Ptaki

Ptaki – gromada stałocieplnych zwierząt z podtypu kręgowców. Jest najbardziej zróżnicowaną spośród gromad kręgowców lądowych – istnieje około 10 000 gatunków ptaków, które zamieszkują ekosystemy na całym świecie. Ich wielkość waha się od 5 cm u koliberka hawańskiego do 2,7 m u strusia.

Charakterystyczne dla ptaków nowoczesnych są: skóra wytwarzająca pióra, przednie kończyny przekształcone w skrzydła, szczęki okryte rogowym dziobem, u współczesnych przedstawicieli pozbawionym zębów, lekki, mocny szkielet i czterodziałowe serce. Ptaki są zazwyczaj zdolne do lotu, choć niektóre gatunki są wtórnie nielotne – ich układ pokarmowy oraz oddechowy są przystosowane do tej zdolności. Poza tym odznaczają się wysoką aktywnością metaboliczną. Rozmnażają się przez składanie i wysiadywanie otoczonych twardą skorupą jaj. Niektóre ptaki, szczególnie krukowate i papugowe należą do najbardziej inteligentnych gatunków zwierząt, zdolnych do tworzenia i używania przyrządów pomocniczych, jak i przekazujących tę wiedzę następnym pokoleniom.

Wiele gatunków odbywa dalekodystansowe wędrówki, inne przemieszczają się mniej regularnie na krótsze odległości. Są zwierzętami socjalnymi, porozumiewają się przy pomocy wizualnych sygnałów oraz zawołań kontaktowych, jak i śpiewem, biorą udział we wspólnych lęgach, polowaniach, przepędzaniu drapieżników, zgrupowaniach migracyjnych.

Większość gatunków ptaków żyje monogamicznie, najczęściej na czas jednego sezonu, czasami na okres kilku lat, rzadziej tworzą tę samą parę przez całe życie. Inne gatunki tworzą lęgowe systemy poligyniczne – z kilkoma samicami przypadającymi na jednego samca. Rzadko spotyka się gatunki poliandryczne z wieloma samcami i jedną samicą. Jaja są zwykle składane do gniazd i wysiadywane przez rodziców. Cechą charakterystyczną dla większości ptaków jest długi okres opiekuńczy nad wyklutymi pisklętami.

Wiele gatunków ptaków ma znaczenie gospodarcze dla człowieka, najczęściej jako zwierzęta użytkowe. Są przede wszystkim źródłem pożywienia pozyskiwanego przez hodowlę lub polowania. Zastosowanie gospodarcze znajdują także części pozyskiwane z ptaków np. pióra. Niektóre gatunki, szczególnie ptaki śpiewające, jak i papugowate, są popularnymi zwierzętami domowymi. Poza tym odchody kilku gatunków są używane jako nawóz w rolnictwie. Około 120–130 gatunków ptaków wymarło od XVII w. w rezultacie ludzkiej działalności, setki innych gatunków wymarło wcześniej. Obecnie ocenia się około 1200 gatunków jako zagrożonych wyginięciem przez czynniki antropogeniczne, z drugiej strony człowiek stara się jednak o ich ochronę. Ptaki są także elementem ludzkiej kultury – od religii przez poezję do nauki. Dział biologii badający ptaki to ornitologia. Amatorska obserwacja ptaków rozwinęła się w ostatnich dekadach do rozmiarów masowego hobby w wielu krajach rozwiniętych.

