PĂSĂRI: CARACTERISTICI, TIPURI, SISTEME, REPRODUCERE - BIOLOGIE - 2025

Cele Păsările zboară, calde - cu sânge, vertebrate cu pene și animale. În cadrul vertebrelor, este a doua cea mai bogată clasă din numărul de specii, cu peste 9.700, depășită doar de pești. Cea mai importantă caracteristică a acestei clase de animale este modificarea membrelor superioare în aripi.

Astfel, păsările au cucerit cerul diferitelor ecosisteme, inclusiv păduri, deșerturi, munți, pajiști, printre altele. Pene sunt, de asemenea, o caracteristică indispensabilă: dacă un organism are pene, este o pasăre.

Sursa: pixabay.com

Deși există o mare diversitate de specii, morfologia păsărilor este omogenă. Toate au o anatomie uniformă: aripi, pene și cioc cheratinizat. Această uniformitate marcată a fost restricționată de-a lungul evoluției, probabil prin zbor.

Se crede că toate caracteristicile păsărilor au fost rezultatul selecției naturale, favorizând indivizii care s-au mișcat cel mai bine prin aer. Astfel, anatomia unei păsări pare a fi „proiectată” pentru zbor, de la oasele pneumatizate la plămâni și la un metabolism eficient.

Păsările sunt caracterizate prin faptul că au o viziune excelentă. Au prize cu ochi imense și practic imobile - fapt compensat de rotația ridicată a capului.

Păsările moderne sunt împărțite în două grupuri fundamentale: paleognatele și neognatele. Primul cuprinde păsări sau ratite fără zbor. Neognatele, din partea lor, includ restul păsărilor cu mușchi puternici pentru zbor.

Ramura zoologiei care studiază păsările se numește ornitologie, termen derivat din rădăcinile grecești ornis = „pasăre”.

Caracteristici generale

Caracteristici morfologice și fiziologice

Morfologia unei pasari. Exemplu de Vanellus malabaricus. 1-Beak, 2-cap, 3-Iris, 4-elev, 5-Mantle, 6-Lesser Coverts, 7-Scapulars, 8-Coverts, 9-Terțiar, 10-Rump, 11-Primary, 12-Vent, 13 -Antregiunea 14-Tibia-tarsală, 15-Tars, 16-Dingers, 17-Tibia, 18-Belly, 19-Flanks, 20-Chest, 21-Gât, 22-Wattle, 23-Eyestripe. Sursa: Wikimedia Commons

Păsările sunt organisme ale căror limbi anterioare au fost modificate pentru zbor, sub formă de aripi. Dacă comparăm aceste membre cu cele ale unui vertebrat terestru, ne vom da seama că păsările au pierdut unele falange și membrul a devenit alungit.

Membrele posterioare, care permit individului să se prăbușească, să meargă sau să înoate, au suferit, de asemenea, modificări. Au patru degete, în unele cazuri până la 3 sau 2.

Epiderma este acoperită de pene și extremitățile posterioare cu solzi. Glandele sunt rare la păsări, deși au secreții uleioase specializate la capătul cozii.

Păsările sunt organisme endotermice, adică sunt capabile să-și regleze temperatura corpului. Deși mamiferele sunt, de asemenea, endoterme, acestea nu au dobândit această abilitate fiziologică de la un strămoș comun, făcându-l un exemplu de evoluție convergentă.

În diferitele lor sisteme, păsările se caracterizează prin pierderea sau reducerea unor organe. De exemplu, femelele au doar un ovar și un oviduct funcțional (cel stâng). În comparație cu vertebrele fără zbor, de dimensiuni similare, intestinele au suferit o reducere semnificativă.

Probabil, aceste caracteristici sunt adaptive și permit reducerea masei în zbor.

Caracteristici osoase

Oasele păsărilor au cavități de aer care reduc greutatea animalului în timpul zborului. Acest tip de structură se numește oase pneumatice. Pe lângă greutate, scheletul este rigid, ceea ce este esențial pentru controlul zborului.

Oasele craniului sunt contopite într-un singur condil occipital. Prezintă un model diapsid, iar maxilarul a fost modificat într-o structură keratinizată, în formă de cioc, fără dinți. În urechea medie există o singură osică.

Coada este redusă la o structură numită pygostyle. Sternul are chila. Acest os funcționează ca punct de atașare pentru mușchii implicați în zbor: pectoral și supracoracoid.

Furcula este o structură tipică a păsărilor care funcționează ca un izvor. Acest element stochează energie, astfel încât clapeta în jos conduce clapeta în sens invers.

