze wydostaje się z płuc, a powietrze zmagazynowane w workach powietrznych jest zasysane do płuc, natleniając krew. Mechanizm ten nazywamypodwójnym oddychaniempodwójnym oddychaniem, ponieważ bogate w tlen powietrze przepływa przez płuca ptaka dwukrotnie, zarówno podczas wdechu, jak i wydechu.
Prawie wszystkie ptaki potrafią szybować. Niektóre mogą w ten sposób pokonywać nawet duże odległości. Wyjaśnij, dlaczego ptaki w sprzyjających warunkach wybierają taki sposób lotu.
Czy szybowanie wymaga takich samych nakładów energetycznych jak aktywny lot? Dlaczego?
Pingwiny potrafią nurkować na głębokość 250 m (maksymalnie 565 m). Mogą przebywać pod wodą od 15 do 20 minut. Jest to możliwe m.in. dzięki temu, że są zdolne do magazynowania dużych ilości tlenu w mięśniach.
5. Rozmnażanie ptaków
U wielu ptaków występuje dymorfizm płciowydymorfizm płciowy, czyli różnice w ubarwieniu i wielkości przedstawicieli obu płci. Samce na ogół są większe od samic i jaskrawo ubarwione. Samice mają najczęściej ubarwienie maskujące, przydatne zwłaszcza podczas wysiadywania jaj. U ptaków ma miejsce zapłodnienie wewnętrzne. Samice składają jaja zwykle w gniazdach, gdzie są wysiadywane. Ciepło dostarczane jajom przez wysiadującą je samicę umożliwia rozwój zarodków. U niektórych ptaków, np. pingwinów i bocianów, jaja wysiadują także samce.
Ptaki, podobnie jak gady, są owodniowcami. Zarodek ptaka rozwija się z tarczki zarodkowejtarczki zarodkowej, która powstaje na powierzchni żółtkażółtka, stanowiącego źródło pokarmu dla zarodka. Żółtko w jaju utrzymuje się w miejscu, dzięki strukturom białkowym zwanym skrętkamiskrętkami. Silnie uwodnione białko chroni zarodek przed wyschnięciem i amortyzuje wstrząsy. Wymianę gazową umożliwiają pory w skorupce jaja oraz komora powietrznakomora powietrzna. Błony pergaminoweBłony pergaminowe i skorupka wapienna zabezpieczają jajo przed urazami mechanicznymi. W trakcie rozwoju zarodka skorupka staje się cieńsza, gdyż zawarty w niej wapń jest stopniowo wbudowywany w kości.
Pisklęta ptaków to zwykle gniazdownikigniazdowniki, które wykluwają się nieopierzone, ślepe i przez długi czas są bezradne i uzależnione od rodziców. Jeśli pisklę po wykluciu jest pokryte piórami puchowymi i ma otwarte oczy, może od razu opuścić gniazdo i podążać za matką, nazywa się je zagniazdownikiemzagniazdownikiem. Takie młode mają kury, kaczki, strusie.
Opisanie budowy jaja ptaka.
świeże jajo kury,
nożyk z ostrym czubkiem,
lupa.
Zaobserwuj kształt jaja i wyjaśnij, jakie ma on znaczenie.
Obserwuj przez lupę skorupkę jaja. Wyjaśnij znaczenie porów.
Delikatnie ukrusz nożykiem skorupkę na szerszym końcu tak, aby zajrzeć do jaja, ale go nie rozbić. Odszukaj i opisz błony pergaminowe i położenie komory powietrznej.
Jaja kury mogą znacznie różnić się wielkością w zależności od wieku samicy i środowiska życia. Występujące w skorupce otworki umożliwiają przedostawanie się powietrza do komory powietrznej i rozwijającego się zarodka.
Skorupki jaj ptasich mogą mieć różne barwy: białe, zielone, niebieskie, czerwone, brązowe. Mogą też być pokryte barwnymi plamami. Wyjaśnij, dlaczego ubarwienie jaj jest tak zróżnicowane.
