Введение

В ходе своей продолжительной эволюции птицы приспособились к жизни в самых различных условиях, и потому ныне их внешний вид, строение клюва, ноги и другие части тела отличаются огромным разнообразием. Несмотря на это птиц объединяет ряд общих признаков, которые резко отличают их от других групп позвоночных животных. Птицы демонстрируют ряд черт строения, говорящих об их близости к пресмыкающимся. В настоящее время уже нет сомнения в том, что современные птицы и пресмыкающиеся произошли от общих предков, от которых и унаследовали немало общего. И те и другие яйцекладущи, у них почти нет кожных желез, их череп соединен с позвоночником посредством одного мыщелка; в строении выделительных и половых органов также наблюдается значительное сходство. (Есть копчиковая железа - единственная у птиц!) Убедительные доказательства общности эволюционного происхождения птиц и пресмыкающихся дает и палеонтологический материал. Первые существа, напоминающие современных птиц, появились на нашей планете в мезозое, т.е. приблизительно 150 млн. лет тому назад. Эти первоптицы были найдены в юрских отложениях сланцев близ Золнгофена и Эйхштадта в Баварии и ныне известны лишь в трех экземплярах, относящихся к роду Archaeopteryx [1]. Это странное животное сочетало в себе признаки птиц и ящеров. Хвост археоптериксов состоял из 20 позвонков и был длиннее тела. На каждом позвонке располагалась пара перьев, два ряда которых образовывали хвост. Череп напоминал птичий, но челюсти были вооружены зубами. Передние конечности имели маховые перья и походили на крылья, однако сохранили три свободных пальца с когтями. По всей вероятности, эти величиной с голубя первоптицы были приспособлены только к скользящему полету, как, например, из современных млекопитающих летяги, но поскольку на передних конечностях у них имелись сильные пальцы с когтями, то они могли взбираться на деревья, цепляясь за ветви. Из ископаемых форм интересен также нелетавший Hesperornis[2] из меловых отложений Северной Америки, живший 60-120 млн. лет назад. Рост его доходил до 1,8 м, а внешне он напоминал современную гагару.

Если археоптерикс был наземной птицей, то скелет первоптицы гесперорниса говорит о том, что она была хорошо приспособлена к жизни в воде, а на суше передвигалась, по-видимому, очень неловко и с трудом. Можно предположить, что она лишь ползала на брюхе, отталкиваясь отодвинутыми далеко назад ногами. Ее основной пищей была, по-видимому, рыба, которую она ловила ныряя и схватывая затем зубатой пастью. Из тех же мест, что и гесперорнис описана еще одна примитивная птица - Ichthyornis [2a], внешне похожая на чайку. Это был хороший летун, по последним представлениям уже с беззубым клювом, очень походивший на современных птиц. Хвост, как и у гесперорниса, был уже значительно редуцирован.

Позднее - в начале третичного периода - на Земле уже стали встречаться представители современных отрядов. Хотя нельзя с уверенностью сказать, что упомянутые вымершие роды были прямыми предками ныне живущих птиц, тем не менее совершенно ясно, что предков птиц следует искать среди рептилий. Главной причиной мощного развития класса птиц было, скорее всего, овладение воздушной средой, где у них не было конкурентов, не считая насекомых, малочисленной группы летающих млекопитающих и некоторых несовершенно организованных летающих ящеров. Существуют две гипотезы о том, каким образом птицы завоевывали воздух. Одна из них предполагает, что первым шагом в этом направлении явился скользящий полет, при котором лазавшее по деревьям животное спускалось с высоты на землю, планируя с помощью расставленных оперенных передних конечностей и хвоста. Нельзя, однако, исключить и второе предположение, согласно которому активный полет развился из попыток бегавших по земле двуногих предков увеличить скорость при опасности, помогая примитивными крыльями. После первоначально коротких прыжков происходил все более и более продолжительный отрыв от земли.