Structura pelvisului este optimă pentru depunerea ouălor și se numește pelvul opistopubic.

Clasificare

Cele aproape 9.700 de specii de păsări sunt grupate în mai mult de 30 de ordine. Clasificarea pe care o vom prezenta mai jos este cea a lui Gill (2006), modificată de Hickman (2001):

Paleognathae Superorder

Struț. Sursa: HombreDHojalata, de la Wikimedia Commons

Paleognatele sunt păsări moderne cu un palat primitiv. Acest grup include formele de struți și altele asemenea, zonele, emusul, kiwi, printre altele.

Este alcătuit din patru ordine: Struthioniforme, formate din struți; Riforme, ale căror membri sunt două specii din zone care locuiesc în America de Sud; Dinornitiforme, formate din trei specii de kiwi din Noua Zeelandă; și ordinul Tinamiforme, format din aproape 50 de specii de tinamus american, iute sau inambú.

Superordonul neognathae

Această superordonare este formată dintr-un număr mare de specii cu un palat flexibil. Mai jos vom descrie pe scurt fiecare dintre ordinele care fac parte din neognate sau „neoave”.

Ordine paseriforme : este ordinea cea mai abundentă a păsărilor. Cuprinde 5750 de specii (mai mult de jumătate din speciile de păsări) care sunt distribuite în întreaga lume. Se caracterizează prin poziția falangelor lor: patru degete, trei poziționate înainte și unul din spate. Majoritatea sunt de dimensiuni mici.

Comanda Anseriforme : aproximativ 162 specii de lebede, gâște, rațe și altele asemenea, distribuite în întreaga lume. Adaptări caracteristice ale picioarelor pentru înot.

Comanda Galliforme : aproximativ 290 specii de curcani, prepelițe, fazani și altele asemenea. Distribuția sa este la nivel mondial. Dieta sa este ierbivore. Ciocurile și picioarele lor sunt puternice și grele.

Comanda Sphenisciformes : 17 specii de pinguini. Sunt cunoscuți pentru capacitatea lor de a înota, cu aripi modificate în forme de palete care le permit să se deplaseze eficient prin apă.

Ordine Gaviiforme : formate din loons, un grup de păsări acvatice.

Comandă Podicipediforme : 22 de specii de păsări cu obiceiuri de scufundări cunoscute popular sub numele de grebe, macae și grebe. Sunt comune în iazuri, unde cuiburile lor pot fi văzute plutind.

Comandați fenicopteriforme : 5 specii de păsări acvatice foarte colorate. Ele sunt cunoscute în mod obișnuit sub numele de flameni. Există specii actuale și dispărute.

Comanda Procellariiforme : 112 specii de distribuție la nivel mondial, sunt păsări pelagice care includ albatrosele, petrelele, fulmarii și altele asemenea.

Comanda Pelecaniforme : 65 de specii de distribuție mondială. Găsim în această ordine pelicanii, cormoranii, ganiile, pâlcurile și altele. Se hrănesc cu pești.

Comanda Ciconiiforme : 116 specii de distribuție la nivel mondial. Acestea includ heroni, acostamente, berze, ibis, lingurițe, vulturi și altele. Se caracterizează prin alungirea semnificativă a picioarelor și a gâtului.

Comanda Falconiforme : 304 specii de păsări distribuite în întreaga lume. Acestea includ vulturi, șoimi, șoimi, condori și vulturi. Aceste exemplare au o viziune excelentă care le permite să-și vâneze prada.

Comanda Gruiforme : 212 specii de distribuție la nivel mondial. Acestea includ macarale, șine, carotaje, galinule și altele asemenea.

Comandați Charadriiforme : Peste 350 de specii distribuite în întreaga lume. Acestea includ pescărușii și alte păsări de mal.

Comanda Columbiforme : aproximativ 300 de specii de distribuție la nivel mondial. Acestea includ porumbeii și dodo-ul dispărut. Se caracterizează prin faptul că au gâturile scurte, picioarele și ciocurile.

Comanda Psittaciforme : peste 350 de specii distribuite în întreaga lume. Acestea includ papagali, parakeți și altele asemenea.

Opisthocomiforme de ordin: ordin format dintr-o singură specie; hoazín Opisthocomus hoazín, situat în bazinul Amazonului.

Comanda Musofagiforme : 23 de specii endemice din Africa. Ele sunt cunoscute sub numele de Turacos.

