Окраска перьев птиц. Строение пера и пуха

Тело птицы имеет перьевой и пуховой покров. Однако у большинства птиц перья растут не по всей поверхности, а на определенных участках. Они обычно проходят вдоль тела (в направлении полета) у разных видов птиц по-разному и имеют названия в соответствии с той частью тела, на которой находятся: головная, шейные, крыловая, плечевая, боковая, грудная, спинно-поясничная, брюшная, бедренная, голени, хвостовая, анальная и д.р..

Участки тела свободные от оперения - аптерии. Они так же носят название по топографическому признаку. Вместе с тем, перья расположены так, что покрывают аптерии, образуя сплошной перьевой покров. У нелетающих птиц (страус, пингвин) перья растут по всей поверхности тела.

Назначение перьевого покрова - защита тела от механического воздействия и одно из приспособлений, обеспечивающих поддержание температуры тела. В регуляции теплообмена оперение играет большую роль (пока цыпленок покрыт пухом, разница между температурой кожи и воздуха составляет 13-15°С, с появлением перьев она достигает 17-19°С). Оперение увеличивает теплоизоляцию, создает вокруг тела слой неподвижного воздуха, что препятствует теплоотдаче. Изменяя наклон перьев, птица может регулировать теплоотдачу.

Кроме терморегулирующей функции, перьевой покров создает обтекаемую форму тела, облегчающую полет, и создает несущие поверхности, делающие полет возможным.

Перья в зависимости от формы и функции делят на:

• ? контурные,
• ? пуховые,
• ? полупуховые,
• ? нитевидные,
• ? кисточковые,
• ? щетинки,
• ? порошковый пух (пудровые).

Контурные перья - наиболее распространенный тип перьев. Они определяют очертания тела птицы. Среди них различают:

• ? кроющие,
• ? маховые,
• ? рулевые перья.

Кроющие перья расположены на головной и шейной птерилиях. От боковой, грудной, стернальной и брюшной птерилий отходят кроющие перья грудного отдела туловища, хлупа (кончика крестца) и живота. Кроющие перья спинно-поясничной и хвостовой птерилий образуют оперенье поясницы и кроющие перья хвоста, у петухов образуют большие и малые косицы. Кроющие перья голени образуют штаны.

Зрелое кроющее перо состоит из ствола, стержня и опахала (рис. 4). Нижняя часть ствола (до опахала) цилиндрической формы называется очином (calamus). Нижняя часть очина заключена в перьевой мешочек и погружена в кожу. На конце очина есть углубление с отверстием - нижний пупок. В этом углублении находится зачаток пера следующего поколения. Стенки очина состоят из довольно прозрачного рогового вещества. У молодого контурного пера бульшая часть очина заполнена соединительноткнным сосочком с богатой кровеносной сетью, которая придает ему красный или синий цвет. По мере созревания сосочек укорачивается, очин заполняется воздухом, а ороговевшие клетки эпидермиса, сохраняясь на прежних местах, превращаются в воронковидные пленки, как бы, отмечая этапы редукции сосочка, на уровне опахала, постепенно сужаясь, очин переходит в четырехгранный стержень. В месте перехода имеется углубление - верхний пупок. От него начинается добавочное перо.

От стержня в обе стороны под некоторым углом отходят лучи (бородки) первого порядка, образующие в совокупности опахало - упругую перьевую пластинку. самая нижняя небольшая часть опахала называется шелковистой, средняя - пуховой, верхняя - контурной. Внешняя половина опахала кроющего пера более узкая и тугая, внутренняя - более широкая и мягкая. От лучей первого порядка в обе стороны симметрично под углом отходят многочисленные лучи (бородки) второго порядка, причем с одной стороны они располагаются несколько выше, чем с другой. На низлежащих бородках второго порядка имеется гребень, загнутый в виде карниза, идущего по верхнему краю луча.

Вышележащие лучи второго порядка несут на себе лучи (бородки) третьего порядка, представляющие собой выросты ороговевших клеток эпителия в виде ресничек и крючочков. Крючочки заходят за гребни лучей второго порядка соседнего пера, по которым они могут скользить, сохраняя упругую связь между собой. Строение крючочков и их количество видоспецифичны. реснички создают шероховатость, препятствующую скольжению перьев друг по другу, увеличивая трение, чем способствуют удержанию перьев в виде сплошного покрова.

Для шелковистой части опахала кроющего пера характерно рудиментарное состояние лучей второго порядка. В пуховой части неразвитыми оказываются реснички и крючочки (лучи третьего порядка).

Стержень и лучи первого порядка образованы тремя слоями клеток.

Самый наружный - кутикула - состоит из одного ряда плоского ороговевающего эпителия.

Средний слой - корковый - образован большим количеством рядов вытянутых и уплощенных ороговевших эпителиальных клеток, плотно прилегающих друг к другу, что обеспечивает прочность пера. Внутренний слой - мозговой - состоит из многоядерных крупных ороговевших клеток, заполненных воздухом, что придает перу большую легкость. В очине и лучах второго и третьего порядков мозговое вещество не выражено. Форма клеток и слоев видоспецифична.

Рис. 6 .

1 - стержень, 2 - опахало, 3 - очин, 4 - лучи I порядка, 5 - лучи II порядка, 6 - крючочки, А - маховое перо, Б - участок опахала.

Кроющие перья подвижны. Это обеспечивается хорошо равитыми гладкими мышцами, оплетающими перьевой фолликул и оканчиваются в дерме. При этом каждое кроющее перо оказывается закономерно связанным с четырьмя соседними перьями. Такая связь позволяет синхронно поднимать и опускать кроющие перья тела, мышцы фолликулов. Прилежащие к ним участки кожи обильно иннервированы как свободными нервными окончаниями, так и тельцами Гербста.

Маховые и рулевые перья устроены аналогично кроющим. В отличие от последних у них длиннее очин, менее развиты шелковистая и пуховая части опахала, и длиннее кроющая часть опахала.

Пуховые перья, или пух - мелкие, имеют короткий очин, слаборазвитый стержень и опахало с несвязанными лучами из-за отсутствия крючков и ресничек. Стержень может быть не развит, в таком случае лучи отходят непосредственно от очина. расположен пух на птерилиях между контурными перьями, но может расти и на аптериях, особенно в области хлупа и живота. Основная функция - теплоизоляция, утепление тела птицы. Наиболее развит пух у водоплавающих.

Полупухвые перья - имеют такое же строение, как и пух, но стержень у них всегда развит. распространены перья этого типа в области хлупа и живота.

Нитевидные перья - имеют длинный, очень тонкий стержень, на вершине которого находится маленькое опахало, состоящее всего из нескольких соединенных лучей. Расположены они в количестве 1-8, всегда у контурного пера, прикрыты им и развиваются, по-видимому, из одного с ним сосочка. У индюка растут на груди в виде пучка.

В сумках нитевидных перьев обнаружены многочисленные нервные окончания. Считается, что они обладают рецепторной функцией, с их помощью птица ощущает непорядок в контурном пере и устраняет его. Возможно, от них происходит сигнализация, необходимая для управления движением оперения. При этом очевидно, рефлекторная дуга замыкается на мышцах контурного пера.

Кисточковые перья имеют тонкий ствол и слабо сцепленные лучи, расходящиеся наподобие волосков кисти, располагаются вокруг протока копчиковой железы.

Щетинки - короткие перышки, состоящие из небольшого ствола без опахала. Они бывают у основания клюва, около ноздрей и глаз.

Порошковый пух (крошащийся, пудровый) хорошо развит у птиц, у которых копчиковая железа отсутствует или слабо развита (голуби, цапли и др.)

Перья

«Птицу узнают по перьям». Эта народная мудрость отражает тот научный факт, что перо – это уникальное образование, встречающееся только у одного класса животных. В самом деле, перьев нет ни у одной из существующих сейчас групп живых организмов, кроме птиц, и нет свидетельств, что они были у какой-либо вымершей группы.