В освоенной новой среде птицы быстро развились во множество форм, приспособленных к различным условиям существования. Некоторые из них затем вторично потеряли способность к полету и перешли к исключительно наземному или водному образу жизни. Почти все птицы летают. Нелетающие же современные виды бесспорно имели летающих предков, о чем свидетельствует общий план строения их крыла. Именно из способности летать вытекают основные особенности, которые отличают птиц от остальных позвоночных. Активное движение в воздухе - явление непростое, обусловленное сложными техническими предпосылками. Ведь даже мыслящему человеку не удалось с помощью своей собственной мускульной силы оторваться от земли. Для того, чтобы подняться в воздух, телу тяжелее воздуха необходим мощный несущий и двигательный орган, при условии максимального облегчения тела. Главным локомоторным органом птиц в воздухе являются прочные крылья, покрытые легкими, весьма рационально устроенными перьями и приводящиеся в движение мощными летательными мускулами, прикрепленными к чрезвычайно развитому гребню (килю) грудины. Уменьшение веса тела достигается, в частности, тем, что большинство длинных костей птиц имеет трубчатое строение, т.е. полое; массивные челюсти у них заменяет легкий клюв, покрытый роговым чехлом; отсутствует мочевой пузырь, а задние конечности отличаются облегченной конструкцией.

Птицы, как и млекопитающие, теплокровные животные, что делает их независимыми от температуры среды и способствует широкому расселению, даже в весьма негостеприимных холодных краях. Средняя температура тела у птиц - около 41 °Ц, т.е. выше, чем у млекопитающих. Сердце четырехкамерное; артериальная кровь полностью отделена от венозной. По сравнению с другими позвоночными сердце птиц относительно велико и работает гораздо энергичней. У мелких птиц пульс доходит до 500 ударов в минуту. Крупное сердце и учащенный его ритм способствуют быстрому обмену веществ, что создает предпосылки для обеспечения необходимой для полета энергии.

Оперение птиц не только двигательный аппарат, но и теплоизоляционный материал, предохраняющий тело от охлаждения и перегрева. По своему происхождению перо, точно так же, как и чешуя пресмыкающихся или шерсть млекопитающих, является производным рогового слоя кожи. Оно имеет сложное строение. Центральной частью пера является стержень, нижняя часть которого называется очином, а верхняя, вокруг которой, обыкновенно симметрично, а иногда несимметрично расположено опахало, называется стволом. Опахало, которое у маховых и рулевых перьев является, по существу, несущей поверхностью пера, образовано отходящими от ствола тонкими бородками, на которых, в свою очередь, сидят более мелкие лучи, имеющие многочисленные крючочки, зацепляющиеся за лучи соседнего ряда. Так образуется плотная эластичная пластинка, которая, если ее разделить, опять сомкнётся, как только сцепятся бородки. Маховые и рулевые перья, представляющие собой разные группы контурных (несущих опахало) перьев, служат для полета. Мелкие контурные перья придают птичьему телу обтекаемую аэродинамически выгодную форму. Лишь у пингвинов и нелетающих бегающих птиц (бескилевых) контурные перья растут равномерно на всей поверхности тела, у всех остальных они располагаются неравномерно по участкам, называемым птерилиями; не несущие перьев участки кожи именуются аптериями. Нуховидные перья отличаются от контурных перьев тем, что их стержень короткий и тонкий, опахала их мягкие, бородки не сцеплены между собой. Густой слой этих перьев служит для сохранения тепла, он же одевает в первый пуховой наряд птенцов. Особым типом являются порошковые перья. Это пуховидные перья, непрекращающие роста, кончики побочных стволов которых непрерывно крошатся, превращаясь в порошок, покрывающий контурные перья и предохраняющий их от намокания. Перья такого типа развиты особенно у попугаев и цапель и образуют у них две подушечки на боках тела. Осязательную функцию несут волосовидные, лишенные опахал перышки, растущие у многих птиц в углах клюва.

1. Археоптерикс (Archaeopteryx)

Закончившее рост перо - мертвое образование, естественное увеличение длины которого и изменение окраски невозможны. Окраска оперения обусловлена как пигментацией, так и внутренней структурой перьев, когда цвета возникают на основе физико-оптических явлений. Если изменение окраски оперения не связано с линькой, то оно может быть вызвано стиранием иначе окрашенных кончиков перьев.

