Biologie Clasa a 10-a: Păsări

Biologie animală - Clasa Aves - Păsări - Caracteristici generale

• Păsările sunt animale amniote, homeoterme, cu corp acoperit cu pene, membre anterioare transformate în aripi, capabile de zbor în general.
• Neurocraniul este globulos, prelungit printr-un cioc cornos, lipsite de dinți.
• Prezentă cel puțin 13 vertebre lombo-sacrale care formează osul sinsacru.
• Vertebrele toracice sunt, de asemenea, fuzionate prin apofizele lor spinoase, determinând o rigiditate a coloanei vertebrale, care favorizează stațiunea bipedă și zborul.
• Tegumentul este lipsit de glande (excepție glanda uropigiană), cu solzi pe membrele posterioare.
• Inima este tetracamerală, cu o singură cârjă aortică (cea dreaptă), fără vezică urinară, cu cloacă.
• Păsările au saci aerieni, oase pneumatice, ventilație pulmonară specială, inimă puternică și acuitate vizuală mare.
• Un singur ovar și un oviduct (cel stâng) și ou telolecit cu vitelus abundent și coajă calcaroasă.

Morfologie externă

• Păsările prezintă poziţie bipedă, datorită transformării membrelor anterioare în aripi.
• Centrul de greutate este amplasat posterior locului de inserţie a aripilor.
• Penajul (culoare și structură), conformația ciocului și conformația picioarelor sunt alți factori definitorii.
• Alte aspecte care reflectă adaptări la diverse regimuri alimentare și moduri de viață.

Morfologie internă - Tegument

• Tegumentul este constituit din două straturi subțiri - dermă și epidermă.
• Sub dermă, există o pătură musculară cu fibre musculare netede care se inseră pe foliculii penelor, ridicând penele.
• Nu există glande tegumentare, cu excepția glandei uropigiene (cu secreție holocrină), situată sub tegument, în dreptul ultimelor vertebre codale. Secreția ei este o substanță uleioasă care face penele impermeabile.
• Un rezervor de ergosterol care, prin transformarea sub acţiunea razelor UV, se transformă în vitamina D, preluată de către pasăre.
• Tegumentul prezintă formațiuni tegumentare cum arfi pene, cioc și solzi.

Penajul

• Penajul formează suprafața portantă a aripii, responsabilă de susținerea corpului în aer. Reduce greutatea, împiedică pierderea de căldură și permite menţinerea unei rate metabolice crescute.
• Rolul său în incubație și impermeabilitate.
• Are rol de stimul sexual vizual în perioada nupțială.
• Penajul se dezvoltă similar solzilor reptilieni.
• Se înlocuiește periodic prin năpârlire.
• Pigmenții sau culorile fizice (aranjarea barbulelor) dau culoarea penajului.

Structura unei pene

• Păna prezintă un ax central numit rahis, a cărui parte bazală (calamusul) conține vase de sânge, pigmenți și este înfipt într-o formațiune dermică numită folicul plumos.
• De o parte și de alta a rahisului se prind elementele laterale (barbele) cu barbule care se suprapun și se prind între ele prin mici cârlige, conferind astfel unitate părții penei numită stindard.

Tipuri de pene

• Pene de contur (remige și rectrice), pene de puf și pene filiforme.
• Rolul fiecărui tip de pene.

Ciocul

• Structură osoasă acoperită cu cheratină, la limita anterioară a orificiului bucal.
• Funcții: procurarea hranei, uciderea prăzii, hrănirea puilor, manipularea obiectelor, comportamente de curtare.
• Forma ciocului variază considerabil, în funcție de regimul alimentar, conferind păsărilor un aspect caracteristic.

Conformația picioarelor

• Reflectă adaptări la mediul de viață și modul de locomoție, sau modul de hrănire.

