PTAKI.doc

* latający krewniacy gadów

* stałocieplne, opierzone kręgowce owodniowe

* zamieszkują najróżniejsze typy środowisk

* większość aktywnie lata (nieliczne nieloty wtórnie przeszły do naziemnego lub ziemno-wodnego trybu życia)

POCHODZENIE

* pochodzą od małych dinozaurów drapieżnych (TEROPODÓW)

* wielu naukowców twierdzi, że należy uznać ptaki za żyjące dziś wyspecjalizowane dinozaury

- odziedziczyły po nich dwunożność, przystosowania do biegu kończyn tylnych oraz trójpalczaste

kończyny przednie

- u wielu teropodów stwierdzono występowanie obojczyków zrośniętych w widełki, które leżą u nich pod

żebrami brzusznymi

- wiele dinozaurów miało kości spneumatyzowane (być może w celu zmniejszenia masy i ułatwienia

chłodzenia ciała)

- nielotne teropody miały pióra, początkowo o pędzelkowatej strukturze, przypominającej pióra

półpuchowi ptaków (pierwotną funkcją upierzenia była zapewne termoizolacja)

* rozwój zdolności do lotu doprowadził do :

- przekształcenia kończyn przednich w skrzydła (w tym do powstania lotek)

- podwyższenia i ustabilizowania stawu barkowego m.in. przez widełki

- rozwoju mostka i grzebienia mostkowego jako miejsca przyczepu mięśni skrzydeł

- skrócenia kręgosłupa (zwłaszcza w odcinku ogonowym)

- zrastania się kręgów ze sobą i z miednicą

* przemiany te dokonały się już w mezozoiku, o czym świadczą skamieniałości ptaków kredowych

- wiele z nich miało jeszcze szpony na skrzydłach i uzębione pyski

- zaznaczył się już u nich rozwój mostka, skrócenie ogona i przebudowa miednicy

* wykształcenie się zdolności ptasiego lotu nie ma jednoznacznego wyjaśnienia

- hipoteza arborealna zakłada, że przodkiem ptaków było zwierzę nadrzewne, początkowo posługujące się

lotem ślizgowym, z którego miałby rozwinąć się lot aktywny (trzepoczący)

- hipoteza kursorialna przypisuje powstanie lotu naziemnym drapieżnikom, które utrzymywały

równowagę podczas biegu i skoków w pogoni za ofiarami, balansując przednimi kończynami,

powstanie powierzchni aerodynamicznych (zbudowanych z piór konturowych) na przednich łapach i

ogonie umożliwiło posługiwanie się nimi jako hamulcami aerodynamicznymi i sprawniejsze manewry

- dodatkowo wskazuje się na inne możliwe czynniki selekcyjne, np. korzyści z piór jako sposobu

powiększania sylwetki podczas odstraszania wroga, roli doboru płciowego w powiększaniu takich

struktur stanowiących element pokazów godowych itp.

- połączenie wątku kursorialnego i arborealnego – machanie upierzonymi skrzydłami miałoby

wspomagać bieganie, ale po pniu drzewa, podczas pionowej ucieczki przed naziemnymi drapieżnikami

- przystosowania do nadrzewnego trybu życia (np. przeciwstawny palec stopy) pojawiły się wcześnie w

ewolucji ptaków, podczas gdy nie wystąpiły u żadnych innych dinozaurów

* pierwsze ptaki pojawiły się w połowie mezozoiku i do końca kredy silnie się różnicowały, tworząc

wiele niezależnych grup

* wiele z nich wymarło wraz z dinozaurami, a te które przeżyły kredowe wymieranie silnie zróżnicowały

się na początku kenozoiku

* obecnie są kręgowcami w pełni ewolucyjnego rozwoju

AVES

NADRZĄD

PODGROMADA

PRAPTAKI

+ ARCHAEORNITHES

PTAKI BEZGRZEBIENIOWE

PALAEOGNATHAE

PTAKI GRZEBIENIOWE

NEOGNATHAE

NEORNITHES

+ ENANTIORNITHES

PTAKI

AVES

SZKIELET

* odznacza się dużą sztywnością, a zarazem lekkością dzięki silnemu skostnieniu (mało części chrzęstnych), zrastaniu się dużych partii szkieletu (np. kości czaszki oraz kręgów poza odcinkiem szyjnym)

* czaszka zestawiona jest z kręgosłupem jednym kłykciem potylicznym, co zapewnia dużą ruchomość

* dodatkowo giętkość szyi zapewniają siodełkowate powierzchnie stawowe kręgów szyjnych (dzięki temu ptak może sprawnie sięgać dziobem w najdalsze zakątki swego ciała, pielęgnując upierzenie)

* zrośnięte są też kości śródstopia i nadgarstka, tworzące tzw. skok

* kości długie ptaków są cienkościenne i mają puste przestrzenie wypełnione powietrzem (kości pneumatyczne)

- mogą się w nich znajdować uchyłki worków powietrznych

* do zmniejszenia masy przyczyniła się też utrata uzębienia i skrócenie kostnego ogona

* kręgi ogonowe zrastają się w krótki pygostyl, stanowiący podporę kupra, z którego wyrastają sterówki

* w budowie czaszki poza bezzębnością szczęk (ruchomo połączonych z mózgoczaszką) występuje rozbudowana, wydęta i cienkościenna puszka mózgowa

ELEMENTY WZMACNIAJĄCE

* skrzydła są poruszane silnymi mięśniami, przyczepiającymi się do kostnego grzebienia na mostku (ptaki nielotne nie mają grzebienia)