Comanda Cuculiforme : aproximativ 140 de specii de distribuție la nivel mondial. Acestea includ cucuri și rutieri.

Comanda Strigiforme : aproximativ 180 de specii nocturne de distribuție la nivel mondial. Acestea includ bufnițe și altele asemenea. Sunt prădători nocturni, cu zbor tăcut și viziune excelentă.

Comanda caprimulgiforme : 118 specii de distribuție la nivel mondial. Acestea includ podargos, nightjars și altele.

Comanda Apodiforme : aproximativ 429 specii de distribuție la nivel mondial. Include colibri și ture. Sunt cu picioarele scurte și se prăbușesc rapid.

Există, de asemenea, ordinele Coliiforme, Trogoniforme, Coraciiforme și Piciforme.

Sistem digestiv

Păsările au un sistem digestiv modificat care le permite să digere hrana eficient și compensează lipsa structurilor dentare. De asemenea, absorbția de nutrienți are loc în intervale de timp scurte.

Sistemul digestiv are o gârlă care ajută la măcinarea alimentelor pe care animalul le consumă. Păsările au un sistem de glande salivare foarte rudimentare care secretă mucusul pentru a unge trecerea alimentelor.

Anumite păsări au o modificare a esofagului care permite depozitarea alimentelor. În unele specii, această lărgire nu servește numai ca loc de depozitare, ci este și producătorul unei substanțe lactoase nutritive - analogă laptelui de mamifer - care servește la hrănirea puiilor fără apărare.

Stomacul este împărțit în două compartimente. Primul este proventriculus, responsabil pentru secreția de suc gastric. Al doilea este gârzâitul, însărcinat cu măcinarea materiei nutritive. Pentru a ajuta la procesul de zdrobire a alimentelor, păsările consumă roci sau alte obiecte, care sunt adăpostite în viscol.

Hrănire

Dietele păsărilor sunt variate. Există specii insectivore, carnivore (care se hrănesc cu viermi, moluște, crustacee, pești, mamifere și chiar și alte păsări), nectarivore și multe sunt omnivore.

Mărimea și forma ciocului păsării sunt adaptate elegant modului de hrănire tipic al individului care îl poartă. De exemplu, păsările consumatoare de semințe au ciocuri tari, puternice, în timp ce păsările nectarivore - precum colibrele - au ciocuri lungi și subțiri care le permit să consume nectar de flori.

Răpitoarele carnivore - cum ar fi bufnițele, de exemplu, formează bile minuscule de material organic pe care nu le pot digera, cum ar fi părul sau oasele pe care apoi le regurgitează.

Sistem circulator

Modelul inimii unei păsări. Wagner Souza e Silva / Muzeul de anatomie veterinară FMVZ USP

Sistemul circulator al păsărilor este alcătuit dintr-o inimă cu patru camere: două atrii și două ventricule. Are două sisteme de circulație, unul pulmonar și celălalt sistemic.

În termeni generali, sistemul circulator al păsărilor nu diferă prea mult de sistemul tipic întâlnit la mamifere.

Frecvența cardiacă a păsărilor este mare, găsind o relație inversă între mărimea organismului și frecvența.

Eritrocitele sau globulele roșii au un nucleu - spre deosebire de al nostru, care degenerează această structură atunci când se maturizează. Fagocitele sunt celule foarte active și sunt implicate în repararea plăgii și în alte funcții ale sistemului imunitar.

Sistem nervos

Sistemul nervos al păsărilor este complex și bine dezvoltat. Se disting douăsprezece perechi de nervi cranieni. Creierul este mare, la fel și cerebelul și lobii optimi. În schimb, cortexul cerebral este slab dezvoltat.

În ceea ce privește sistemele senzoriale, mirosul și gustul sunt ineficiente în majoritatea speciilor. Cu toate acestea, există multiple excepții de la acest tipar, ca în cazul păsărilor carnivore și oceanice, unde aceste simțuri joacă un rol fundamental în stilul de viață al acestor specii.

Viziunea la păsări este magnifică. Organul său fotoreceptor seamănă cu ochiul altor vertebrate, deși este mai mare, mai puțin sferic și practic imovabil. Pentru a compensa fixarea parțială a ochilor, au dezvoltat o capacitate incredibilă de a mișca capul.

Auzul este și el bun. Urechea este împărțită în regiunea exterioară, o ureche mijlocie cu un singur osicul, columela și un sector interior cu cohleea.