Роль оперения в жизни птиц трудно преуменьшить. Именно перья, создавая несущую поверхность крыла и обтекаемую форму тела, позволяют птицам летать. Перо – прекрасный теплоизоляционный и водозащитный материал, а различная окраска и особенности формы оперения несут информацию о видовой и половой принадлежности птицы, играя тем самым немаловажную роль во внутривидовой и межвидовой коммуникации.

Свое происхождение перья птиц ведут от чешуи пресмыкающихся и также состоят из рогового вещества. Они, как и чешуя рептилий, являются производными в основном поверхностного, эпителиального, слоя кожи (эпидермиса), и состоят из отмерших и сильно видоизмененных клеток.

Много перьев – хороших и разных

По строению различают перья нескольких типов: контурные, пуховые, нитевидные, пух и щетинки.

I, II – контурные перья; III – пуховое перо; IV – пух; V – нитевидное перо; VI – щетинка; VII – схема строения контурного пера под большим увеличением.
1 – очин, 2 – внутренняя часть опахала, 3 – наружная часть опахала, 4 – пуховая часть опахала контурного пера, 5 – стержень, 6 – побочный (добавочный) стержень, 7 – верхний пупок пера, 8 – нижний пупок пера, 9 – бородки первого порядка, 10 – бородки второго порядка, 11 – крючки

Контурные перья , видимо, являются наиболее знакомыми читателю (рис. 1, I, II). Они покрывают все тело птицы, образуют крылья и хвост и создают характерный «птичий» облик. Внешне контурное перо подразделяется на находящийся в осевой части стержень и опахало (рис. 1). Нижняя, свободная, часть стержня называется очином . Он имеет внутреннюю полость, которая заполнена губчатой тканью. На нижнем конце очина полость открывается небольшим отверстием – нижним пупком пера, а на его верхнем конце на границе с опахалом находится, соответственно, верхний пупок (рис. 1, 7, 8 ). Стержень в районе опахала более плотен по структуре, не имеет внутренней полости, а его сердцевина образована ороговевшими клетками, заполненными воздухом. Само опахало образовано отходящими в обе стороны от стержня мелкими «ответвлениями» – бородками первого порядка (рис. 1, VII, 9 ). Они так плотно сцеплены между собой, что производят впечатление сплошной поверхности. Но если внимательно присмотреться, а еще лучше – положить контурное перо под бинокуляр, то можно увидеть, что от каждой бородки первого порядка рядами с обеих сторон отходят более мелкие бородки, называемые бородками второго порядка, или бородочками (рис. 1, 6 ). Если же рассмотреть этот участок под еще большим увеличением, то на каждой бородке второго порядка обнаружится некоторое число маленьких крючочков. Именно с их помощью соседние бородки сцеплены между собой, в результате чего образуется сплошная пластинка (рис. 1, VII).

Строение пухового пера аналогично строению контурного, с той только разницей, что бородочки на пуховых перьях мягкие, лишенные крючочков, а потому бородки первого порядка не сцеплены между собой. Есть предположение, что перья с несцепленными бородками более примитивны, чем контурные, и в качестве косвенного подтверждения можно привести тот факт, что у бескилевых птиц (довольно древняя сборная группа, включающая африканских страусов, казуарообразных, нанду и киви) вообще нет перьев со сцепленными бородками.

Пух отличается от пухового пера отсутствием стержня – его бородки, также несцепленные, отходят сразу от очина.

Благодаря такому строению бородок перья этих двух типов играют роль «шубы», удерживая около кожи неподвижный слой воздуха. У многих групп птиц (например, куриных, сов, голубей) той же цели служит и добавочный (побочный) стержень , который отходит от очина контурного или пухового пера. Он всегда гораздо короче и тоньше основного и несет мягкие бородки, как на пуховом пере. Свободные бородки зачастую имеются и в нижней части опахала контурных перьев, что также увеличивает телоизоляцию. Вообще же между контурными и пуховыми перьями возможны все промежуточные стадии.

Интересно, что у видов умеренных широт доля пуховых перьев и пуха в оперении выше, чем у тропических видов. Если птица имеет зимнее и летнее оперение (например, многие тетеревиные), то количество несцепленных «пуховидных» бородок в зимнем оперении увеличивается, иногда занимая почти все опахало. Лучше развиты зимой в таком случае и «добавочные перья». Зимой у оседлых птиц средней полосы увеличивается даже число перьев – в основном за счет пуха, который «прорастает» к зиме.

Нитевидные перья и щетинки обладают наиболее простым строением и состоят только из стержня, тонкого и мягкого у нитевидных перьев и жесткого и упругого у щетинок. Опахало редуцировано, и лишь несколько бородок сохраняются на конце нитевидных перьев. Нитевидные перья служат для осязания (реагируют на движение воздушных потоков) и растут по всему телу птицы. Щетинки можно обнаружить у многих видов у основания клюва, где они тоже выполняют осязательную функцию, а у козодоев, стрижей, мухоловок и других птиц, схватывающих добычу на лету, с их помощью «увеличивается» разрез рта. У многих птиц щетинки растут по краям век, образуя ресницы.

У некоторых групп птиц (цапли, некоторые козодои, дрофы, попугаи) существуют пудретки – участки с постоянно растущим пухом, вершинки которого легко обламываются, образуя тонкий порошок – «пудру». Обычно они расположены по бокам груди или на пояснице. Когтями птица разносит «пудру» на все оперение, чем, предположительно, увеличивает водоотталкивающие свойства оперения.

Жизненный путь пера – детство, отрочество, юность

Кожа у позвоночных состоит из двух различных по строению и происхождению слоев: эпидермиса и дермы (она же – кутис, кориум, собственно кожа). Эпидермис находится на поверхности и относится к эпителиальным тканям, дерма – к соединительным. Соответственно по своему происхождению эпидермис – производное эктодермы зародыша, а дерма – мезодермы. Эпидермис позвоночных многослоен, клетки наружных слоев постепенно заполняются роговым веществом, отмирают и слущиваются, при этом эпидермис все время обновляется за счет постоянного деления его самых нижних слоев клеток (так называемый ростковый слой). Основная функции эпидермиса – защитная, он же является родоначальником ряда кожных образований у позвоночных (помимо перьев это когти, волосы млекопитающих, рога у оленей) и кожных желез (сальные, потовые, молочные). Дерма же богата кровеносными, лимфатическими сосудами и обеспечивает питание эпителиальной ткани, рост и развитие ее производных.

А – стадия перьевого сосочка; Б – стадия трубочки (бородки развиваются внутри чехлика); В – стадия разрыва чехлика. 1 – эпидермис, 2 – дерма, 3 – бородки пера, 4 – чехлик, 5 – полость очина, 6 – перьевая сумка

В результате разрастания клеток эпидермиса и дермы на коже образуется бугорок, подобный зачатку чешуи пресмыкающихся, который постепенно разрастается в виде направленного назад выроста, а его основание постепенно углубляется в кожу, образуя в дальнейшем перьевую сумку. Сверху вырост покрыт эпидермисом, под ним находятся живые, богатые мелкими кровеносными сосудами ткани дермального слоя, которые образуют сосочек пера (рис. 2, А). По мере роста они растягивают перьевой вырост в длину, эпидермальный слой постепенно ороговевает, а сам вырост приобретает форму трубки. На внешнем конце перьевой трубки эпидермис расслаивается: его наружный тонкий слой отделяется в виде конического чехлика, а из внутреннего слоя эпидермиса в дальнейшем дифференцируются бородки пера. В случае развития контурного пера вначале образуется ряд параллельных роговых гребней, один из которых, наиболее толстый, становится впоследствии стержнем, остальные по мере развития перемещаются на него (рис. 3), превращаясь в бородки первого порядка, на них развиваются бородки второго порядка. При развитии пуха стержня не образуется, и все параллельные гребни впоследствии становятся пуховыми бородками первого порядка. Все развитие пера происходит внутри чехлика.

