Животные

Конструкция для летания должна быть прочной, но легкой, поэтому необходимы материалы с такими свойствами. В авиации вместо железа используют в основном сплавы алюминия. Они прочны, но втрое легче железа. В строении тела птиц конструктор Природа тоже использует материалы легкие и прочные, и прежде всего во всем, что касается полета. Что же это за материалы? Конечно же, перья! Легкость их вошла в поговорку. Но и прочность их достаточно высока – перья часто использовались при изготовлении боевых доспехов как материал для смягчения удара. Ученые считают, что перья птиц происходят от чешуи пресмыкающихся. Чешуя осталась и у птиц – на ногах. Очень легкие у птиц и кости. Внутри в большинстве птичьих костей – воздух, а их внутреннее строение напоминает конструкцию фюзеляжа первых самолетов. Идем дальше. Летающая конструкция должна быть не просто легкой, но и хорошо сбалансированной. Тяжелые ее элементы должны быть сосредоточены у центра тяжести. Череп с толстыми челюстями и зубами весит много. Птичьи черепа легкие и вместо челюстей с зубами имеют роговой клюв. У археоптерикса — ископаемого животного, объединившего в себе черты птиц и пресмыкающихся, – вместо клюва длинные челюсти с зубами. Поэтому он летал еще не очень далеко – перепархивал с ветки на ветку. Для полета нужен руль. У самолетов это – хвостовое оперение. У птиц он называется так же (по-видимому, не птицы позаимствовали название у самолетов, скорее – наоборот). И у самолетов, и у современных птиц хвостовое оперение довольно компактное, то есть не очень длинное и плотно собрано вместе, у птиц – как веер. А вот у археоптерикса был длинный хвост, как у воздушного змея – прапрадеда самолетов. Хвост археоптерикса похож также и на хвост ящерицы, потому что археоптерикс – полуптица-полурептилия. Поэтому и имел он хвост, как у ящериц, только с перьями по бокам. Для полета тяжеловато и не очень удобно. Имел археоптерикс и зубы, похожие на зубы таких ящериц, как варан. А что имеют вместо зубов современные птицы? Хищные птицы раздирают добычу клювом, для этого он у них такой крючковатый – «хищный». Полностью травоядных птиц не бывает: для полета нужно много энергии. Чтобы ее выработать, травы и листьев в качестве пищи мало. Поэтому хищные птицы питаются мясом, рыбой, а все остальные – зерном и мелкими беспозвоночными: червями, насекомыми. Чтобы перетереть зерно, некоторые птицы, голуби например, глотают камни. В мышечном отделе желудка они работают как жернова. Камни в желудке не нарушают равновесия птичьего тела в полете. Сохранению равновесия очень помогает то, что позвонки туловищной части срослись и позвоночник в этой части неподвижен – жестко держит форму тела в полете. Зато у птиц очень гибкая шея, потому что им нужно не только летать, но и кормить птенцов, искать пищу, смазывать свои перья жиром (жир для этого берется из копчиковой железы, расположенной над хвостом).

Археоптерикс – ископаемое животное, сочетающее черты птиц и рептилий: перья, зубы в клюве, когти на крыльях

Для полета нужна не только крепкая сбалансированная конструкция, но и мощный «двигатель». Эту функцию выполняют грудные мышцы, которые прикреплены к специальной кости, называемой килем. Все, кто имел дело с вареной или жареной курицей, с килем достаточно хорошо знакомы.

Ласточки летают со скоростью 110–120 км/ч, но иногда способны развить и большую скорость. Когда сокол-сапсан входит в пике над добычей, его скорость может достигать 350 км/ч, но обычная скорость этой птицы во время перелета около 100 км/ч.

Для мощного двигателя необходима хорошая система подачи «топлива» – питательных веществ и кислорода. Эту задачу выполняют кровеносная и дыхательная системы. Эти системы у птиц довольно совершенны, можно даже сказать, что совершеннее, чем у всех других позвоночных. Дыхательная система, кроме легких, имеет еще и воздушные мешки. Они расположены в полости тела и костях. Дыхание птиц тесно связано с движением крыльев во время полета. Воздушные мешки обеспечивают двойное дыхание – при вдохе и при выдохе. Во время вдоха одна часть наружного воздуха попадает в воздушные мешки, а вторая – в легких насыщает кислородом кровь. Во время выдоха в легкие попадает воздух из воздушных мешков, который тоже насыщает кровь кислородом. Мощному насыщению крови кислородом способствует и строение сердца. Оно у птиц четырехкамерное, в нем два отдельных предсердия и два отдельных желудочка. Поэтому артериальная и венозная кровь движутся отдельно и не смешиваются. За счет этого у птиц довольно совершенная теплокровность. В чем-то она даже более совершенная, чем у нас с вами. В частности, нормальная температура тела у них выше нашей и приближается к наибольшей возможной для живых существ – она достигает 45,5 °C.