Sistemul respirator

Datorită cerințelor energetice ale zborului, sistemul respirator al acestor vertebrate zburătoare trebuie să fie extrem de eficient. Au structuri specializate numite parabronchi, cu saci de aer. Aceste organe diferă substanțial de organele respiratorii pe care le găsim la alte vertebrate.

La păsări, ramurile bronhiilor se termină în structuri asemănătoare tubului, unde are loc un flux continuu de aer - spre deosebire de terminațiile sac (alveole) pe care le vedem în plămânii mamiferelor.

Sacurile de aer formează un sistem de nouă elemente interconectate, care sunt situate în torace și în abdomen. Funcția acestor structuri este de a promova aerisirea, cu un flux perenic de aer care trece prin plămâni.

La păsări, aerul intră prin trahee și bronhiile primare, prin plămâni și în sacurile de aer posterioare. De acolo trece la plămâni și aerul iese prin vânt. Acest ciclu corespunde primei expirații.

La a doua expirație, o parte din aerul care intră trece prin sacurile de aer posterioare și în plămâni. În acest fel, aerul suspendat este împins spre pungile anterioare. Apoi aerul părăsește animalul.

Sistemul excretor

Rinichii păsărilor sunt metaniferice, iar uretra se golește într-o cloacă. În cadrul celor trei sisteme renale care există, rinichii metanefrici constau dintr-un organ care este conectat la cloaca prin canalul Wolffian, provine din mezodermul mediu al segmentelor toracice și lombare.

Principalul produs de deșeuri este acidul uric, motiv pentru care păsările se încadrează în categoria „uricotelienilor”. Această substanță este foarte insolubilă în apă, astfel încât precipită și creează o deșeuri semi-solide, adesea albicioase. Păsările nu au vezică urinară.

Reproducere

La toate păsările, sexele sunt separate, iar fertilizarea este internă. Masculii au două testicule funcționale, în timp ce femelele au ovar degenerat și oviduct drept. La bărbați, doar câteva specii au un penis ca organ copulator, inclusiv rațe, gâște și unele paleognate.

Toți produc ouă cu o coajă dură. Ouăle sunt incubate extern: unii dintre părinți sunt așezați pe ei și mențin o temperatură optimă datorită căldurii corporale.

Sistemul de determinare a sexului păsărilor este dat de cromozomii sexuali ZW (echivalentul cromozomilor noștri XY). Spre deosebire de mamifere, sexul heterogametic corespunde femeilor. Adică, specimenele de sex feminin au două cromozomi diferiți.

În funcție de specia de pasăre, un individ tânăr activ, capabil să se descurce pentru el însuși sau un mic gol, care are nevoie de îngrijire parentală, poate ieși din ou. Prima variantă de pui independenți este cunoscută sub numele de pui precociali și cei care au nevoie de pui altriciali.

Evoluţie

Biologii evolutivi consideră că originea păsărilor este una dintre cele mai impresionante tranziții în evoluția vertebratelor - alături de saltul tetrapodului de la apă la sol.

Înregistrarea fosilelor a arătat o varietate de caracteristici unice pe care le găsim la speciile de păsări vii, cum ar fi pene și reducerea marcată a mărimii corpului.

Se consideră că evoluția păsărilor a fost însoțită de originea zborului, dar se suspectează că mai multe caracteristici pe care le asociem cu zborul au evoluat înainte de păsări.

Archaeopteryx

Cea mai cunoscută fosilă la originea păsărilor este Archaeopteryx; Este vorba despre mărimea unui corb, cu un cioc similar cu cel al păsărilor moderne, dar cu dinți. Scheletul animalului fosilizat amintește de o reptilă, cu o coadă lungă.

Fosila a fost descoperită în 1861, la doi ani de la publicarea The Origin of Species. A avut un impact mass-media important, deoarece această fosilă de „tranziție” părea să susțină semnificativ teoria selecției naturale.

Singura caracteristică care exclude fosilul să fie clasificată ca dinozaur terropod este prezența incontestabilă a penelor.

De la dinozauri la păsări

Asemănarea dintre păsări și reptile este evidentă. De fapt, renumitul zoolog Thomas Huxley a numit păsările „reptile glorificate”.

Datorită unui număr semnificativ de caracteristici comune - inclusiv gâtul lung în formă de S - este clar că păsările sunt strâns legate de un grup de dinozauri numiți teropode.

De fapt, dromaeurauridele sunt dinozaurii terropodici cu furculiță (o claviculă fuzibilă) și trăsături de învârtire pe oasele încheieturii care sunt asociate cu zborul.

