Rakstā runāsim par putnu uzbūves īpatnībām, kāds ir to skelets. Putni ir interesanti, jo tie ir vienīgā mugurkaulnieku grupa (izņemot sikspārņus), kas spēj ne tikai lidināties gaisā, bet arī reāli lidot. To struktūra ir labi pielāgota šim nolūkam. Būdami gaisa saimnieki, viņi lieliski jūtas gan uz sauszemes, gan uz ūdens, un dažas no tām, piemēram, pīles, atrodas visās trīs vidēs. Savu lomu tajā spēlē ne tikai putna skelets, bet arī spalvas. Galvenais notikums, kas nodrošināja šo radījumu labklājību, bija viņu apspalvojuma attīstība. Tāpēc mēs aplūkosim ne tikai putna skeletu, bet arī īsi par to.
Tāpat kā zīdītāju kažokādas, spalvas vispirms radās kā siltumizolējošs apvalks. Tikai nedaudz vēlāk tie tika pārveidoti par gultņu plaknēm. Putni, kas tērpušies spalvās, acīmredzot miljoniem gadu pirms tie spēja lidot.
Evolūcijas izmaiņas putnu struktūrā
Pielāgošanās lidojumam izraisīja visu orgānu sistēmu un uzvedības pārstrukturēšanu. Mainījies arī putna skelets. Augšējais fotoattēls ir attēlsbaloža iekšējā struktūra. Strukturālās izmaiņas galvenokārt izpaudās kā muskuļu spēka palielināšanās līdz ar ķermeņa masas samazināšanos. Skeleta kauli kļuva dobi vai šūnveida, vai arī pārvērtās plānās izliektās plāksnēs, vienlaikus saglabājot pietiekamu spēku, lai veiktu paredzētās funkcijas. Smagos zobus nomainīja viegls knābis, savukārt spalvu apvalks ir viegluma paraugs, lai gan tas var svērt vairāk nekā skelets. Starp iekšējiem orgāniem atrodas gaisa maisiņi, kas iesaistīti elpošanā.
Baloža skeleta iezīmes
Piedāvājam detalizētu ieskatu baloža skeletā. Tas sastāv no iegurņa kauliem, spārnu kauliem, astes skriemeļiem, rumpja, dzemdes kakla reģiona un galvaskausa. Galvaskausā izšķir galvas aizmuguri, vainagu, pieri, knābi un ļoti lielas acu dobumus. Knābis ir sadalīts 2 daļās - augšējā un apakšējā. Viņi pārvietojas atsevišķi viens no otra. Dzemdes kakla rajonā ietilpst kakla, rīkles un kakla pamatne. Baloža skelets muguras daļā sastāv no krustu, jostas un krūšu skriemeļiem. Krūtis - no krūšu kaula, kā arī 7 pāri ribu, kas piestiprināti pie krūšu skriemeļiem. Astes skriemeļi ir saplacināti un piestiprināti ar diskiem, kas sastāv no saistaudiem. Tāds, vispārīgi runājot, ir putna skelets. Tās shēma tika parādīta iepriekš.
Kaula transformācija
Kaula skeleta transformācija, kas saistīta ar putnu staigāšanu pa pakaļējām ekstremitātēm un priekšējo kāju izmantošanu lidojumam, īpaši skaidri izpaužas plecu un iegurņa joslā. Plecu josta ir stingri savienota ar krūšu kaulu, un tāpēc lidojuma laikā ķermenis it kā karājas uz spārniem. Tas ir sasniegtsaizaugušu korakoīdu kaulu dēļ, kuru zīdītājiem nav.
Putna skeletam ir manāmi pastiprināta iegurņa josta. Pakaļējās ekstremitātes labi notur šos dzīvniekus uz zemes (uz zariem kāpjot vai uz ūdens peldot) un, galvenais, veiksmīgi amortizē sitienus piezemēšanās brīdī. Tā kā kauli kļuva plāni, to stiprums palielinājās, saplūstot vienam ar otru, mainoties putna skeleta struktūrai. Tāpat kā zīdītājiem, trīs pārī savienoti iegurņa kauli ir sapludināti ar mugurkaulu un viens ar otru. Notika stumbra skriemeļu saplūšana, sākot no pēdējā krūšu kurvja un beidzot ar pirmo astes daļu. Tie visi bija daļa no kompleksā krustu kaula, kas nostiprināja iegurņa jostu, ļaujot putnu ekstremitātēm veikt savas funkcijas, netraucējot citu sistēmu darbu.
Putnu ekstremitātes
Jāņem vērā arī ekstremitātes, kas raksturo putna skeleta uzbūvi. Tie ir ļoti modificēti salīdzinājumā ar mugurkaulniekiem raksturīgajām pazīmēm. Tātad metatarsus un tarsus kauli pagarinājās un saplūda viens ar otru, veidojot papildu ekstremitātes segmentu. Augšstilbs parasti ir paslēpts zem spalvām. Pakaļējās ekstremitātēs ir mehānisms, kas ļauj putniem palikt uz zariem. Pirkstu saliecošie muskuļi atrodas virs ceļgala. Viņu garās cīpslas stiepjas gar ceļa priekšpusi, pēc tam gar tarsusa aizmuguri un pirkstu apakšpusi. Saliecot pirkstus, putnam satverot zaru, cīpslu mehānisms tos nofiksē, lai tvēriens nevājinās pat miega laikā. Pēc savas struktūras muguraputna ekstremitāte ir ļoti līdzīga cilvēka kājai, taču daudzi apakšstilba un pēdas kauli ir saauguši.