а – ростковый слой; б – чехлик; 1, 2 и т.д. – порядковые номера эпидермальных складок – будущих бородок первого порядка

По мере роста пера живые питающие клетки сосочка отмирают, начиная с окончания перьевой трубки, чехлик на ее конце разрывается, и бородки пера выходят наружу, образуя своеобразную перьевую кисточку. Обычно после разрыва чехлика рост пера продолжается в основании, и молодое перо в этой стадии значительно короче, чем оно должно быть. Окончательной длины оно достигает при полном освобождении опахала от чехлика, остатки которого в виде тонких пленок еще несколько дней сохраняются при основании очина.

В коже перо удерживается плотно прилегающими стенками перьевой сумки и мышечными тяжами, которые обеспечивают его подвижность.

Там перья не растут...

Говоря о перьях, безусловно, необходимо указать, что у большинства птиц контурные перья растут не сплошным слоем по всей поверхности тела, а только на отдельных участках, которые называют птерилиями (от греч. pteron – перо и hyle – лес).
Участки, не несущие перьев, называются, напротив, аптериями .

Пуховые перья растут вместе с контурными на птерилиях. Пух может либо относительно равномерно покрывать все тело птицы (у веслоногих, гусеобразных, многих дневных хищников и др.), либо быть только на аптериях (цапли, совы, многие воробьиные). Реже он растет только вместе с контурным оперением на птерилиях (тинаму). Равномерно покрытое перьями тело, без аптерий, имеют лишь некоторые представители класса: пингвины, паламедеи и птицы группы бескилевых.

Наличие аптерий позволяет птице не только «сэкономить» на оперении (тело покрывает меньшее количество перьев). Как это ни парадоксально, у птиц, имеющих аптерии, совершеннее терморегуляция. Наверняка каждый видел зимой сидящую на ветке нахохлившуюся ворону или галку или наблюдал, как засыпает в клетке волнистый попугайчик – перья у них приподнимаются, топорщатся во все стороны, и птица напоминает пушистый шарик. Именно наличие аптерий дает больше возможностей для подвижности пера, благодаря чему увеличивается рыхлость оперения и толщина воздушной подушки, а это, в свою очередь, способствует сохранению тепла.

Рис. 4. Схема расположения основных птерилий на теле птицы:
1 – головная птерилия, 1а – ушной отдел, 2 – маховые перья, 3 – крыловая птерилия, 4 – плечевая птерилия, 5 – спинная птерилия, 5а – шейный отдел, 5б – дорсальный отдел, 5в – крестцовый отдел, 6 – бедренная птерилия, 7 – голенная (ножная) птерилия, 8 – брюшная птерилия, 8а – грудной отдел, 8б – вентральный отдел, 9 – хвостовая птерилия, 10 – рулевые перья

Несмотря на то, что расположение и форма птерилий несколько разнятся и даже могут являться систематическим признаком, местонахождение основных птерилий на теле птиц сходно (рис. 4). Они достаточно легко выделяются при осмотре птицы – это спинная, грудная, плечевая, бедренная, шейная птерилии. Из более мелких птерилий даже начинающий натуралист без труда найдет ушную и анальную птерилии. Кроме ушной на голове птиц можно выделить еще довольно большое число мелких птерилий, разобраться в которых дано только узким специалистам по вопросам морфологии и линьки. А поскольку большинство читателей ими все-таки не являются, то мы ограничимся общим названием всех птерилий этой части тела (кстати, весьма часто употребляемым) – головная птерилия .

Хвост и крылья

Об оперении крыльев и хвоста стоит поговорить отдельно. Крупные перья, образующие собственно хвост, называются рулевыми . Они отличаются тем, что наружное и внутреннее опахала у них более-менее одинаковой ширины. Перья, покрывающие рулевые сверху и снизу, называются, соответственно, верхними и нижними кроющими хвоста .

Число рулевых колеблется в разных отрядах. Чаще всего их 12, но может быть от 8 до 28 (у некоторых куликов), у воробьинообразных нашей фауны – 12 (здесь и далее этот отряд будет оговариваться отдельно, т.к. включает в себя около половины видов отечественной орнитофауны). Нумерация рулевых принята от края хвоста к центру (в том же направлении происходит их замещение при линьке у воробьинообразных).

В отличие от рулевых, перья, образующие несущую плоскость крыла, называемые маховыми , явно асимметричны: наружный край опахала у них значительно уже внутреннего, при этом у маховых часто на наружном опахале заметна выемка. Различают первостепенные (они прикрепляются к задней поверхности скелета кисти), второстепенные (прикрепляются к локтевой кости) и третьестепенные (прикрепляются к плечевой кости и на крыле располагаются обычно друг над другом) маховые перья. Также эти перья можно отличить от рулевых по некоторой вогнутости, что обеспечивает крылу в полете лучшие аэродинамические качества. Кроме маховых на крыле выделяют крылышко – несколько перьев, прикрепленных к единственной фаланге первого пальца, которые предотвращают возникновение завихрений воздуха при полете (рис. 5).

Рис. 5. Перья крыла – вид сверху (на примере представителя отряда воробьинообразных).
I – маховые: 1–10 – первостепенные, 11–16 – второстепенные, 17–19 – третьестепенные; II – крылышко; III – кроющие первостепенных маховых; IV – большие верхние кроющие второстепенных маховых; V – средние верхние кроющие второстепенных маховых; VI – малые верхние кроющие второстепенных маховых; VII – кроющие плеча

Первостепенных маховых обычно 9–11, у воробьинообразных нашей фауны – 10. Число второстепенных колеблется в разных группах от 6 (колибри, воробьинообразные) до 40 (крупные альбатросы). Количество третьестепенных маховых также весьма различно, у воробьиных их обычно 3, за исключением семейств Иволговые (4), Врановые (4–6). Нумерация маховых перьев принята от наружного (дистального, по-научному) края крыла по направлению к телу. Она может быть либо сплошной – при этом не выделяются отдельные группы первостепенных, второстепенных и третьестепенных маховых, либо, если граница между первостепенными и второстепенными легко различима (например, у представителей отряда воробьинообразных), каждая группа может считаться отдельно, опять-таки начиная от дистального конца. То есть если вы хотите указать координаты выпавшего махового пера вашей любимой амадины (тринадцатого по счету от края крыла), вы можете записать его просто как 13-е маховое или как 3-е второстепенное маховое. Задача несколько усложняется тем, что у всех птиц первое первостепенное маховое короче остальных, а у многих групп оно сильно редуцировано, сходя иногда почти на нет (например, у жаворонков, ласточек, трясогузковых, овсянок и др.), и его можно просто не заметить. Поэтому орнитологи договорились вести счет с первого полноценного махового пера, считая его вторым.

Как и на хвосте, на крыле есть верхние и нижние кроющие. Над второстепенными маховыми верхние кроющие перья обычно образуют 3 различимых ряда: первый над маховыми ряд – большие верхние кроющие второстепенных маховых, над ними – средние и далее – малые. За малыми кроющими находятся мелкие перья, называемые все вместе кроющими пропатагиума, или, проще, кроющими плеча .

Что касается нижних кроющих, то отдельных групп среди них обычно не выделяют, иногда классифицируя по тем маховым, которые они прикрывают.

Перо: секреты красоты

Все многообразие красок, удивительное богатство и изящество оттенков оперения птиц создается пигментами двух групп и некоторыми особенностями структуры пера. Накапливающиеся в роговых клетках в виде глыбок и зернышек меланины придают перу оттенки черного, коричневого, красновато-бурого и желтого цветов. Липохромы залегают там же в виде жировых капель или хлопьев и обеспечивают яркость окраски: красной (зооэритрин, фазианоэритрин), желтой (зооксантин), синей (птилопин) и других цветов. Совместное залегание нескольких пигментов на одном участке пера значительно расширяет спектр приведенных здесь оттенков. Помимо придания цвета пигменты, особенно меланины, увеличивают механическую прочность перьев.