Gdzie znajdują się gniazda ptaków? Jak jaja są chronione, gdy samica opuszcza gniazdo w poszukiwaniu pokarmu?
Ptaki wykazują specyficzne zachowania godowe zwane tokami. Samce wielu gatunków rywalizują o samice, wydając charakterystyczne odgłosy godowe. Inne dają swoim partnerkom prezenty. Zimorodek przynosi rybę, żołna – owada, a kardynał – ziarenko. Żurawie wykonują specyficzny taniec, podskakują i kłaniają się z rozpostartymi skrzydłami oraz podążają za samicą z uniesionym pionowo dziobem. Altanniki natomiast budują strojne altany, którymi zachęcają partnerki do zbliżenia.
Film dostępny na portalu epodreczniki.pl
Fotografia przedstawia szarego żurawia, stojącego w wodzie pionowo, z rozłożonymi skrzydłami. Lotki zewnętrzne czarne, rozcapierzone. Głowa mała, na długiej szyi, z czerwoną czapeczką. Dziób długi, prosty. Brzuch ma poprzeczny, ciemniejszy pas. Nogi chude, długie, jedna lekko uniesiona ze złożonymi palcami. Za nim trzy inne żurawie. Nagranie prezentuje głos tokujących żurawi.
6. Różnorodność ptaków
Największy żyjący obecnie ptak to struś afrykański. Może on osiągnąć ponad 2,5 m wysokości i ważyć 150 kg. Jest nielotem, ale za to świetnie biega dzięki długim, silnie umięśnionym kończynom tylnym. Maksymalna prędkość, jaką może rozwinąć, wynosi ponad 50 km/h.
Zięba występuje na terenach rolniczych i zurbanizowanych. Zasiedla wszystkie typy lasów, parki, cmentarze, a nawet przydomowe ogródki i działki. Żywi się nasionami roślin zielnych, drzew i krzewów, a także owocami i ziarnami zbóż, a czasem pąkami drzew. Może też zjadać owady i pajęczaki zebrane z gałązek drzew.
Film dostępny na portalu epodreczniki.pl
Fotografia przedstawia ptaka siedzącego na gałęzii. Ptak jest podobny do wróbla. Ma nastroszone brązowe pióra, na skrzydle biały pasek. brzuch i pierś jasnoszare.
Puchacz jest największą polską sową. Poluje w nocy, kierując się słuchem i wzrokiem. Pióra wokół oczu i dzioba tworzą szlarę, antenę skupiającą dźwięki i prowadzącą je do ucha. Puchacz ma masywną sylwetkę, dużą okrągłą głowę, pomarańczowe oczy i charakterystyczne skupiska piór przypominające uszy. Zamieszkuje rozległe pierwotne obszary leśne. Poluje na średniej wielkości ptaki i ssaki, czasami także na owady.
Film dostępny na portalu epodreczniki.pl
Fotografia przedstawia puchacza, stojącego na trawie przy strumieniu. Brązowo – biały nakrapiany ptak bokiem, ale głowa wprost. Duże, okrągłe, pomarańczowe oczy. Nad nimi pióra na boki jak „uszy”. Dziób czarny, zakrzywiony. Na nogach obrączki. Nagranie prezentuje głos puchacza.
Najszybszym ptakiem jest sokół wędrowny, który podczas pikowania w dół potrafi rozwinąć prędkość do 300 km/h. Cechuje go duża, krępa i silna sylwetka z długimi, ostro zakończonymi skrzydłami i masywną głową. Poluje w dzień na drobne kręgowce, głównie ptaki i ssaki. Zamieszkuje wszystkie kontynenty, najczęściej doliny rzeczne, obszary górskie i lasy położone blisko zbiorników wodnych. Może także występować na terenach miejskich.
Film dostępny na portalu epodreczniki.pl
Fotografia przedstawia sokoła lecącego na tle nieba. Ptak ma zakrzywiony dzziób i ostre szpony na palcach.Skrzydła są w połowie złożone.