African_fish_eagle_flying_cropped.jpg

Występowanie:

Zasięg występowania wróbla zwyczajnego poszerzył się znacznie w związku z działalnością człowieka

Ptaki żyją i rozmnażają się w prawie wszystkich ziemskich biotopach na każdym z siedmiu kontynentów. Najbardziej na południe wysuniętym siedliskiem są kolonie lęgowe petrela śnieżnego znajdujące się do 440 kilometrów w głębi Antarktydy. Najwyższa różnorodność gatunkowa ptaków występuje w regionach tropikalnych – co może być wynikiem ogólnie wyższego stopnia specjacji w warunkach tropikalnych albo częstszych przypadków wymierania gatunków na szerokościach geograficznych z umiarkowanym klimatem. Niektóre z rodzin ptaków przystosowały się do życia na oceanach, jak i w ich wodach, np. pingwiny obserwowano na głębokościach do 300 metrów p.p.m.. Kilka gatunków ptaków morskich pojawia się na lądzie jedynie w okresie lęgowym.
Wiele gatunków ptaków stworzyło populacje w regionach, do których zostały wprowadzone przez człowieka. Niektóre z nich – umyślnie, np. bażant, który został introdukowany jako ptak łowny niemal na całym świecie. Inne wprowadzenia były przypadkowe, jak np. południowoamerykańskiego gatunku mnichy nizinnej, którego osobniki po ucieczce z hodowli zaaklimatyzowały się w wielu północnoamerykańskich i europejskich miastach. Pewne gatunki, włącznie z czaplą złotawą, trębaczem jasnogłowym i kakadu różową rozprzestrzeniły się w naturalny sposób daleko poza granice swojego pierwotnego obszaru występowania w związku z przekształcaniem środowisk naturalnych w tereny rolnicze, które stały się dla tych ptaków odpowiednim habitatem.

Anatomia i morfologia:

Szkielet składa się z wielu lekkich kości. Mają one duże jamy wypełnione powietrzem (zwane jamami pneumatycznymi), połączone z układem oddechowym. Powietrzem nie są wypełnione tylko kości dłoni, czaszki, miednicy i przedramienia. Kości czaszki są połączone i nie widać między nimi szwów. Oczodoły są duże i oddzielone kostną przegrodą. Kręgosłup składa się z odcinka szyjnego, piersiowego, lędźwiowego i ogonowego, z bardzo różnorodną liczbą kręgów szyjnych. Odcinek szyjny jest szczególnie elastyczny, ale ruchomość jest ograniczona w przedniej części odcinka piersiowego i nieobecna w dalszych kręgach. Kręgi odcinka lędźwiowego są zrośnięte z miednicą, tworząc synsakrum, a ostatnie kręgi odcinka ogonowego tworzą pygostyl. Żebra są spłaszczone, a mostek (z wyjątkiem nielotów) jest zaopatrzony w grzebień stanowiący przyczep dla mięśni biorących udział w lataniu. Kończyny przednie są przekształcone w skrzydła. Charakterystyczne dla ptaków są również obojczyki zrośnięte w widełki oraz żebra mostkowe złożone z dwóch części połączonych ruchomo, co umożliwia zmiany objętości klatki piersiowej.

Budowa zewnętrzna ptaka:

bez_tytul.jpg

Pióra i upierzenie:

Pióra są cechą charakterystyczną ptaków. Spełniają wiele różnorodnych funkcji: umożliwiają latanie, zapewniają izolację, która pomaga w termoregulacji i są używane podczas godów oraz do kamuflażu i dawania sygnałów. Jest kilka typów piór, z których każdy służy do innych celów. Pióra są wytworami epidermy przyczepionymi do skóry i wyrastają tylko ze specyficznych miejsc na skórze zwanych pteryliami. Rozmieszczenie pteryliów ma znaczenie w taksonomii i systematyce. Ułożenie i wygląd piór na ciele, zwane upierzeniem, może być różne u gatunków w zależności od wieku, statusu społecznego i płci.
Upierzenie jest regularnie zrzucane. Standardowe upierzenie, które powstaje podczas pierzenia po okresie rozrodczym jest znane jako "upierzenie nierozrodcze" lub – w terminologii Humphrey-Parkes – jako "upierzenie podstawowe". "Upierzenie rozrodcze" lub odmiany "upierzenia podstawowego" znane są w systemie Humphrey-Parkes jako "upierzenie alternatywne". Pierzenie następuje zwykle raz w roku, chociaż niektóre ptaki mogą zrzucać upierzenie dwa razy w roku, a duże ptaki drapieżne mogą pierzyć się tylko raz na kilka lat. Sposoby pierzenia są różne u różnych gatunków. U niektórych lotki ze skrzydeł są zrzucane i odrastają, zaczynając od zewnętrznych piór do wewnętrznych (dośrodkowo), a niektóre wymieniają pióra, zaczynając od tych, które znajdują się wewnątrz (odśrodkowo). Niewielka liczba gatunków, np. kaczki i gęsi, traci wszystkie lotki jednocześnie, stając się czasowo niezdolnymi do lotu. Dośrodkowe zrzucanie sterówek występuje np. u kurowatych. Odśrodkowe zrzucanie sterówek jest spotykane m.in. u dzięciołów i pełzaczowatych, chociaż zaczyna się od drugiego wewnętrznego pióra i kończy na centralnym, więc ptak zachowuje funkcjonalność ogona. U wróblowych lotki pierwszorzędowe wymieniane są do zewnątrz, lotki drugorzędowe do wewnątrz, a sterówki od centrum na zewnątrz. Przed sezonem lęgowym samice większości gatunków ptaków tracą pióra w pobliżu brzucha. Skóra w tym miejscu jest dobrze zaopatrzona w naczynia krwionośne i pomaga ptakowi w wysiadywaniu jaj.

Pióra wymagają opieki, więc ptaki codziennie czyszczą albo pielęgnują je, poświęcając na te czynności 9% ich dziennego czasu. Używają dzioba do zmiatania drobin i do nakładania woskowej wydzieliny gruczołu kuprowego, która zapewnia elastyczność piór i działa jako środek przeciwbakteryjny, hamując rozwój bakterii niszczących pióra. Podobne działanie ma kwas mrówkowy, który ptaki otrzymują podczas nacierania piór mrówkami, aby usunąć pasożyty.

skrzydlo_ptaka_piora.jpg

Lot:

Większość ptaków potrafi latać, co odróżnia je od prawie wszystkich innych kręgowców. Lot jest pierwszorzędowym środkiem lokomocji większości gatunków i jest używany podczas zdobywania pokarmu, unikania drapieżników i ucieczki oraz trafiania do miejsc lęgowych. Ptaki cechuje wiele różnych przystosowań do lotu, takich jak lekki szkielet, dwie duże grupy mięśni służących do poruszania w powietrzu: mięśnie piersiowe, które pociągają skrzydło w dół – stanowiące 15% masy ptaka – i mięśnie kurczo-ramienne, które unoszą skrzydło do góry oraz zmodyfikowane kończyny przednie (skrzydło), które działają jak profil lotniczy. Kształt i rozmiar skrzydła determinują typ lotu ptaka; wiele gatunków łączy silny, trzepoczący lot ze zużywającym mniej energii lotem szybującym. Około 60 obecnie żyjących gatunków jest nielotami, podobnie jak wiele wymarłych ptaków. Niezdolność do lotu często pojawia się u ptaków żyjących na izolowanych wyspach, prawdopodobnie z powodu nieobecności lądowych drapieżników. Pomimo niezdolności do lotu, pingwiny używają podobnego umięśnienia i ruchów do "latania" pod wodą, podobnie jak alki, niektóre burzykowate i pluszcze.

Lot ptaków współczesnych osiągnął daleko idącą doskonałość, pojawiły się też rozmaite specjalizacje, związane ze środowiskiem i sposobem poruszania się poszczególnych gatunków. Lot wpłynął również w zasadniczy sposób na zmysły i system nerwowy ptaków.

