V článku si povieme niečo o štrukturálnych vlastnostiach vtákov, aká je ich kostra. Vtáky sú zaujímavé, pretože sú jedinou skupinou stavovcov (okrem netopierov) schopných nielen vznášať sa vo vzduchu, ale aj skutočne lietať. Ich štruktúra je na tento účel dobre prispôsobená. Keďže sú pánmi vzduchu, cítia sa skvele na zemi aj na vode a niektorí z nich, napríklad kačice, sú vo všetkých troch prostrediach. Svoju úlohu v tom zohráva nielen kostra vtáka, ale aj perie. Hlavnou udalosťou, ktorá zabezpečila prosperitu týchto tvorov, bol vývoj ich peria. Preto budeme brať do úvahy nielen kostru vtáka, ale aj o nej krátko hovoriť.
Podobne ako kožušina cicavcov, aj perie najprv vzniklo ako tepelnoizolačný obal. Len o niečo neskôr sa premenili na nosné roviny. Vtáky oblečené do peria, zrejme milióny rokov predtým, než boli schopné lietať.
Evolučné zmeny v štruktúre vtákov
Adaptácia na let viedla k reštrukturalizácii všetkých orgánových systémov a správania. Zmenila sa aj kostra vtáka. Vyššie uvedená fotografia je obrázokvnútorná štruktúra holubice. Štrukturálne zmeny sa prejavili najmä nárastom svalovej sily s poklesom telesnej hmotnosti. Kosti kostry sa stali dutými alebo bunkovými, alebo sa premenili na tenké zakrivené platne, pričom si zachovali dostatočnú pevnosť na vykonávanie svojich zamýšľaných funkcií. Ťažké zuby nahradil svetlý zobák, pričom perová pokrývka je príkladom ľahkosti, hoci môže vážiť viac ako kostra. Medzi vnútornými orgánmi sú vzduchové vaky zapojené do dýchania.
Vlastnosti kostry holuba
Ponúkame detailný pohľad na kostru holubice. Pozostáva z panvových kostí, krídel, chvostových stavcov, trupu, krčnej oblasti a lebky. V lebke sa rozlišuje zadná časť hlavy, temeno, čelo, zobák a veľmi veľké očné jamky. Zobák je rozdelený na 2 časti - hornú a spodnú. Pohybujú sa oddelene od seba. Cervikálna oblasť zahŕňa základňu krku, hltan a krk. Kostra holuba v chrbtovej časti pozostáva z krížových, bedrových a hrudných stavcov. Hrudník - od hrudnej kosti, ako aj 7 párov rebier pripevnených k hrudným stavcom. Kaudálne stavce sú sploštené a pripevnené kotúčmi zloženými zo spojivového tkaniva. Taká je vo všeobecnosti kostra vtáka. Jeho schéma bola uvedená vyššie.
Transformácia kostí
Premena kostného skeletu spojená s chôdzou vtákov po zadných končatinách a používaním predných končatín na lietanie sa obzvlášť zreteľne prejavuje v ramennom a panvovom pletenci. Ramenný pletenec je pevne spojený s hrudnou kosťou, a preto počas letu telo akoby visí na krídlach. Toto je dosiahnutékvôli prerasteným korakoidným kostiam, ktoré u cicavcov chýbajú.
Kostra vtáka má výrazne zosilnený panvový pás. Zadné končatiny dobre držia tieto zvieratá na zemi (na konároch pri lezení alebo na vode pri plávaní) a čo je najdôležitejšie, úspešne absorbujú údery v momente pristátia. Keďže kosti schudli, ich pevnosť sa zvýšila v dôsledku vzájomného splynutia, keď sa zmenila štruktúra kostry vtáka. Rovnako ako u cicavcov, tri párové panvové kosti splynuli s chrbticou a navzájom. Došlo k fúzii kmeňových stavcov, počnúc posledným hrudným a končiac prvým chvostovým. Všetky boli súčasťou komplexnej krížovej kosti, ktorá posilňovala panvový pletenec a umožňovala končatinám vtákov vykonávať ich funkcie bez narušenia práce iných systémov.
Vtáčie končatiny
Mali by sa zvážiť aj končatiny, ktoré charakterizujú štruktúru kostry vtáka. Sú značne modifikované v porovnaní s typickými znakmi charakteristickými pre stavovce. Kosti metatarzu a tarzu sa tak predĺžili a navzájom sa spojili a vytvorili ďalší segment končatiny. Stehno býva schované pod perím. Zadné končatiny majú mechanizmus, ktorý umožňuje vtákom zostať na konároch. Ohýbacie svaly prstov ležia nad kolenom. Ich dlhé šľachy prebiehajú pozdĺž prednej časti kolena, potom pozdĺž zadnej časti tarzu a spodnej strany prstov. Ohnutím prstov, keď vták chytí konár, ich mechanizmus šľachy uzamkne, takže zovretie neochabuje ani počas spánku. Svojou štruktúrou zadnákončatina vtáka je veľmi podobná ľudskej nohe, ale mnohé kosti dolnej končatiny a chodidla sú zrastené.