* ze względu na działanie dużych sił podczas lotu tułów jest usztywniony

* klatka piersiowa jest mocną konstrukcją, wspartą na pozrastanym kręgosłupie tułowiowym i rozrośniętym mostku

* występuje element rozpierający stawy barkowe – widełki (zrośnięte w obojczyki)

BUDOWA PTAKÓW

NOGI

* pokryte są typowymi dla gadów łuskami lub tarczkami rogowymi

* zwykle mają cztery (lub mniej, u strusia dwa) palce zakończone pazurami (często pierwszy palec jest wyraźnie mniejszy)

* u ptaków nadrzewnych pierwszy palec jest zwykle przeciwstawny względem pozostałych – skierowany do tyłu, co umożliwia obejmowanie gałęzi

* ptaki wodne mają błony pławne lub płatki skórne rozszerzające powierzchnię palców

* ptaki drapieżne mają ostre, hakowate szpony służące im do chwytania i zabijania ofiar

* ptaki brodzące i biegające mają nogi silnie wydłużone

BUDOWA ZEWNĘTRZNA

* charakterystyczne cechy ptaków wiążą się z przystosowaniem do lotu

* lot aktywny wymaga dużego zużycia energii, z czym wiąże się intensywna przemiana materii, a więc  stała wysoka temperatura ciała (38-45°C)

UPIERZENIE

* pomaga w utrzymaniu stałej temperatury ciała

* zatrzymuje przy skórze warstwę powietrza, które jest złym przewodnikiem ciepła (ptaki mogą regulować skuteczność izolacji cieplnej strosząc pióra)

* pióra to wytwory skórne, zbudowane z kreatyny (białka) i homologiczne do łusek gadów

* pióra mają różną budowę

* tworzą powierzchnię lotną

* używane są do ozdoby i stanowią ważny element rozpoznawczy gatunku

PIÓRO KONTUROWE

* ma oś zbudowaną z długiej stosiny i tkwiącej w skórze dutki

* ze stosiny sterczą gałązki (promienie), od których odchodzą listewki (promyki i haczyki) zazębiające się ze sobą i tworzące chorągiewkę pióra

* taką budowę mają pióra skrzydeł (lotki), ogona (sterówki) i pióra okrywające ciało ptaka (okrywowe)

* lotki

- dzielimy na pierwszego rzędu (najdłuższe, rosnąca na „ręce”) i drugiego rzędu (na przedramieniu)

- u ptaków latających mają asymetryczne chorągiewki, co powoduje ich przekręcanie się wokół własnej osi podczas uderzeń skrzydłami (szersza część chorągiewki napotyka większy opór powietrza)

* dzięki odpowiedniemu zachodzeniu na siebie pióra podczas ruchu skrzydła w dół zapierają się o siebie i tworzą szczelną powierzchnię, odpychającą się od powietrza, natomiast w trakcie ruchu powrotnego powierzchnia otwiera się, przepuszczając powietrze przez szczeliny

* budowa piór umożliwia łatwe przywracanie ciągłości uszkodzonej powierzchni aerodynamicznej (ptak, czesząc dziobem upierzenie, „zapina” rozdzielone haczyki i promyki)

PIÓRA PUCHOWE

* nie mają stosiny ani chorągiewki

* pozbawione są struktur sczepiających

* miękkie promienie tworzą pęczek rozchodzący się z wierzchołka dutki

* puch tworzy warstwę termoizolacyjną (dzięki powietrzu uwięzionemu w plątaninie nitkowatych promieni)

SKRZYDŁA

* przystosowanie ptaków do aktywnego lotu

* przekształcone kończyny przednie

* u ptaków współczesnych palce są szczątkowe i zrośnięte ze sobą

* u form kopalnych wszystkie trzy były zakończone pazurami (do dziś ta cecha zachowuje się u piskląt hoacynów, czyli KOŚNIKÓW CZUBATYCH, które dzięki pazurom na skrzydłach sprawnie czepiają się gałęzi amazońskich drzew)

* budowa nadgarstka i stawu łokciowego umożliwia składanie skrzydeł w stanie spoczynku i rozpościeranie podczas lotu (lub pokazów godowych i zagrożenia)

* skrzydła tworzą powierzchnię lotną o charakterystycznym profilu aerodynamicznym, umożliwiającą powstawanie siły nośnej nawet bez poruszania skrzydłami

* strugi powietrza rozdzielone na krawędzi natarcia skrzydła (przedniej) spotykają się za krawędzią spływu (tylną)

* ze względu na wypukły profil skrzydła, powietrze opływające je od góry musi pokonać dłuższą drogę niż to po spodniej stronie, więc musi poruszać się szybciej, co powoduje powstanie podciśnienia na górnej powierzchni skrzydła

* jednocześnie ustawienie skrzydła pod lekkim kątem (kątem natarcia) do kierunku strug powietrza powoduje dodatkowy nacisk od spodu

- zwiększanie kąta natarcia do pewnego momentu zwiększa siłę nośną, ale grozi (zwłaszcza przy małych prędkościach) oderwaniem się strug powietrza i nagłą utratą siły nośnej (co lotnicy nazywają przeciągnięciem)

- aby temu zapobiec występuje tzw. skrzydełko (pióra osadzone na kciuku), które może się odchylać przed krawędź natarcia skrzydła

* oprócz tej siły nośnej działającej na skrzydło szybującego ptaka, może on wytwarzać dodatkową siłę skierowaną ku górze, machając skrzydłami

- zatacza nimi pionowe ósemki, zmieniając kąt ustawienia skrzydeł i stopień ich rozpostarcia

...