2. Гесперорнис (Hesperornis)

Со временем оперение снашивается и нуждается в регулярном обновлении. Смена оперения называется линькой. Линька вызывается периодическим оживлением деятельности перьевого сосочка. Многие, птицы линяют дважды в году. Летом или осенью, после гнездования, постепенно или очень бурно сменяется все оперение. Этот процесс называется полной линькой, в отличие от затрагивающей только мелкое контурное перо частичной (неполной) линьки, которую проходят осенью молодые или старые перед гнездованием. Многие виды птиц имеют в течение года два различных наряда - яркий - так называемый «брачный» (после частичной весенней линьки), и невзрачный «зимний наряд» (после полной линьки). Уходу за пером птицы уделяют много времени; водоплавающие смазывают его особым секретом кожной копчиковой железы, находящейся над хвостом. При описании птиц важно знать названия отдельных частей их тела и мест оперения. Прилагаемый рисунок знакомит с основной терминологией. Вместо тяжелых зубов, как уже говорилось, птицы получили легкий, покрытый роговым чехлом (рамфотекой) клюв с острыми краями и кончиком. Этим образованием они не могут, однако, размельчать пищу так же, как млекопитающие зубами; они в состоянии лишь предварительно обработать пищу (раскусить, сорвать, раздробить, перекусить, выковырять, процедить) или же просто схватить и удержать добычу. В зависимости от того, что и как добывает птица, клюв ее приобретает различную форму. Как правило, клювом же пользуются птицы и для ухода за оперением. Основание клюва иногда бывает покрыто нежной кожицей, именуемой восковицей. Пищеварительная система приспособлена к переработке большого количества пищи. При полете птицы расходуют много энергии, источником восстановления которой является потребление множества кормов. Они очень прожорливы, причем мелкие птицы потребляют относительно большее количество пищи, чем крупные виды. Так, например, колибри, корольки или крапивники в день могут съесть в два раза больше собственного веса. У большинства птиц нет обоняния, некоторые не различают вкуса, и потому не руководствуются при приеме пищи этими чувствами. Лишь немногие из птиц способны придерживать при еде добычу пальцами ног, и только одни попугаи подносят ее, зажав в пальцах, ко рту. Прежде, чем пища, пройдя через широкую ротовую полость, попадает из пищевода в желудок, она у многих птиц задерживается на какое-то время в зобу, представляющем собой расширение пищевода, где уже начинается ее предварительная обработка. Наиболее развит зоб у голубей, куриных, хищных птиц. У других его вовсе нет или же он незначителен (совы). Следующим отделом пищеварительной системы является железистый желудок, в котором под влиянием соляной кислоты пищеварительных ферментов происходит первичная химическая обработка пищи. За ним следует мускульный желудок, который механически размельчает пищу, - его роговитые стенки выполняют функцию мельничных жерновов. Размельчению способствуют различные камешки, которые птицы во множестве заглатывают. Эффективность и сила мускульного желудка поразительны. Гаги размалывают в нем толстые раковинки моллюсков, страусы - даже случайно проглоченные фарфоровые чашки. Таким образом мускульный желудок у птиц выполняет ту же функцию, что и зубы у млекопитающих. Он особенно развит у видов, предпочитающих растительную пищу, в то время как у поедающих мясо пищеварение протекает преимущественно в железистом желудке. Непереваренные части пищи, такие, как чешуя, кости или хитиновые остатки насекомых, птицы извергают обычно в виде погадок через пищевод и ротовое отверстие. Усвоение питательных веществ из переваренной пищи происходит в тонкой кишке. Между тонкой и прямой кишками у многих групп птиц имеется пара слепых кишок, в которых продолжается переработка пищи при участии кишечных бактерий. Конец прямой кишки расширяется, переходя в клоаку, куда открываются также протоки мочевой и половой систем. Таким образом, помет, моча и половые продукты выводятся из птичьего тела через общее отверстие. Моча выделяется вместе с пометом в виде густой беловатой массы. Пищеварительный процесс проходит у птиц очень быстро, особенно заметно это на примере плодоядных видов.