1656271.jpg

Siły działające podczas lotu:

Na posuwające się ku przodowi skrzydło ptaka działa siła oporu powietrza, którą można rozłożyć na dwie składowe. Jedna z nich dźwiga skrzydło ku górze, druga hamuje ruch postępowy. Wzajemny stosunek tych składowych zależy od kształtu skrzydła, szybkości ruchu, kąta nachylenia skrzydła w stosunku do kierunku ruchu, a także od takich mniej ważnych okoliczności jak temperatura, wzniesienie nad poziom morza itd. Okazało się, że najkorzystniejszy stosunek sił przy zwykłych szybkościach lotu występuje wówczas, gdy kąt nachylenia skrzydła względem kierunku ruchu wynosi około 3-4°. Wówczas siła dźwigająca jest stosunkowo największa, a siła hamująca najmniejsza. Pod tym kątem ustawione są zwykle skrzydła ptaków w locie szybującym.

Siła dźwigająca skrzydło ku górze powstaje tylko wówczas, gdy ptak posuwa się ku przodowi w stosunku do powietrza. Tymczasem powietrze hamuje ruch postępowy. Aby móc posuwać się naprzód, ptak musi więc albo machać skrzydłami, albo – jeśli znajduje się na dużej wysokości – może uzyskać szybkość przez wykorzystanie siły ciążenia. Jeśli prąd powietrza płynie szybko ku górze, szybujący ptak może się wznosić bez poruszania skrzydłami. Przyciąganie ziemskie pełni tu funkcję podobną do funkcji sznurka od latawca.

Energia lotu:

Ptak może wyzwolić w locie duże ilości energii. Przykładem mogą być przeloty ptaków lądowych nad morzem, albo np. następujące obserwacje uzyskane doświadczalnie. Mewy mogą unosić się w tunelu aerodynamicznym (w miejscu, przy szybkości powietrza wynoszącej około 30 km/godz.) bez przerwy przez około 10 godzin. W godzinie lotu zużywają one wówczas ok. 0,5% masy ciała, spalając prawie wyłącznie tłuszcz. Po dziesięciu godzinach tracą więc ok. 5% ciężaru ciała. Ponieważ zaś ptaki potrafią gromadzić tyle tłuszczu, że tworzy on połowę ich masy, zrozumiałe jest, że mogą dokonywać dalekich przelotów wiosennych i jesiennych. Lot jest najekonomiczniejszym sposobem poruszania się kręgowców lądowych. Gołąb np. zużywa ok. cztery dżule na gram ciała i kilometr odległości, zaś podobnych rozmiarów szczur zużywa w tych warunkach ok. 67,2 dżuli, leming aż 168 dżuli, natomiast podobnej wielkości ryba tylko ok. 2 dżule (Tucker 1969).

Szybkość uderzeń skrzydeł:

* koliber – 1500 na minutę.
* jerzyk – 710 na minutę.
* wróbel – 630 na minutę.
* wielkie ptaki – 3-8 na minutę.

Lot wymaga bardzo intensywnej przemiany materii. Przytoczyć tu należy niektóre dane z pracy Poczopki (1971). Zużycie energii wynosi u kręgowców zmiennocieplnych na 24 godziny i kilogram masy ciała podniesiony do potęgi 3/4 – około 29,4 kilodżuli. W tych samych jednostkach mierzony metabolizm torbaczy wynosi – 193,2, ssaków łożyskowych (z wyjątkami) – 289,8, ptaków niższych – 336, ptaków wróblowatych i jerzyków – 609. Liczba skurczów serca na minutę wynosi u indyka w spoczynku 93, u gęsi 140, u kaczki 300, u kosa 390, u sikory 420. U wróbla w locie notowano 740 uderzeń tętna na minutę. Innym przykładem bardzo szybkiej przemiany materii może być przemiana tłuszczowa u gila w zimie. Badano ją w Wielkiej Brytanii, a więc w klimacie dość łagodnym. Pomimo tego gile tracą w ciągu jednej nocy ponad połowę tłuszczu, nagromadzonego przez dzień. Gdyby nie zdołały w ciągu dnia odrobić znacznej części strat nocnych, następnej nocy musiałyby zginąć z zimna (Newton 1969). Życie ich w zimie jest stale ogromnie zagrożone, gdyż w istocie niekiedy dostępność pokarmu ogromnie się zmniejsza, na przykład gdy po deszczu ze śniegiem wystąpi mróz i rośliny zostaną pokryte twardym pancerzem lodowym.