По-видимому, именно этим объясняется преимущественно черная или бурая окраска хотя бы части маховых перьев у большинства птиц, даже имеющих основным цветом оперения белый (белый аист, белый гусь, многие чайки и др.). Интересным исключением здесь являются виды с «обратной» окраской, черной с белыми маховыми перьями – черный лебедь, два вида седлоклювых аистов, рогатый ворон из семейства птиц-носорогов.

Белая окраска оперения обусловлена наличием в роговых клетках пера прозрачных полостей, заполненных воздухом, при полном отсутствии пигментов. Если же клеточные стенки недостаточно прозрачны, то перо приобретает голубоватый или синеватый оттенок. Характерный для многих птиц металлический блеск оперения образуется благодаря разложению света в спектр на поверхности пера, где наружные ороговевшие клетки являются своеобразными призмами.

Всеми этими вышеперечисленными способами и формируется окраска пера, остается лишь добавить, что происходит это только во время его развития, и изменение окраски пера в процессе жизни невозможно (если не считать того, что под действием природных факторов пигменты разрушаются, и со временем перья несколько выцветают).

Время разбрасывать перья...

Следует помнить, что у домашних птиц линька может случиться в любое время года. Для диких же птиц ежегодная линька обычно приурочена к определенному сезону, лишь у некоторых тропических видов она может проходить постепенно в течение всего года. Особенности протекания линьки различаются в разных группах птиц, эта тема обширна и заслуживает отдельного разговора. Здесь же нам кажется необходимым указать на то, что в процессе линьки происходит возрастная и, для многих видов, сезонная смена перьевых нарядов. Таким образом одна и та же птица в течение жизни может обладать совершенно различным оперением. Соответственно выделяют несколько основных перьевых нарядов птиц.

Эмбриональный наряд – формируется в период эмбриогенеза и по степени развития различается в разных отрядах, обычно лучше развит у птенцов с выводковым типом развития. Он может состоять из эмбрионального пуха и эмбрионального пера (последнее можно обнаружить на птенцах гусеобразных, курообразных, тинаму, а также страусов и им подобных). Полностью отсутствует у стрижей, дятлообразных, ракшеобразных, пеликанообразных.

Гнездовой наряд (юношеский, ювенальный) – сменяет эмбриональный (если тот присутствует), при этом часть его замещает эмбриональные пух и перо, а часть формируется в новых перьевых сосочках. Гнездовой наряд может носиться разными видами различное время – от нескольких недель до года, и обычно отличается от наряда взрослой птицы по окраске и структуре оперения. У ряда видов различия по цвету незначительны, и молодые одеты просто более тускло, без характерного блеска (вороновые, некоторые синицы, зимородки, голуби, многие пастушки и др.).

Для других групп эта разница более заметна. Например, у большинства представителей семейства дроздовых, весьма разнообразных по окраске, молодые довольно схожи – пестренькие благодаря ярким светлым пятнам по стержню и коричневым каемкам перьев. У чаек и светлых крачек птенцы пестрые, коричневато-буроватые. Буровато-серые птенцы у белых лебедей, рыжевато-коричневые – у белого журавля стерха и т.д. – примеров можно привести множество.

Довольно часто ювенальный наряд бывает пестрым из-за светлых охристых пятен на перьях. Такой тип окраски считают эволюционно более древним для птиц. При наличии полового диморфизма он похож на окраску самок (курообразные, утки, турухтаны, многие воробьиные). Он может быть просто более блеклым – при выраженной смене сезонной окраски он напоминает зимний наряд взрослых птиц (гагары, поганки, многие кулики и чистиковые и др.). Но даже у тех птиц, у которых молодые практически одинаковы по окраске со взрослыми (пеночки, некоторые славки и синицы и ряд других видов), перья гнездового наряда всегда несколько отличаются по своей структуре от перьев взрослых птиц: бородки первого и второго порядка на них расположены реже и слабее сцеплены друг с другом, оперение производит впечатление более рыхлого и мягкого.

Интересно, что молодые кайры и гагарки имеют две генерации ювенального оперения. Первая генерация перьев сменяет эмбриональный пух к 20-му дню жизни: эти перья значительно короче перьев взрослой птицы и более рыхлые. В этом наряде молодые кайры и гагарки уходят в море и уже там к 2 месяцам перелинивают в окончательный вариант юношеского оперения, близкий к оперению взрослых. Все остальные представители чистиковых имеют лишь один ювенальный наряд и надевают его в возрасте 1–1,5 месяцев, тогда же они покидают гнезда.

Часто выделяют послегнездовой наряд , который сменяет гнездовой в ходе послегнездовой линьки. Она происходит обычно в первую осень жизни перед сезонными миграциями, реже растягивается и заканчивается уже на зимовках. Обычно эта линька не затрагивает маховые, а иногда и рулевые перья. Зачастую послегнездовой наряд бывает практически неотличим от взрослого по цвету и структуре оперения, однако у некоторых крупных птиц (лебеди, чайки, дневные хищники др.) окончательная окраска приобретается только на 2-м, а то и на 5-м году жизни. В таком случае говорят о первом годовом наряде, втором годовом и т.д.

Годовой наряд (межбрачный ) – образуется у взрослых птиц после послебрачной (осенней) линьки. Чаще всего она начинается после завершения гнездования и вылета последних птенцов и заканчивается до начала осенней миграции, но есть и многочисленные отклонения от этой схемы. Так, у некоторых видов, обычно достаточно крупного размера, она начинается одновременно с откладкой яиц (ястребы, вяхирь, белая сова, часть врановых), другие линяют уже на зимовках после осенней миграции, либо часть оперения меняется до миграции, а часть – после и т.д.

Широко известен пример птиц-носорогов, когда самец линяет «как положено», а самка делает это в период насиживания кладки, в то время как супруг замуровывает ее в дупле, оставив только узкое отверстие для кормления.

Годовой наряд носится до следующей осенней линьки (если у вида нет брачной линьки, о которой будет сказано ниже). Осенняя линька почти всегда бывает полная, за исключением некоторых крупных птиц (цапли, аисты, орлы и др.), у которых за время линьки не успевают смениться все маховые и часть их меняется раз в два года. У журавлей линька маховых перьев всегда бывает через год.

В брачный наряд птицы перелинивают обычно перед сезоном размножения в конце зимы–ранней весной, хотя бывают и исключения (утки начинают одеваться в брачное перо еще в августе и заканчивают зимой). Линька может быть полной, но чаще бывает частичной, когда меняется все мелкое контурное перо или только его часть, а маховые и рулевые перья сохраняются. Линька происходит у обоих полов, при этом окраска самцов может меняться, а у самок обычно остается прежней.

У некоторых птиц изменение окраски к брачному сезону связано не с линькой, а с изношенностью оперения. Весной у самца домового воробья бросается в глаза яркий черный подбородок, горло и верхняя часть груди, хотя осенью эти участки были почти такой же серовато-коричневой окраски, как и окружающее оперение. В этом случае перо имеет черную среднюю часть опахала со светлыми в тон остального оперения каемками, а так как перья черепицеобразно налегают друг на друга, то черный цвет незаметен. В течение года слабо пигментированные (а значит и менее прочные) края перьев постепенно вытираются, и к весне (т.е. к началу брачного сезона) самцы домовых воробьев приобретают характерную окраску. Таким же образом обыкновенный скворец, пестрый осенью, весной оказывается однотонного черного цвета с металлическим блеском. «Проявляется» к сезону размножения красный цвет на самцах горихвостки, чечетки, коноплянки и т.д.

с. 1

Олимпиада заочная по биологии. Томская область. 9-10-11 классы.