2а. Ихтиорнис (Ichthyornis)

Характерной чертой половых органов птиц также является их компактность. Сразу же после размножения половые органы уменьшаются до ничтожных размеров, и только с наступлением очередного сезона размножения они вновь увеличиваются: объем семенников у воробья возрастает, например, в 400 раз. У самок правый яичник атрофирован, левый имеет гроздевидную форму и в период размножения содержит яйца различных величин, так как они находятся на разных стадиях формирования. Зародыш не развивается в теле матери. Созревшее яйцо отрывается от яичника и падает в воронкообразно расширенный канал яйцевода. Оплодотворение яйца происходит в верхней части яйцевода, еще до того, как образуется прочная оболочка яйца, на что у курицы уходит всего один день. Главной частью птичьего яйца является желток с зародышевым диском, представляющий собой, по сути дела, одну единственную яйцеклетку, самую крупную, какая только известна у позвоночных: у крупных птиц она достигает в диаметре нескольких сантиметров. Кроме желтка состоящего из образовательного и питательного слоев, а также желточной оболочке, в яйце различают еще белок, подскорлуповую оболочку и скорлупу. Основным «строительным материалом» последней является карбонат кальция. В тупой части яйца подскорлупная пленка не прилегает к скорлупе, образуя большую воздушную камеру.

Названия частей тела и оперения птицы

Точно определить пол большинства птиц можно только после их вскрытия. Только у тех видов, у которых под влиянием половых гормонов развился половой диморфизм, можно с определенностью распознать самца и самку по различной окраске оперения или по другим вторичным половым признакам: всевозможным выростам, гребешкам, голым участкам кожи на голове, шпорам на ногах и т.д. Как правило, самцы бывают окрашены ярче самок, иногда - наоборот.

Дыхательный аппарат птиц также имеет ряд своеобразных черт строения. Сразу же за языком открывается узкая щель, ведущая в гортань и трахею, жестко укрепленная поперечными хрящевыми кольцами. Напрасно было бы искать голосовой аппарат птиц в гортани, как у млекопитающих. Голосовой орган птиц, так называемая нижняя гортань, или сиринкс, находится там, где трахея разветвляется на два бронха. Строение нижней гортани особенно сложно у певчих птиц. Легкие относительно невелики; это мало растяжимые плотногубчатые тела, пронизанные бронхами и бронхиолами, заканчивающимися тонкостенными воздушными мешками, общий объем которых превосходит объем легких. Многочисленные воздушные мешки располагаются между мышцами и отдельными органами, под кожей и даже в полости костей. О назначении воздушных мешков пока еще известно лишь немногое, однако можно смело утверждать, что при дыхании в полете они играют роль дополнительных резервуаров воздуха.

Органы чувств у птиц развиты не одинаково, что сответствует специфике их образа жизни. Для быстро летающих птиц важнейшим является зрение, достигающее у хищных и сов большого совершенства. Обоняние у них, напротив, притуплено, зато слух отличный, позволяющий улавливать самый слабый шорох и точно определять место, откуда он исходит. Умственные способности птиц весьма значительны; тем не менее в своем поведении они руководятся не разумом, а инстинктом. Птица остро реагирует на все, что вокруг нее происходит, быстро обнаруживает опасность, фиксирует все изменения окружающей среды, замечает абсолютно все, но при этом не осмысливает происходящее. Она действует так, как подсказывает ей врожденный или приобретенный на основе личного опыта инстинкт. Если поместить птицу в совершенно чуждую ей среду, она не способна осознать перемен в ситуации и ведет себя беспомощно. Часто приходится слышать рассказы о разумной родительской любви у птиц, проявляющейся в их заботе о кладке или о выводке, однако такие рассказы далеки от правды. Птица не способна даже отличить свое яйцо от чужого или от любого другого инородного тела, внешне напоминающего яйцо. Если птенца подменить простейшим автоматом, который при прилете старой птицы будет открывать искусственный клюв и ярко окрашенную глотку, то родители не раздумывая будут кормить бумажный клювик, ни на секунду не сомневаясь в том, что это и есть их птенец. Простое движение клюва и окраска глотки стимулируют у них инстинкт кормления, а о родительской любви едва ли можно здесь говорить. Биология птиц очень интересна, чрезвычайно сложны их психологические проявления, ведущие хотя и к автоматическому, но тем не менее весьма оригинальному поведению. Немалое значение при этом имеют и птичьи голоса. В течение всего года птицы перекликаются, издавая несложные звуки, которые являются сигналами коммуникационного и территориального значения, а также выражением их настроения. Птице не приходится учиться этой звуковой сигнализации, она является врожденной и воспроизводится рефлекторно. В ней нет ничего общего с человеческой речью, и сравнить ее можно только с бессознательными криками человека от неожиданности или испуга.