Pokarm i strategie odżywiania się:

Pożywienie ptaków jest zróżnicowane i obejmuje nektar, owoce, rośliny, nasiona, padlinę, różne małe zwierzęta i nawet inne ptaki. Ze względu na brak zębów układ trawienny jest przystosowany do trawienia nieprzeżutych kawałków pożywienia w całości połykanych przez ptaki.

Istnieją wszystkożerne gatunki ptaków, które stosują wiele strategii zdobywania pokarmu, jak i odżywiają się różnymi rodzajami pożywienia oraz gatunki z wąską specjalizacją pokarmową (stenofagi) koncentrujące się na zdobywaniu szczególnego rodzaju pokarmu albo stosujące wyłącznie jedną technikę zdobywania pokarmu.

Ogólnie ptaki rozwinęły różne strategie zdobywania pokarmu. Wiele gatunków zbiera owady, mięczaki, owoce albo nasiona. Niektóre polują na lecące owady, czatując i atakując znienacka. Odżywiające się nektarem kolibry, nektarniki, lory i inne rozwinęły specjalnie przystosowane szczotkowate języki i w wielu wypadkach dzioby pasujące do kształtu kwiatów. Kiwi i siewkowe wyszukują bezkręgowce przy pomocy długich dziobów, których różne długości są wynikiem dostosowania się do różnych nisz ekologicznych. Nury, tracze, pingwiny i alki polują na zdobycz pod powierzchnią wody, gdzie poruszają się przy pomocy skrzydeł i nóg. Głuptakowate, zimorodkowate i rybitwy polują na wodną zdobycz skokami nurkowymi z powietrza. Flamingi, trzy gatunki z rodzaju Pachyptila, i niektóre kaczki odżywiają się filtrując pokarm z wody. Gęsi i kaczki pływające odżywiają się głównie, pasąc się na trawach i innych roślinach. Niektóre ptaki jak fregatowate, mewy i wydrzyki z rodzaju Stercorarius stosują kleptoparazytyzm, zmuszając inne ptaki do oddania pokarmu. Technika ta traktowana jest jednak raczej jako zachowanie uzupełniające zwykłe zdobywanie pokarmu metodą polowania. Obserwacje zachowania fregaty średniej, która kradła pożywienie głuptakowi maskowemu wykazały, że skradziony pokarm stanowił szacunkowo najwyżej 40% ich pożywienia, podczas gdy średnio wynosił on jedynie 5%. Kilka gatunków jest padlinożernych, niektóre z nich, jak sępy, wyspecjalizowały się w poszukiwaniu padliny, podczas gdy inne, jak mewy, krukowate i inne gatunki drapieżne są oportunistami. W wyniku przemian ekosystemów ptaki specjalizujące się w odżywianiu jednym rodzajem pożywienia są ogólnie bardziej zagrożone wyginięciem niż wszystkożerne, które łatwiej przystosowują się do nowych warunków pokarmowych.

Różne rodzaje dziobów ptaków:

fb743612274b7eac81c1a9aefde466d1,14,1.jpg

Dzioby ptaków: A) orzeł, B) sęp, C) bażant, D) cyranka, E) czapla, F) gil, G) wróbel, H) krzyżodziób, I) kszyk

O ile nie zaznaczono inaczej, treść tej strony objęta jest licencją Creative Commons Attribution-ShareAlike 3.0 License