Составители олимпиады, преподаватели Томского областного института повышения квалификации и переподготовки кадров работников образования, желают успеха.

Олимпиада заочная по биологии 9-10-11 классы. 2009 г.

1. Задание 1. Задание включает 35 вопросов, к каждому из них предложено 4 варианта ответа. На каждый вопрос выберите только один ответ, который вы считаете наиболее полным и правильным. Индексы правильных ответов внесите в матрицу.

1. 
   Прикрепление к почве и всасывание воды с минеральными веществами у маршанции осуществляется за счет:
   а) ксилемы;
   б) флоэмы;
   в) простых ризоидов; +
   г) язычковых ризоидов.
2. 
   На спорофите ламинарии формируются:
   а) женские гаметангии (оогонии);
   б) мужские гаметангии (антеридии);
   в) спорангии; +
   г) оогонии и антеридии.
3. 
   В течение всей жизни способны расти листья:
   а) кокосовой пальмы;
   б) сосны;
   в) вельвичии; +
   г) пихты.
4. 
   Среди семенных растений сперматозоиды образуются у:
   а) гинкго двулопастной; +
   б) финиковой пальмы;
   в) орхидеи;
   г) лиственницы.
5. 
   Клетки трансфузионной ткани выполняют функцию:
   а) синтеза белка;
   б) фотосинтеза;
   в) проведения веществ; +
   г) образования гемицеллюлозы.
6. 
   По характеру утолщения оболочек трахеиды могут быть:
   а) кольчатыми и спиральными;
   б) спиральными и пористыми;
   в) пористыми и кольчатыми;
   г) кольчатыми, спиральными и пористыми. +
7. 
   В корнях семенных растений начало феллогену дает(-ют):
   а) экзодерма;
   б) производные перицикла; +
   в) паренхима первичной коры;
   г) эндодерма.
8. 
   Масло получают из околоплодника:
   а) подсолнечника;
   б) кукурузы;
   в) маслин; +
   г) горчицы.
9. 
   У диатомовых водорослей:
   а) преобладает гаплоидное поколение;
   б) преобладает диплоидное поколение;
   в) диплоидна только зигота;
   г) гаплоидны только гаметы. +
10. 
    В отличие от всех покрытосеменных у голосеменных отсутствует:
    а) камбий;
    б) вторичная ксилема;
    в) перикарпий; +
    г) семядоли.
11. 
    Актиномицеты относятся к:
    а) грибам;
    б) цианобактериям;
    в) микоплазмам;
    г) бактериям. +
12. 
    Не имеют клеточной стенки:
    а) бациллы;
    б) риккетсии;
    в) стрептококки;
    г) микоплазмы. +
13. 
    Микроорганизмы, нуждающиеся в факторах роста, называются:
    а) ауксотрофами; +
    б) прототрофами;
    в) олиготрофами;
    г) фототрофами
14. 
    Самец медоносной пчелы (трутень) имеет хромосомный набор:
    а) гаплоидный; +
    б) диплоидный;
    в) триплоидный;
    г) тетраплоидный.
15. 
    К животным с билатеральным типом симметрии относятся:
    а) аскарида, актиния, майский жук;
    б) губка-бадяга, дождевой червь, устрица;
    в) каракатица, луна-рыба, морской еж;
    г) краб, ланцетник, голотурия. +
16. 
    Органы слуха (тимпанальные органы) у цикад расположены:
    а) на голенях передних ног;
    б) у основания крыльев;
    в) по бокам первого членика брюшка; +
    г) по бокам головы.
17. 
    Некоторые виды мух-журчалок имеют такую же черно-желтую полосатую окраску тела, как и осы. Это является проявлением:
    а) бейтсовской мимикрии; +
    б) мюллеровской мимикрии;
    в) дивергентного сходства;
    г) случайного сходства.
18. 
    Челюсти для захвата пищи в ходе эволюции хордовых впервые появились у:
    а) щитковых;
    б) панцирных рыб; +
    в) хрящевых рыб;
    г) костных рыб.
19. 
    У птиц строение легких:
    а) в виде простых мешков;
    б) губчатое; +
    в) ячеистое;
    г) альвеолярное.
20. 
    Диким предком домашней кошки является:
    а) камышовый кот;
    б) манул;
    в) степная кошка; +
    г) рысь.
21. 
    Основной конечный продукт обмена, выводимый из организма, у рептилий:
    а) аммиак;
    б) креатин;
    в) мочевина;
    г) мочевая кислота. +
22. 
    Термиты известны тем, что разрушают постройки в тропиках, поедая древесину. Эта способность объясняется тем , что:
    а) в их кишечнике есть симбиотические микроорганизмы, перерабатывающие целлюлозу; +
    б) у них есть особые ферменты, расщепляющие растительную клетчатку;
    в) кормя друг друга, они осуществляют более эффективное “коллективное пищеварение”;
    г) взрослые термиты вообще не питаются, а лишь измельчают древесину, используя ее при строительстве термитников.
23. 
    Одним из основных отличительных признаков зайцеобразных от грызунов является:
    а) отсутствие когтей на задних конечностях;
    б) наличие второй пары резцов на верхней челюсти; +
    в) наличие подшерстка;
    г) отсутствие желез внешней секреции.
24. 
    Регуляция движений желудка может осуществляться гуморальным путем. Тормозит движения желудка:
    а) гастрин;
    б) холин;
    в) гистамин;
    г) адреналин. +
25. 
    От объема крови форменные элементы составляют:
    а) 25 %;
    б) 45 %; +
    в) 65 %;
    г) 85 %.
26. 
    Гормоном , взаимодействующим не с мембранными, а ядерными рецепторами клетки-мишени является:
    а) адреналин;
    б) инсулин;
    в) гормон роста;
    г) трийодтиронин. +
27. 
    Основное положение принципа Дейла состоит в том, что:
    а) в каждом нейроне количество "входных" синапсов равно количеству "выходных";
    б) во всех синаптических окончаниях нейрона выделяется один и тот же медиатор; +
    в) один нейрон может иметь только один аксон;
    г) нервный импульс возникает с наибольшей вероятностью в аксонном холмике нейрона
28. 
    Из центров происхождения культурных растений (по Н.И.Вавилову) родиной капусты и свеклы является:
    а) южно-азиатский;
    б) восточно-азиатский;
    в) средиземноморский; +
    г) абиссинский.
29. 
    На самочувствие человека оказывают положительное воздействие:
    а) полное отсутствие звуков (полнейшая тишина);
    б) положительно заряженные ионы;
    в) отрицательно заряженные ионы; +
    г) ультра- и инфразвуки.
30. 
    Полипептидные цепи синтезируютса на рибосомах, находящихся :
    а) в цитозоле и модифицируются в аппарате Гольджи;
    б) мембране эндоплазматической сети, и модифицируются в аппарате Гольджи; +
    в) в цитозоле и модифицируются в люмене лизосомы;
    г) в цитозоле и модифицируются в цитозоле
31. 
    Фиксация бактерией N 2 ведет к:
    а) образованию ионов аммония и синтезу аминокислот; +
    б) образованию ионов аммония и выделению их клетками (аммонификации);
    в) образованию аммония, который затем может быть окислен до нитрата с получением энергии ;
    г) накоплению азота в газовых вакуолях.
32. 
    В триптофановой тРНК антикодон ЦЦА. Кодоном для триптофана является:
    а) УГГ; +
    б) ААЦ;
    в) ГГТ;
    г) ГГЦ.
33. 
    Белок состоит из одной полипептидной цепи, начинающейся с тирозина, и содержит 56 аминокислот. Длина его мРНК может быть:
    а) 152 нуклеотида;
    б) 168 нуклеотидов;
    в) 112 нуклеотидов;
    г) 205 нуклеотидов. +
34. 
    В последнее время появились данные, что маргарин вреднее для здоровья, чем сливочное масло. Это связано с тем , что в маргарине по сравнению с маслом:
    а) больше нейтральных жиров и меньше фосфолипидов;
    б) в жирах больше транс- изомеров ненасыщенных жирных кислот; +
    в) больше холестерина;
    г) больше машинного масла.
35. 
    Мужчина, у отца которого была группа крови 0, а у матери - группа крови А, имеет группу крови А. Он женится на женщине с группой крови АВ. Вероятность рождения от этого брака ребенка с группой крови А :
    а) 0,125;
    б) 0,375;
    в) 0,5; +
    г) 0,25.