3а. Перо. Общий вид

3б. Структура пера

3в. Перо

В период размножения самцы многих видов издают брачные звуки. Сюда относится всем известное пение певчих птиц, которым самец, с одной стороны, привлекает к себе самку, с другой - сообщает, что участок занят. Главное же значение брачной песни состоит в том, чтобы предупредить возможных конкурентов, что гнездовая территория занята. У неоторых видов вокал подменяется инструментальными звуками: частыми ударами клювом о ствол (дятлы), вибрацией некоторых перьев (бекасы) или щелканьем клювом (аисты). Хокование самцов часто сопровождается принятием своеобразных поз и различными движениями, как на земле, так и в воздухе, во время которых особенно эффектно демонстрируются окраска и структура оперения. Брачные игры являются внешним проявлением полового возбуждения самца, как бы обрядом его сватовства. Птицы живут постоянными или временными парами; распространенным явлением у них является «многоженство», а у некоторых видов встречается «многомужество».

Гнезда служат для откладки и насиживания яиц, а у птенцовых видов также и для воспитания молодых. Птицы редко спят в гнездах. Гнезда бывают разные: простейшие углубления в земле, выстланные сухой травой, норы, гнезда в виде чаши, кошеля или шара, искусно смастеренные постройки - настоящие произведения искусства, гнезда из глины и даже гнезда, скрепленные клейкими выделениями слюнных желез.

Устраивают гнезда самка или самец, иногда вместе. Число яиц в кладке у каждого вида птиц, а часто даже у всех видов одной систематической группы более или менее постоянно. Так, например, буревестники откладывают по одному яйцу, голуби, журавли, дрофы, крупные орлы - по два яйца, чайки - по три, кулики - по четыре, большинство певчих птиц - по четыре-шесть яиц. Много яиц бывает в кладке у куриных. Число отложенных яиц возрастает при двух- или трехкратном размножении в году. Птичье яйцо развивается под прямым воздействием тепла, получаемого от насиживающих родителей, у которых в этот период развиваются на брюшной стороне наседные пятна - участки голои и слегка воспаленной кожи, непосредственно соприкасающейся с яйцами. Однако, наличие наседных пятен не является правилом. Чаще всего насиживают поочередно самец и самка, иногда - только один родитель. В случаях гнездового паразитизма вся забота о выведении и воспитании птенцов ложится на плечи «приемных родителей». В исключительных случаях птицы используют для инкубации яиц и другие источники тепла. Так, например, сорные, или большеногие, куры зарывают свои яйца в большие кучи листьев или перегноя, в которых за счет гниения создается температура, вполне достаточная для развития зародыша.

В зависимости от степени развития птенцов в первые дни их жизни всех птиц можно ориентировочно разделить на две категории. Птенцы одних видов выходят из яйца со слаборазвитой мускулатурой конечностей, как правило неоперенными или покрытыми редким эмбриональным пушком; они совершенно беспомощны и целиком зависят от родительского ухода. Этих птиц принято называть птенцовыми. К другой категории принадлежат выводковые: их птенцы «вылупляются» достаточно развитыми, в густом опушении, с открытыми глазами и ушами, и уже через несколько часов способны самостоятельно передвигаться; гнездо покидают вскоре после своего появления на свет. Старые птицы их только водят за собой, укрывают под крыльями и опекают, но, как правило, не кормят. Эмбриональное развитие выводковых птиц продолжается дольше, чем у птенцовых.