Štetec
Pri popise vlastností kostry vtákov si všimneme, že v štruktúre ruky nastali mimoriadne dramatické zmeny v súvislosti s adaptáciou na let. Zvyšné kosti predných končatín zrástli spolu a tvoria oporu pre primárne letové perá. Zachovaný prvý prst je oporou pre základné krídlo, ktoré funguje ako špeciálny regulátor, ktorý znižuje odpor krídla pri nízkych rýchlostiach letu. Sekundárne letové perá sú pripevnené k lakťovej kosti. Spolu s nádhernou štruktúrou samotného peria to všetko vytvára krídlo - orgán vyznačujúci sa vysokou účinnosťou a adaptívnou plasticitou. Nižšie je kostra vtáka dodo zo 17. storočia.
Wings
Luky a chvostové perá poskytujú zdvih a kontrolu počas letu, ale ich aerodynamické vlastnosti ešte nie sú úplne pochopené. Pri normálnom mávajúcom lete sa krídla pohybujú nadol a dopredu a potom prudko hore a späť. Pri dopade nadol má krídlo taký strmý uhol nábehu, že by utlmilo rýchlosť, keby primárne letové perá v tom čase nepôsobili ako nezávislá nosná rovina, ktorá bráni brzdeniu. Každé pierko sa otáča nahor a nadol pozdĺž stonky, takže sa vytvára predný ťah, ktorému pomáha roztiahnutie ich koncov. Navyše, pri určitom uhle nábehu sa krídelník stiahne dopredu z prednej strany krídla. To vytvára strih, ktorý znižuje turbulencienosná rovina a tým tlmenie brzdenia. Pri pristávaní vták predbežne stlmí svoju rýchlosť umiestnením tela do vertikálnej roviny, stiahnutím chvosta a brzdením krídlami.
Vlastnosti štruktúry krídel rôznych vtákov
Vtáky, ktoré dokážu lietať pomaly, majú obzvlášť dobre vyznačené medzery medzi primárnymi primámami. Napríklad u orla kráľovského (Aquilachysaetos, na obrázku vyššie) tvoria medzery medzi perami až 40 % celkovej plochy krídel. Supy majú veľmi široký chvost, ktorý vytvára dodatočný zdvih pri visení. Na druhom konci krídel orlov a supov sú dlhé úzke krídla morských vtákov.
Napríklad albatrosy (fotka jedného z nich je uvedená vyššie) takmer nemáva krídlami, vznášajú sa vo vetre a potom sa ponárajú a potom prudko stúpajú. Ich spôsob lietania je natoľko špecializovaný, že v bezvetria sú doslova prikovaní k zemi. Krídla kolibríka nesú iba primárne letové perá a sú schopné urobiť viac ako 50 úderov za sekundu, keď vták visí vo vzduchu; zatiaľ čo sa pohybujú tam a späť v horizontálnej rovine.
Pokrývka z peria
Poťah z peria je prispôsobený na vykonávanie rôznych funkcií. Takže tvrdé mušie a chvostové perá tvoria krídla a chvost. A zakrytie a tvarovanie dávajú telu vtáka aerodynamický tvar a páperie je tepelný izolátor. Opierajúce sa o seba, ako dlaždice, perie vytvárajú súvislý hladký obal. Jemná štruktúra pera, viac ako ktorákoľvek ináanatomické vlastnosti, poskytuje vtákom prosperitu vo vzduchu. Vejár každého z nich pozostáva zo stoviek ostňov umiestnených v rovnakej rovine na oboch stranách prúta a z nich na oboch stranách vybiehajú ostne, ktoré nesú háčiky zo strany vzdialenej od tela vtáka. Tieto háčiky priľnú k hladkým fúzom predchádzajúceho radu fúzov, čo umožňuje zachovať tvar vejára bez zmeny. Na každom mušom pierku veľkého vtáka je až 1,5 milióna fúzov.
Zobák a jeho význam
Zobák slúži vtákom ako manipulačný orgán. Na príklade sluky lesnej (Scolopaxrusticola, jedna z nich je znázornená na fotografii vyššie), môžete vidieť, aké zložité môže byť pôsobenie zobáka, keď ho vták ponorí do pôdy a hľadá červa. Keď vták narazí na korisť, kontrakciou príslušných svalov sa posunie dopredu štvorcovými kosťami, ktoré tvoria čeľusťový oblúk. Tie zasa tlačia záprstné kosti dopredu, čím sa hrot dolnej čeľuste ohýba smerom nahor, je tam oválny otvor, cez ktorý prechádza šľacha podkľúčového svalu, ktorá je pripevnená k hornej strane ramena. Keď sa teda stiahne podkľúčový sval, krídlo sa zdvihne a keď sa stiahnu prsné svaly, spadne.
Takže sme načrtli hlavné črty štruktúry kostry vtákov. Dúfame, že ste objavili niečo nové o týchto úžasných tvoroch.