Ota
Aprakstot putnu skeleta īpatnības, atzīmējam, ka īpaši krasas izmaiņas saistībā ar pielāgošanos lidojumam notikušas rokas struktūrā. Atlikušie priekškāju kauli ir saauguši kopā, veidojot balstu primārajām lidojuma spalvām. Saglabātais pirmais pirksts ir balsts rudimentāram spārnam, kas darbojas kā īpašs regulators, kas samazina spārnu pretestību pie maziem lidojuma ātrumiem. Sekundārās lidojuma spalvas ir piestiprinātas pie elkoņa kaula. Kopā ar pašu spalvu brīnišķīgo struktūru tas viss veido spārnu – orgānu, kam raksturīga augsta efektivitāte un adaptīvā plastika. Tālāk ir redzams 17. gadsimta dodo putna skelets.
Spārni
Mušu un astes spalvas nodrošina pacēlumu un kontroli lidojuma laikā, taču to aerodinamiskās īpašības vēl nav pilnībā izprastas. Parastā plivināšanas lidojumā spārni virzās uz leju un uz priekšu, un tad strauji uz augšu un atpakaļ. Sitot uz leju, spārnam ir tik stāvs trieciena leņķis, ka tas slāpētu ātrumu, ja primārās lidojuma spalvas tobrīd nedarbotos kā neatkarīga gultņa plakne, kas novērš bremzēšanu. Katra spalva pagriežas uz augšu un uz leju gar stublāju tā, ka tiek radīts virziens uz priekšu, ko veicina to galu izplešanās. Turklāt noteiktā uzbrukuma leņķī spārna sprauga tiek ievilkta uz priekšu no spārna priekšpuses. Tas veido griezumu, kas samazina turbulencinesēja plakni un tādējādi amortizē bremzēšanu. Nolaižoties, putns sākotnēji samazina savu ātrumu, novietojot ķermeni vertikālā plaknē, ievelkot asti un bremzējot ar spārniem.
Dažādu putnu spārnu struktūras iezīmes
Putniem, kuri var lidot lēni, ir īpaši izteiktas atstarpes starp primārajiem pirmajiem. Piemēram, zelta ērglim (Aquilachysaetos, attēlā iepriekš) spraugas starp spalvām veido līdz pat 40% no kopējā spārnu laukuma. Grifi ir ļoti plata aste, kas rada papildu pacēlumu lidojot. Otra ērgļu un grifu spārnu galējā daļa ir garie, šaurie jūras putnu spārni.
Piemēram, albatrosi (viena no tiem fotoattēls ir parādīts iepriekš) gandrīz neplivina spārnus, planējot vējā un tad nirstot, pēc tam strauji paceļoties augšup. Viņu lidojuma veids ir tik specializēts, ka mierīgā laikā viņi burtiski tiek pieķēdēti pie zemes. Kolibri spārni nes tikai primārās lidojuma spalvas un spēj veikt vairāk nekā 50 sitienus sekundē, kad putns karājas gaisā; kamēr tie pārvietojas uz priekšu un atpakaļ horizontālā plaknē.
Spalvu pārvalks
Spalvu pārvalks ir pielāgots dažādu funkciju veikšanai. Tātad cietās mušu un astes spalvas veido spārnus un asti. Pārklājums un kontūras piešķir putna ķermenim racionālu formu, un dūnas ir siltumizolators. Balstoties viena uz otru, tāpat kā flīzes, spalvas veido nepārtrauktu gludu segumu. Pildspalvas smalkā struktūra, vairāk nekā jebkura citaanatomiskās īpatnības, nodrošina putniem labklājību gaisā. Katras no tām ventilators sastāv no simtiem dzeloņstieņu, kas atrodas vienā plaknē abās stieņa pusēs, un no tām arī stiepjas dzeloņstieņi abās pusēs, nesot āķus no putna ķermeņa attālās puses. Šie āķi pieķeras iepriekšējās bārdu rindas gludajām bārdām, kas ļauj saglabāt ventilatora formu nemainīgu. Uz katras liela putna mušas spalvas ir līdz 1,5 miljoniem bārdu.
Knābis un tā nozīme
Knābis kalpo kā manipulācijas orgāns putniem. Izmantojot mežacūkas (Scolopaxrusticola, viens no tiem ir parādīts augstāk esošajā fotoattēlā) piemēru, varat redzēt, cik sarežģītas var būt knābja darbības, kad putns to iegremdē augsnē, medījot tārpu. Uzdūris laupījumu, putns, saraujoties attiecīgajiem muskuļiem, virza uz priekšu kvadrātveida kaulus, kas veido žokļa arku. Tie savukārt spiež uz priekšu zigomātiskos kaulus, kuru dēļ apakšžokļa gals liecas uz augšu, ir ovāls caurums, caur kuru iziet subklāviskā muskuļa cīpsla, kas piestiprināta pleca augšpusē. Tādējādi, saraujoties subklāvija muskulim, spārns paceļas, bet, kad krūšu muskuļi saraujas, tas krīt.
Tātad, mēs esam izklāstījuši galvenās putnu skeleta struktūras iezīmes. Mēs ceram, ka esat atklājis kaut ko jaunu par šīm pārsteidzošajām būtnēm.