Самым замечательным в поведении птиц является их полет, который свойственен всем современным птицам, за исключением бегающих, пингвинов и немногих других видов. Известны две основные формы полета. Активный полет совершается с помощью машущих движений крыльев и мускульной силы - это главный способ полета птиц. Самые мелкие птицы - колибри, применяют такой вариант активного полета, при котором кончик крыла описывает удлиненную восьмерку; такой полет отличается значительной частотой взмахов и напоминает полет насекомых, он позволяет птицам перемещаться в воздухе вперед и назад и даже «зависать» на одном месте. Вторая форма - это пассивный полет. Во время такого полета птица не машет крыльями, а использует их только как несущую поверхность. При простом скользящем полете птица, постепенно снижаясь, только опирается крыльями о воздух. Разновидностью этого типа является полет парящий - свойственный в частности видам с большим размахом крыльев, - во время которого птица, используя восходящие воздушные потоки, может даже набирать высоту, не пошевелив крылом. По всей видимости, скользящий полет филогенетически является самой древней формой полета. Скорость полета птиц часто преувеличивается. Большинство птиц летает с умеренной скоростью - порядка нескольких десятков километров в час (ворона - 50 км/час, славковые - 52 км/час, скворцы - 74 км/час). Наибольшие скорости были определены у уток (чирок - 120 км/час), у стрижей - 160 км/час; нападающий сокол развивает скорость в 280 километров в час. На перелетах птицы держатся не слишком высоко, как правило, поднимаются не выше 300 метров; полет на относительной высоте 2 тысяч метров - явление чрезвычайно редкое.

На первый взгляд, птицы - вольные создания, которые без ограничений могут перемещаться по воздуху над поверхностью земного шара. На самом же деле они гораздо прочней, чем это кажется, привязаны к совершенно определенному ограниченному району. Прежде всего, они привязаны к гнездовому участку, который окружен невидимыми, но порой непреодолимыми границами. Неперелетные оседлые виды не покидают окрестностей гнездовой территории даже во внегнездовой период. Кочующие - после гнездования перемещаются на строго определенные расстояния от гнездовой области. И, наконец, перелетные птицы покидают свои гнездовья в конце лета или осенью, когда закончено воспитание молодых или когда начнут ухудшаться условия жизни. Как правило, они летят в места, весьма удаленные от их родины. К перелетным птицам относятся не только насекомоядные виды, которые «бегут» от голодной смерти, но и другие птицы, а потому нельзя утверждать, что только недостаток пищи стимулирует отлет. Многие виды в северных частях своего ареала перелетны, в южных - оседлы. Место зимовки с экологической точки зрения обычно приближается к гнездовой области, тем не менее птицы здесь не размножаются.

Изучение перелетов птиц методом кольцевания помогло раскрыть многие загадки этого явления. Однако еще и сейчас ученые не могут окончательно ответить на вопрос: чем руководствуются птицы, безошибочно находящие дорогу к месту зимовки и обратно, преодолевая при этом огромные расстояния и порою отправляясь в путь даже без опытного вожака или в одиночку? В последнее время были выдвинуты теории, согласно которым птицы при перелетах ориентируются по небесным светилам. На основе экспериментов с перелетными птицами в неволе орнитологи Крамер и Зауэр установили, что птицы, летящие днем, ориентируются по солнцу, а ночью по звездам, отважно пускаясь в путь даже в не слишком ясные ночи. Такие навигационные способности являются у перелетных птиц врожденными.

Пернатые всех континентов в настоящее время довольно хорошо изучены, и едва ли можно предположить, что в каких-нибудь затерянных уголках мира будут открыты новые виды. Мнения орнитологов относительно общего числа живущих на Земле видов расходятся, поэтому мы не беремся приводить здесь точные цифры. Порой бывает трудно установить, является ли та или иная форма полноценным видом или лишь расой, не имеющей всех признаков отдельного вида. Ориентировочно можно сказать, что в общей сложности на Земле живет в настоящее время примерно 8650 видов птиц. Наиболее богаты пернатыми фауны Южной Америки и Африки. Однако, по всей вероятности, в будущем число видов сократится под влиянием деятельности человека, ведущей или к прямому истреблению одних видов, или же к косвенному уничтожению других путем разрушения и косвенного изменения их среды обитания. Кроме того, численность некоторых специализированных групп птиц неминуемо снижается, поскольку они не в состоянии приспособиться к возникающим новым условиям. Мы также располагаем рядом фактов, говорящих о том, что некоторые виды птиц вымерли не без вмешательства человека.

В последнее время предпринимаются меры по охране живой природы, в том числе и птиц, с целью спасения многих находящихся под угрозой исчезновения видов, чтобы добиться хотя бы прекращения пополнения списка вымерших видов новыми именами.