Scheletul

• Este partea anatomică cu cele mai profunde modificări, ca urmare a adaptării zborului.
• Scheletul este pneumatic, cu oase lungi lipsite de măduvă, dar rezistente datorită prezenței unor lamele osoase interne.
• Craniul este de tip reptilian, cu un singur condil occipital și oase subțiri.
• Craniul visceral este alcătuit din cele două mandibule lipsite de dinți și acoperite cu unul înveliș cornos.
• Coloana vertebrală este împărțită în cervicală, toracală, lombară, sacrală și codală. Vertebrele lombare, sacrale și codale, împreună cu ilionul, formează osul sinsacru. Ultimele vertebre codale sunt fuzionate într-un pigostil.
• Sternul este un os lat, cu o carrenă, ce mărește suprafața de inserție pentru mușchii pectorali.

Centurile și scheletul membrelor

• Centura scapulară este alcătuită din omoplat, coracoid și clavicule.
• Claviculele se unesc formând furcula.
• Membrele anterioare au suferit modificări profunde.
• Centura pelviană este formată din ilia, ischion și pubis.
• Membrele posterioare susțin greutatea corpului. Elementele importante ale scheletului sunt și humerusul, radiusul, cubitusul, oasele membrelor, etc.

Musculatura

• Cei mai bine dezvoltați sunt mușchii implicați în zbor.
• Mușchii pectorali sunt foarte importanți.
• Principalii mușchi ai membrelor posterioare sunt dispuși în jurul femurului.
• Mușchii păsărilor sunt adaptați fiziologic la zbor, necesitând contracții rapide și eficiente.

Zborul

• Aripa păsărilor formează o peliculă de aer.
• Marginea anterioară a aripii este mai groasă decât marginea posterioară, în timp ce suprafața dorsală e uşor convexă, iar cea ventrală este uşor concavă sau plată.
• Liftul generat la nivelul aripilor depășește greutatea corpului.
• În general, forța propulsivă este generată de partea distală a aripii.
• Coada păsărilor are rol de cârmă, menținând echilibrul și ca frână.
• Mai multe tipuri de zbor sunt cunoscute.

Sistemul nervos

• Caracteristicile sistemului nervos al păsărilor care a evoluat ca urmare a vieţii sociale avansate şi pentru capacitatea de zbor.
• Encefalul prezint emisfere cerebrale dezvoltate, care acoperă diencefalul şi parţial mezencefalul, fără circumvoluţiuni (lisencefal).
• Lobii olfactivi sunt dispuşi anterior, dar slab dezvoltați.
• Diencefalul - nervii optici (cu chiasma optică) și hipofiza.
• Mezencefalul - lobii optici (tuberculii bigemeni) voluminoși.
• Cerebelul este bine dezvoltat și este format dintr-o parte mediană (vermis) și doi lobuli laterali.
• Bulbul rahidian continuat cu măduva spinării.
• Existența a 12 perechi de nervi cranieni și un număr variabil de nervi rahidieni (38-51).

Organele de simț

• Simțul tactil - limbă, cioc, regiune caudală, jurul remigelor și în cloacă.
• Terminatii nervoase libere și corpusculi tactili.
• Gustul și olfacția - slab dezvoltate, cu excepția unor specii.
• Auzul - urechea externă lipsită de pavilion, un scurt duct, timpan, aparatul columelar (omolog seriei de oscioare la mamifere); columela; urechea internă sau labirintul (format din canale semicirculare, care se deschid în utriculă și saculă).

Văzul

• Văzul este un simț important, cu o structură a ochiului similară altor vertebrate.
• Corneea este atașată la restul globului ocular printr-un inel osos (sclerotică).
• Acomodarea la distanţă se realizează prin modificarea curburii cristalinului (și a corneei).
• Retina prezintă celule cu conuri (mai numeroase la păsările diurne) și celule cu bastonaşe (mai numeroase la cele nocturne).
• Fovee (fovea centralis și fovea lateralis) la unele specii.
• Organe accesorii: două pleoape și o membrană nictitantă.