Всего за это задание Вы можете получить – 35 баллов

1. 
   К гемикриптофитам относят:
   а) луговой чай; +
   б) веронику лекарственную; +
   в) тюльпан Грейга;
   г) клевер ползучий; +
   д) майник двулистный.
2. 
   Васкулярные меристемы образуют:
   а) протофлоэму; +
   б) протоксилему; +
   в) метафлоэму; +
   г) метаксилему; +
   д) эпидерму.
3. 
   Автогамия встречается у таких простейших как:
   а) корненожки;
   б) жгутиконосцы;
   в) солнечники; +
   г) споровики;
   д) инфузории.
4. 
   При резком повышении давления у человека:
   а) частота пульсации барорецепторов увеличивается; +
   б) сосудосуживающий центр тормозится по механизму пессимального торможения Введенского; +
   в) частота импульсов в депрессорном нерве возрастает; +
   г) депрессорный нерв, несущий эфферентацию к артериолам, обусловливает их расширение;
   д) вегетативная нервная система может обеспечить рефлекторное расширение всех типов сосудов.
5. 
   Хемолитотрофы могут использовать в :
   а) молекулярный водород; +
   б) сульфат аммония; +
   в) сульфид железа; +
   г) Na-соли 3-валентного фосфора;
   д) хлорид ртути (сулему).
6. 
   Роль внеклеточных полисахаридов у бактерий заключается в обеспечении:
   а) прикрепления клетки к частицам субстрата; +
   б) образовании биопленки; +
   в) антигенных свойств; +
   г) защиты от высыхания; +
   д) защиты от выедания животными.
7. 
   В анаэробных условиях NADH + H + , образовавшийся в гликолизе, идет на восстановление пирувата. Охарактеризуйте этот процесс:
   а) пируват при этом восстанавливается до лактата; +
   б) пируват при этом восстанавливается до оксалоацетата;
   в) NADH+H + поступает в цепь переноса электронов, взаимодействуя с комплексом II (сукцинатдегидрогеназой);
   г) отношение NADH+H + / NAD + – главный показатель, характеризующий энергетический заряд клетки;
   д) NADH+H + непосредственно взаимодействует с оксидоредуктазой в цепи переноса электронов.
8. 
   цАМФ-зависимая протеинкиназа (А-киназа) мышц:
   а) фосфорилирует большую часть молекул гликогенфосфорилазы, обеспечивающей фосфоролиз гликогена;
   б) активирует и форилирует киназу фосфорилазы, фосфорилирующую и активирующую гликогенфосфорилазу, осуществляющую фосфоролиз гликогена; +
   в) активируется комплексом Са 2+ -кальмодулин и ионами Са 2+ ;
   г) активирует гликогенсинтазу с помощью ее фосфорилирования;
   д) фосфорилирует ингибитор-I, предотвращающий дефосфорилирование регуляторных ферментов. +
9. 
   В лаборатории N выведены мутантные мыши, у которых отсутствует киназа фосфорилазы. В обычных условиях они не отличаются по двигательной активности от мышей контрольной группы, так же долго плавают, но при этом гликоген в их мышцах расходуется. Охарактеризуйте особенности метаболизма и поведения данных мышей:
   а) если такую мышь напугать (например, кошкой), то вместо стремительного бега у нее начнутся судороги в результате невозможности срочной и интенсивной мобилизации гликогена; +
   б) если такую мышь напугать (например, кошкой), то ее двигательная реакция не будет отличаться от мышей контрольной группы;
   в) если такую мышь напугать (например, кошкой), то вместо стремительного бега у нее начнутся судороги в результате сердечной недостаточности;
   г) при умеренных нагрузках нефосфорилированная фосфорилаза может активироваться аллостерически без фосфорилирования; +
   д) при умеренных нагрузках возможно фосфорилирование гликогенфосфорилазы без участия киназы фосфорилазы с помощью киназы С.
10. 
    При скрещивании двух сортов гороха, различающихся по трем признакам, все растения первого поколения имели фенотип одного из родителей, а во втором наблюдались четыре фенотипа. Можно предположить, что:
    а) признаки определяются 3-мя разными генами, наследуемыми независимо;
    б) два признака определяются одним геном; +
    в) наблюдается комплементарное взаимодействие генов;
    г) наблюдается эпистатическое взаимодействие генов,
    д) признаки определяются 3-мя генами, два из которых наследуются сцеплено.

Всего за это задание Вы можете получить – 12 балла

Задание 4. Соотнесите фамилии ученых с тем вкладом, который был внесен в изучение процесса фотосинтеза .

1) Указал на выделение кислорода зеле­ными растениями, в отличие от животных.

2) Доказал влияние света на протека­ние процесса фотосинтеза.

3) Показал, что фотосинтез может иметь место лишь при наличии в атмо­сфере углекислоты.

4) Впервые методом количественного учета доказал, что синтез органического вещества растения осуществляют за счет ассимиляции не только СО 2 ,но и воды.

5) Впервые доказал применимость за­кона сохранения энергии к процессу фо­тосинтеза.

Ученые: А) К.А.Тимирязев, Б) Р.Майер, В) Г.Гельмгольц, Г) Ю.Сакс, Д) Ж.Сенебье,

Е) Ж.Буссенго, Ж) Дж.Пристли, 3) М.В.Ломоносов, И) Н.Сосюр, К) И.Ингенгауз.

Всего за это задание Вы можете получить – 5 баллов

Всего за это задание Вы можете получить – 6 баллов

Часть 1

На каждый вопрос даны четыре варианта ответа. Необходимо выбрать только один правильный и внести его в матрицу.