În plus, există fosile care leagă dromaeosauridele cu păsările. Exemplarele sunt în mod clar dinozauri terropod, dar cu pene.

Se deduce prin forma penelor că nu au putut fi folosite pentru zbor, dar ar putea contribui la o alunecare rudimentară, sau altfel, colorația ar putea avea funcții sociale asociate cu curte.

Adaptări pentru zbor

Dacă examinăm în detaliu detaliile morfologice și fiziologice ale păsărilor, ne vom da seama că sunt mașini „proiectate” pentru a zbura; În natură, nimeni nu „proiectează” nimic, iar adaptările pe care le observăm sunt produsul mecanismului de selecție naturală.

Adaptările pentru zbor se concentrează pe două obiective: reducerea masei în timpul procesului și îmbunătățirea deplasării.

pene

Penele sunt apendice de origine epidermică, care se găsesc căptușesc pielea păsărilor. După cum am discutat în secțiunea anterioară, pene au apărut în cursul evoluției într-un anumit grup de dinozauri și au fost păstrate chiar și la păsările pe care le vedem astăzi.

Sunt structuri extrem de ușoare realizate din beta keratină. Această substanță, bogată în cisteină, este prezentă și în alte structuri ale păsărilor, cum ar fi ciocul, solzii și unghiile.

Penele îndeplinesc diferite funcții. Principala este facilitarea mișcării prin aer, sol și apă.

Oferă protecție mecanică împotriva vântului și, de asemenea, protecție termică împotriva temperaturilor extreme - fie calde, fie reci -, evitând pierderea de căldură corporală în medii reci și arsuri solare în zonele calde.

Porumbei zburători. Eadweard Muybridge (1893)

Pene, datorită culorilor și desenelor lor exotice, participă la comunicarea vizuală și la interacțiunile sociale dintre păsări. În general, femelele prezintă culori opace sau criptice, în timp ce bărbații prezintă culori izbitoare. În unele cazuri, penele participă la camuflarea animalului.

Schelet și oase pneumatice

Scheletul păsărilor se caracterizează prin a fi ușor, dar nu slab. Oasele moderne de păsări sunt deosebit de delicate, cu cavități aerisite care scad în masă.

Deși păsările au evoluat din organisme cu cranii diapside (două deschideri temporare), este extrem de dificil să vedem acest model anatomic la păsările moderne.

Craniul său este atât de modificat încât este topit într-o bucată care nu ajunge la 1% din masa totală a individului. Unele specii au cranii cinetice, precum cea întâlnită la șopârle și șerpi.

Totuși, aceasta nu înseamnă că scheletul păsărilor este mult mai ușor decât cel al unui vertebrat zburător de dimensiuni similare. De fapt, greutățile sunt echivalente. Modificarea este în distribuția greutății și nu în greutatea în sine. Structurile superioare sunt foarte ușoare, iar extremitățile inferioare grele.

Referințe

1. Butler PJ (2016). Baza fiziologică a zborului păsărilor. Tranzacții filozofice ale Royal Society of London. Seria B, Științe biologice, 371 (1704), 20150384.
2. Hickman, CP, Roberts, LS, Larson, A., Ober, WC, & Garrison, C. (2001). Principii integrate de zoologie. McGraw - Hill.
3. Kardong, KV (2006). Vertebrate: anatomie comparativă, funcție, evoluție. McGraw-Hill.
4. Llosa, ZB (2003). Zoologie generală. EUNED.
5. Moen, D., & Morlon, H. (2014). De la dinozauri la diversitatea modernă a păsărilor: extinderea scării de timp a radiațiilor adaptive PLoS biology, 12 (5), e1001854.
6. Parker, TJ și Haswell, WA (1987). Zoologie. Chordates (Vol. 2). Am inversat.
7. Randall, D., Burggren, WW, Burggren, W., franceză, K., & Eckert, R. (2002). Fiziologia animalelor Eckert Macmillan.
8. Rauhut, O., Foth, C., & Tischlinger, H. (2018). Cel mai vechi Archeopteryx (Theropoda: Avialiae): un nou specimen de la granița Kimmeridgian / titoniană a Schamhaupten, Bavaria. PeerJ, 6, e4191.
9. Webb, JE, Wallwork, JA, & Elgood, JH (1979). Ghid pentru păsări vii. Presa Macmillan.
10. Wyles, JS, Kunkel, JG, & Wilson, AC (1983). Păsări, comportament și evoluție anatomică. Proceedings of the National Academy of Sciences, 80 (14), 4394-4397.