Nutriția și sistemul digestiv

• Păsările consumă cantități mari de hrană, pentru a suporta metabolismul crescut necesar zborului.
• Ciocul și limba se modifică în funcție de sursa de hrană.
• Stomacul este diferențiat (proventricul / stomac glandular și ventricul / stomac muscular).
• Unele păsări înghit pietricele (gastroliti) ajutând la digestia hranei.

Circulația și schimbul de gaze

• Inima este tetracamerală cu ventricule separate, cu o singură cârjă aortică (cea dreaptă) și circulatie separată – sistemică și pulmonară).
• Păsările au un sistem cardiovascular eficient pentru a susține metabolismul crescut necesar zborului.

Aparatul respirator

• Plămâni cu structură unică în seria vertebratelor, cu saci aerieni conectând plămânii cu oasele.
• Sirinx (organ fonator).
• Rolul sacilor aerieni – limitare pierderea de căldură, o pernă de aer în jurul viscerelor, diminuarea greutății relative și ventilație pulmonară (compresie/expansiune a sacilor).

Termoreglarea

• Păsările sunt capabile să-și mențină temperatura corpului între 38-45°C.
• Mecanisme de menţinere/reglare a temperaturii: zbârlire a penelor, introducerea ciocului în pene, schimb de căldură (convectie) prin contractii musculare sau un mecanism mirabil de schimb la nivelul tarsului.

Excreția și osmoreglarea

• Rinichii păsărilor sunt de tip metanefros.
• Nu au vezică urinară, iar excreția este sub formă de acid uric (netoxic), stocat temporar în cloacă.
• Păsările marine au și glande supraorbitale pentru eliminarea excesului de sare.

Reproducerea și dezvoltarea

• Aparatul genital masculin - două testicule, canale deferente ce se deschid in cloacă.
• Aparatul genital feminin - ovar și oviduct (stâng), care includ veiscule seminale.
• Formarea oului - proces complex, cu secreția de învelișuri oului în oviduct.
• Dezvoltarea postembrionară - disting două tipuri: nidifuge (părăsesc cuibul la eclozionare) și nidicole (au nevoie de îngrijire parentală).

Structura oului

• Gălbenuşul (ovulul fecundat) cu straturi concentrice de vitelus.
• Albumen – reţea de fibre de mucină ce conţin proteine.
• Membrana cochiliei – externă, mai groasă; internă, mai subțire, formate din fibre de cheratină.
• Coajă – trei straturi suprapuse: strat intern (mamilar), strat spongios, cuticulă (exterior).

Biologia reproducerii

• Caractere sexuale primare (determinate de cromozomi).
• Caractere sexuale secundare (morfologie, comportamente).
• Dimorfism sexual.
• Ciclu sexual sezonier.
• Modalitati de cuplu.

Cuplul

• Monogamie (durabil sau temporar).
• Poligamie.
• Comportamentul nupțial (parade, ritualuri, etc).
• Oferirea cuibului, oferirea de hrana.

Teritorialitatea

• Legată de comportamentul reproductiv.
• Fiecare cuplu (sau mascul) își protejează un teritoriu pentru nidificare.

Nidificarea

• Specifice, amplasarea cuibului diferă în funcție de specie și a localizării.
• Unele păsări își crează cuiburi în colonii.
• Numărul oualelor / puietului depinde de specie.
• Durata incubației variază între specii.
• Două tipuri de păsări după dezvoltarea ecloziunii (nidifuge / nidicole).

Migrațiile păsărilor

• Mișcări sincrone și regulate între anumite zone (zonă de reproducere/zonă de iernare).
• Clasificare în sedentare, eratetice și migratoare.
• Orientate prin repere vizuale, simț al direcției, magnetosensibilitate.
• Mocaviațri (direcționare utilizând soarele, câmpul magnetic, etc și repere vizuale).