Wyjaśnij, dlaczego liczne ptaki drapieżne mają ubarwienie kamuflujące.
Co zagraża tym ptakom? Kiedy i dlaczego muszą się maskować?
Kukułka jest pasożytem lęgowym. Samica podrzuca jajo do gniazda ptaka z grupy wróblowatych. Pisklę kukułki, już w pierwszym lub drugim dniu po wykluciu, wyrzuca z gniazda jaja lub potomstwo gospodarza. Wydając żebrzący głos, zmusza przybranych rodziców do bardzo częstego karmienia, nawet 17 godzin na dobę.
7. Znaczenie ptaków
Ptaki masowo hoduje się na potrzeby przemysłu spożywczego dla mięsa i jaj. Niektóre gatunki dzikiego ptactwa widnieją na liście zwierząt łownych. Ptasich piór używa się do wypełniania kołder, poduszek lub kurtek, a także – z uwagi na ich walory estetyczne – do wyrobu ozdób. Papugi i kanarki, ze względu na towarzyski charakter lub piękny śpiew, są hodowane jako zwierzeta domowe.
Dzięki zdolności niektórych gatunków ptaków do polowania na szkodniki pól i magazynów uważa się je za cennych sprzymierzeńców człowieka. Należą do nich żywiące się owadami: sikory, wilgi, dzięcioły, żołny, kuropatwy. Zjadają stonkę ziemniaczaną, mszyce i inne szkodniki upraw. Liczne gatunki sów, myszołowy, jastrzębie i pustułki polują na myszy, które wyrządzają szkody w magazynach ze zbożem, a także w samych uprawach. Z drugiej strony, ptaki mogą powodować poważne straty, np. wróblowate wyjadają ziarna zbóż, a kormorany i mewy przyczyniają się do ubytków w gospodarstwach rybackich.
W przyrodzie ptaki pełnią istotną funkcję, gdyż stanowią ważny składnik licznych łańcuchów pokarmowych. Ponadto, zjadając owoce, przyczyniają się do rozsiewania nasion. Kolibry podczas pobierania nektaru zapylają rośliny, głównie storczyki i kaktusy.
Dudek jest ptakiem terytorialnym i w razie zagrożenia agresywnie broni terytorium. Wyjaśnij, jaki jest powód takiego zachowania.
Dlaczego duże zagęszczenie dudków jest dla nich niekorzystne?
Podsumowanie
Ptaki są kręgowcami stałocieplnymi, które potrafią latać (lub, jak w przypadku strusi, potrafili ich przodkowie) i zamieszkują wszystkie ekosystemy świata.
Przystosowania ptaków do lotu to m.in. pokrycie ciała piórami, kończyna przednia przekształcona w skrzydło, obecność grzebienia na mostku, lekki szkielet, obecność worków powietrznych.
Kształt dzioba ptaka zależy od rodzaju pokarmu, którym się on żywi, oraz sposobu, w jaki go zdobywa.
Budowa kończyn tylnych ptaka zależy od jego trybu życia i zamieszkiwanego środowiska.
U ptaków, dzięki obecności worków powietrznych, zachodzi podwójne oddychanie.
Ptaki są jajorodne, występuje u nich zapłodnienie wewnętrzne.
Ptaki są owodniowcami, ich młode rozwijają się w jaju i są otoczone błonami płodowymi zapewniającymi im optymalne warunki do rozwoju.
Przeanalizuj mapę przedstawiającą drogi migracji bocianów, a następnie odpowiedz na pytania.
a. W jakich krajach gniazdują bociany?
b. Czy lecąc do miejsc zimowania bociany omijają morza czy góry? Dlaczego?
Wyjaśnij na wybranych przykładach zależność między budową dzioba ptaka a rodzajem pokarmu, którym się on żywi.