1. Почка – это:
   • а) зачаточный стебель;
   • б) видоизменённый лист;
   • в) зачаточный побег;
   • г) видоизменённый цветок.
2. Для того чтобы под действием корневого давления происходило движение ксилемного сока, необходимо:
   • а) достаточное содержание в почве минеральных солей;
   • б) достаточное содержание в почве воды;
   • в) живые клетки корня;
   • г) всё перечисленное выше.
3. Покрытосеменные растения объединяют в семейства на основе:
   • а) внутреннего строения стебля;
   • б) строения корневой системы;
   • в) жилкования листьев;
   • г) строения цветка и плода.
4. Покрытосеменные растения, в отличие от голосеменных, имеют:
   • а) половой способ размножения;
   • б) клеточное строение;
   • в) корни и побеги;
   • г) цветок и плод с семенами.
5. Межклетники губчатой ткани листа заполнены:
   • а) водой;
   • б) воздухом;
   • в) воздухом и парами воды;
   • г) углекислым газом и парами воды.
6. К двудомным растениям относится:
   • а) папоротник-орляк;
   • б) сосна;
   • в) яблоня;
   • г) облепиха.
7. Грибы имеют более высокую организацию по сравнению с бактериями, так как обладают:
   • а) способностью к обмену веществ и энергией;
   • б) клеточным строением;
   • в) ядром и митохондриями;
   • г) способностью вступать в симбиоз с растениями.
8. В состав древесины не входят:
   • а) трахеи;
   • б) ситовидные трубки;
   • в) волокна;
   • г) трахеиды.
9. Физиологический процесс испарения воды растением называется:
   • а) диффузия;
   • б) транспирация;
   • в) осмос;
   • г) нижний концевой двигатель.
10. Из перечисленных сухой многосемянной плод – это:
    • а) листовка;
    • б) крылатка;
    • в) семянка;
    • г) орех.
11. Кольчатые черви отличаются от круглых червей наличием:
    • а) выделительной системы;
    • б) нервной системы;
    • в) пищеварительной системы;
    • г) кровеносной системы.
12. К насекомым с неполным превращением относятся:
    • а) прямокрылые, двукрылые;
    • б) стрекозы, равнокрылые;
    • в) перепончатокрылые, чешуекрылые;
    • г) перепончатокрылые, равнокрылые.
13. Ленточные черви отличаются от круглых червей отсутствием:
    • а) нервной системы;
    • б) продольных мышц;
    • в) кутикулы;
    • г) пищеварительной системы.
14. Рабочие пчёлы являются:
    • а) самками, отложившими яйца и приступившими к уходу за потомством;
    • б) самками, развившимися из неоплодотворённых яиц;
    • в) самками, у которых не развиты половые железы;
    • г) молодыми самками, способными отложить яйца на следующий год.
15. У кого из перечисленных животных отсутствует личиночная стадия развития?
    • а) минога;
    • б) окунь;
    • в) аксолотль;
    • г) прыткая ящерица.
16. Какое из образований по происхождению не связано с волосяным покровом?
    • а) китовый ус;
    • б) рог носорога;
    • в) чешуя панголина;
    • г) вибриссы кошки.
17. Из каких костей состоит грудная клетка у бесхвостых амфибий?
    • а) только из рёбер;
    • б) только из рёбер и грудины;
    • в) из рёбер, грудины и туловищных позвонков;
    • г) грудной клетки нет.
18. Грудина отсутствует у:
    • а) травяной лягушки;
    • б) прыткой ящерицы;
    • в) речного окуня;
    • г) утконоса.
19. Один круг кровообращения имеется у:
    • а) трески;
    • б) гребёнчатого тритона;
    • в) нильского крокодила;
    • г) стегоцефалов.
20. К млекопитающим Голарктической зоогеографической области относятся виды:
    • а) утконос, волк, сурок, косуля;
    • б) бобр, бизон, рысь, сайгак;
    • в) лемминг, верблюд, горностай, кошачий лемур;
    • г) суслик, лось, ягуар, выхухоль.

Часть 2

Вам предлагаются тестовые задания с множественными вариантами ответа (от 0 до 5). Индексы верных ответов/Да и неверных ответов/Нет укажите в соответствующей графе матрицы знаком «Х».

1. Простые листья у:
   • а) томата;
   • б) карагача;
   • в) конопли;
   • г) моркови;
   • д) клевера.
2. К семейству лилейных относится:
   • а) горох;
   • б) пшеница;
   • в) ромашка;
   • г) гусиный лук;
   • д) рябчик.
3. Многосемянной плод у:
   • а) кукурузы;
   • б) рябины;
   • в) хлопчатника;
   • г) малины;
   • д) пшеницы.
4. Возникновение «птичьих базаров» связано с тем, что:
   • а) не хватает удобных мест для устройства гнёзд;
   • б) гнездящиеся здесь птицы всегда охотятся большими стаями;
   • в) птенцам легче выжить, так как возвращающиеся с добычей взрослые птицы
   • кормят не только своих птенцов, а всех подряд;
   • г) в таких скоплениях температура среды всегда выше, поэтому меньше энергии тратится на обогрев птенцов;
   • д) коллективная защита птенцов от хищников более эффективна.
5. У представителей класса рептилий сердце по своему строению может быть:
   • а) двухкамерным;
   • б) трёхкамерным;
   • в) трёхкамерным с неполной перегородкой в желудочке;
   • г) четырёхкамерным с отверстием в перегородке между желудочками;
   • д) четырёхкамерным.

Часть 3

Задание на определение правильности суждений. Номера правильных суждений внесите в лист ответов.

1. Эфемеры – травянистые многолетние растения с коротким периодом вегетации.
2. Гелиофиты являются экологической группой растений, существующей в условиях избытка солнечного света.
3. В пресных водоёмах можно встретить представителей мохообразных, папоротникообразных и голосеменных растений.
4. Все хвойные и пальмы – вечнозелёные растения.
5. У семенных растений отсутствуют жгутиковые клетки.
6. Микронуклеус инфузорий является диплоидным ядром.
7. Скаты и акулы являются исключительно морскими рыбами.
8. Металлически-синяя окраска перьев птиц обусловлена не наличием пигментов, а их физическим строением.
9. Конечности насекомых состоят из четырёх отделов.
10. У хищных птиц при недостатке пищевых ресурсов корм получают главным образом старшие птенцы, в то время как младшие погибают.

Часть 4

1. Определите, к каким классам относятся изображённые представители членистоногих:

• А – ракообразные;
• Б – хелицеровые;
• В – насекомые;
• Г – многоножки.

Ответы внесите в матрицу.

2. На рисунках изображены видоизменения побегов. Соотнесите рисунки со списком видоизменений:

1 – луковица; 2 – ус; 3 – корневище; 4 – клубнелуковица; 5 – колючка.

Бланк для записи ответов

Часть 1

Часть 2

Часть 3

Правильные суждения: ___________________.

Часть 4

Ответы

Часть 1

Часть 2

Наличие оперения — одна из главных отличительных особенностей птиц. Но что было вначале: перо или птица? В отличие от аналогичного вопроса о курице и яйце этот вопрос не таит в себе логического подвоха. Ответ на него известен: вначале было перо. В 1861 году в песчаниковом карьере у города Золенгофена, что в Южной Баварии, была обнаружена сенсационная палеонтологическая находка: окаменевший отпечаток пера, а всего месяц спустя в другом карьере был найден хорошо сохранившийся отпечаток и его обладателя. Это животное, самым причудливым образом объединявшее в себе признаки пресмыкающихся и птиц, получило название археоптерикс. Возраст этого древнейшего из известных на сегодняшний день представителей пернатого племени был оценен в 140 млн. лет. А поскольку его перья были уже практически идентичны перьям современных птиц, приходится признать, что само перо, как таковое, возникло значительно раньше.

Перед красотой птичьих перьев устоять невозможно, и неудивительно, что украшения из них вошли в моду с тех незапамятных времен, когда у человека вообще появилась потребность в украшениях. Головные уборы, плюмажи, ожерелья и накидки из ярких перьев райских птиц испокон веков были в обиходе у папуасов Новой Гвинеи, а шкурка птицы и веер из ее перьев служили традиционным свадебным подарком. Впрочем, охота на райских птиц у этих народов регулировалась сводом жестких правил и ограничений. Беда пришла, когда сверкающие всеми цветами радуги шкурки райских птиц были привезены в Европу и какой-то кокетливой особе пришла в голову мысль водрузить созданный самой природой шедевр на свою шляпку. И сейчас очерки об этих удивительных созданиях, как правило, предваряет фраза: «Численность части видов райских птиц резко сократилась, а некоторые виды были полностью истреблены с тех пор, как украшения из их перьев вошли в моду у женской части населения Европы». К сожалению, слова эти можно отнести не только к райским птицам. К началу XX века в жертву моде были принесены несколько видов колибри, едва не исчезли с лица Земли африканские страусы, стали редки и осторожны малая и большая белые цапли.

Нет никаких сомнений в том, что в процессе эволюции исходным материалом для создания пера послужила удлиненная ребристая чешуя некоторых видов архозавров. Как и чешуя рептилий, птичье перо состоит из сильно видоизмененных ороговевших клеток эпителия кожи. В эмбриональном развитии птенцов каждое перо, подобно чешуе рептилий, закладывается в виде конусовидного эпидермального бугорка, который заполнен пронизанной кровеносными сосудами мезодермой (более глубокий слой кожи). Но в отличие от чешуи этот конус со временем углубляется своим основанием в кожу, формируя полость перьевой сумки, из которой в виде трубочки возвышается зачаток будущего пера. Все его структуры полностью формируются под защитой тонкого полупрозрачного чехлика, который затем разрушается. Перо расправляется, давая нам возможность рассмотреть эту легкую, изящную и вместе с тем поразительно прочную конструкцию во всей ее красе.

Основание пера, скрытое в перьевой сумке, называется очином (полым внутри и частично заполненным остатками омертвевшей мезодермальной ткани). На нижнем конце очина сохраняется небольшое отверстие — так называемый нижний пупок пера, через который в период его формирования проходили питающие его кровеносные сосуды, аналогичное отверстие — верхний пупок — есть и в верхней части очина (отсюда и название). Очин переходит в гибкий плотный стержень, с обеих сторон от которого располагаются пластины опахала пера. Причем пластины эти не сплошные, а состоящие из отдельных тонких пластинок — бородок первого порядка. Они легко отделяются друг от друга, но если пропустить опахало пера между пальцами, то бородки тут же слипнутся между собой, и целостность опахала восстановится. Чтобы понять механизм этого процесса, надо рассмотреть опахало под микроскопом. Даже при небольшом увеличении видно, что каждая бородка первого порядка несет на себе более тонкие выросты — бородки второго порядка. Так вот, их поверхность покрыта крючочками и выемками, с помощью которых налегающие друг на друга бородки накрепко соединяются друг с другом (кстати, именно это оригинальное решение было положено в основу принципа действия застежек-липучек). Контурные перья птиц, как правило, окружены тонкими, практически лишенными опахала так называемыми нитевидными перьями, к основаниям которых подходят рецепторы тактильных нейронов. Эти особые органы чувств реагируют на малейшие вибрации контурных перьев и нарушения в их положении.

Именно контурные перья формируют характерный облик птицы, придают обтекаемость ее телу. Их опахала, подобно черепице налегающие друг на друга, защищают тонкую нежную кожу птиц от повреждений, воды и ветра. Наиболее крупные контурные перья, располагающиеся на крыльях (маховые) и на хвосте (рулевые), создают геометрию идеально выверенных поверхностей, обеспечивая возможность маневренного полета.

К другому типу перьев относятся перья пуховые. Пуховое перо состоит из тех же частей, что и контурное, но бородки его опахала мягкие, бархатистые на ощупь и не соединены друг с другом. Между пуховым и контурным пером существует множество переходных форм, и обычно опахала контурных перьев, покрывающих туловище птицы, в нижней своей части имеют то же строение, что и опахало пухового пера (пуховое перо зачастую ошибочно называют пухом, хотя это не так: пух вообще лишен стержня и представляет собой пучок мягких длинных бородок, расходящихся во все стороны от короткого, едва различимого очина). Главное назначение пухового пера, равно как и пуха, — сохранение тепла.

Еще один вид перьев — щетинки, состоящие из одного гибкого стержня без каких-либо признаков бородок, — обычно прикрывает ноздри и образует ресницы на веках птиц. У козодоев, стрижей, ласточек, то есть птиц, ловящих насекомых на лету, щетинки образуют хорошо заметную бахрому вокруг рта. И хотя назначение их до сих пор остается не вполне ясным, они, по-видимому, играют определенную роль в успешной охоте.

На первый взгляд кажется, что перья покрывают тело птицы сплошь, однако это не так. Перья растут лишь на определенных участках, называемых птерилиями, которые разделены оголенными или прикрытыми только пухом участками кожи — аптериями. Поэтому шкурка птицы чем-то напоминает дешевую шубу, сшитую из полосок меха, перемежающихся полосками кожи. Впрочем, Природу трудно заподозрить в скаредности, и, по всей видимости, наличие аптерий, «не начиненных» жесткими очинами перьев, придает коже птице необходимую эластичность. У некоторых видов нелетающих птиц, например пингвинов, аптерии вообще отсутствуют, и мелкие упругие перышки равномерно покрывают все их тело, создавая вместе со слоем подкожного жира надежную защиту от свирепых антарктических морозов и ледяной воды.

На приведение в порядок оперения у птиц уходит достаточно значительная часть бюджета времени. Они тщательно перебирают перья клювом, соединяя бороздки опахал, укладывая перья в надлежащем порядке и нанося на них маслянистый секрет копчиковой железы, расположенной в основании хвоста. Эта жировая смазка увеличивает эластичность перьев и придает им дополнительные водоотталкивающие свойства. У попугаев, дроф, цапель и некоторых видов козодоев особым «косметическим средством» для ухода за оперением служит напоминающий пудру порошок, образующийся при разрушении сильно видоизмененных и постоянно растущих пуховых перьев — пудреток. Регулярные пылевые и солнечные ванны и купание в воде тоже служат целям гигиены.

Теплоизоляция и обеспечение возможности полета — жизненно важные, но отнюдь не единственные функции оперения. Характерная окраска оперения позволяет птицам распознавать особей своего вида, а при наличии полового диморфизма отличать самцов от самок. Несмотря на полное отсутствие мимики, птицы могут весьма недвусмысленно выражать целую гамму эмоций с помощью характерных поз, особую выразительность которым придает взъерошенное или плотно прижатое к телу оперение или его отдельные участки. Эффект этих демонстраций еще более усиливается благодаря разнообразным украшающим элементам оперения — хохлам, пышным воротникам, удлиненным перьям хвоста и надхвостья, свойственным многим видам птиц.

Не менее важна в жизни птиц и маскировочная роль оперения, окраска которого позволяет им буквально растворяться на фоне окружающего ландшафта и растительности. По разнообразию и яркости окраски птицам нет равных среди высших позвоночных животных. Как выяснилось, окраска пера зависит от содержащихся в нем пигментов и структуры поверхности пера. Наиболее распространенными пигментами являются меланины. Палитра меланинов представлена приглушенно-желтым, красновато-коричневым, темно-коричневым и черным цветами. Интенсивно желтую, оранжевую, розовую и ярко-красную окраску придают перьям жиросодержащие пигменты каротиноиды. Например, ярко-розовая и пурпурно-красная окраска оперения фламинго обусловлена каротиноидом астаксантином, весьма близким по составу к пигменту, содержащемуся в панцире мелких ракообразных, составляющих основу питания этих птиц. При отсутствии в рационе рачков и недостатке каротина чудесный цвет оперения блекнет, что раньше нередко происходило при содержании фламинго в неволе. Встречаются в оперении птиц и совсем уж экзотические пигменты, такие как зеленый тураковердин и красный турацин, наличие которых пока удалось установить только в перьях фантастически ярко окрашенных турако, или бананоедов, населяющих тропические леса Африки. Интересно, что эти пигменты, относящиеся к группе порфиринов, довольно хорошо растворимы в воде, поэтому вода в лужах после купания в них турако приобретает соответствующую окраску.

Отражающая световые лучи поверхность пера обуславливает белый цвет оперения при отсутствии в нем пигментов, а при их наличии усиливает цветовые эффекты. Микроскопические слои, образующие поверхность бородок опахала, вызывают интерференцию падающих световых волн, что и придает металлический блеск перышкам на зобу голубей, заставляет переливаться всеми цветами радуги хвосты павлинов и сверкать бриллиантовым блеском оперение колибри. Один из самых поразительных эффектов, вызванных особенностями структуры поверхности пера, — это иллюзия голубой и ярко-синей окраски оперения некоторых птиц. На самом деле синий пигмент, как таковой, у птиц отсутствует. В пере имеется только коричневый меланин, но этот цвет полностью маскируется световыми волнами синей части солнечного спектра, преимущественно отраженными тонкой светопреломляющей пленкой, которая лежит поверх слоя пигментированных клеток. Зеленая окраска волнистых попугайчиков — аналогичный обман зрения, но в данном случае голубые световые волны складываются с желтыми (порожденными слоем красителя), что по закону смешения основных цветов и дает зеленый цвет.