Słowniczek
przylegające ściśle do siebie osłony jaja ptaka, pełniące funkcję ochronną, przedzielone przestrzenią wypełnioną powietrzem, tzw. komorą powietrzną
część pióra zbudowana z 2 rzędów promieni wytwarzających promyki połączone ze sobą za pomocą haczyków; występuje na stosinie
część osi pióra tkwiąca w skórze ptaka
dwupostaciowość; zróżnicowanie budowy zewnętrznej i ubarwienia osobników męskich i żeńskich
ptaki, których pisklęta lęgną się ślepe i nieopierzone oraz niezdolne do samodzielnego funkcjonowania; potrzebują opieki rodziców i przez długi czas przebywają w gnieździe
przestrzeń w jaju ptaka wypełniona powietrzem i ograniczona błonami pergaminowymi, która umożliwia młodemu osobnikowi wymianę gazową tuż przed wykluciem
kości długie posiadające liczne przestrzenie wypełnione powietrzem, które sprawiają, że masa ciała ptaka w stosunku do jego objętości jest mniejsza niż gdyby tych przestrzeni nie było; takie kości są przystosowaniem do lotu
wytwory naskórka pokrywające ciało ptaka, nadające mu opływowy kształt i umożliwiające latanie;
mechanizm oddychania występujący u ptaków; umożliwia przepływ bogatego w tlen powietrza przez płuca, a co za tym idzie, wymianę gazową zarówno podczas wdechu i wydechu
struktury białkowe występujące w jaju ptaka, utrzymujące kulę żółtka w odpowiedniej pozycji
zdolność do utrzymania względnie stałej temperatury ciała w znacznym stopniu niezależnej od temperatury środowiska
część osi pióra wystająca ponad skórę ptaka; na niej znajduje się chorągiewka
skupisko komórek zarodka w kształcie spłaszczonego dysku, występujące na powierzchni żółtka jaja; u gadów, ptaków i nielicznych ssaków
grubościenne pęcherze połączone z płucami ptaka poprzez oskrzela, występujące w tułowiu i we wnętrzu niektórych kości długich; ich funkcją jest umożliwienie wymiany gazowej podczas wydechu oraz zmniejszenie masy ciała ptaka w stosunku do jego objętości
ptaki, których pisklęta lęgną się pokryte piórami puchowymi i z otwartymi oczami, przez co wkrótce po wykluciu są zdolne do samodzielnego funkcjonowania oraz podążania za matką; nie przebywają długo w gnieździe
część jaja stanowiąca zapas substancji odżywczych i materiał budulcowy dla rozwijającego się zarodka
Zadania
Ptaki potrafią latać. Zaznacz cechy, które umożliwiły im opanowanie tej czynności.
- przekształcenie kończyn przednich w skrzydła
- posiadanie dwóch par kończyn
- wykształcenie błon płodowych
- brak zębów
- obecność worków powietrznych
- obecność grzebienia na mostku
- dobrze rozwinięte zmysły węchu, słuchu i smaku
Uzupełnij luki w opisie budowy pióra konturowego.
Pióra konturowe osadzone wachlarzowato na ogonie to ................... Oś pióra składa się z tkwiącej w skórze ............ i części wolnej osłoniętej chorągiewką, tzw. ............... Chorągiewkę budują dwa rzędy ................ , których górne i dolne promyki spięte są .................. , zapewniającymi zwartość i elastyczność pióra.
Oceń prawdziwość zdań i zaznacz odpowiedź Prawda lub Fałsz.
| Prawda | Fałsz | |
| Ptaki mogą latać między innymi dzięki temu, że posiadają worki wypełnione powietrzem. | □ | □ |
| Ptaki nielotne takie jak struś mają kości pneumatyczne. | □ | □ |
| Lotki ptaków tworzą powierzchnię nośną. | □ | □ |
| Sterówki umożliwiają zmianę kierunku lotu. | □ | □ |
| Pióra puchowe nadają ciału ptaka opływowy kształt. | □ | □ |