Как летают птицы?

Птицы - удивительные существа живущие по всей Земле. Они смогли освоить полёт, но что помогает им летать? Какие ещё особенности они приобрели в ходе эволюции и освоения полёта? Ответы на эти вопросы вы найдёте в этой статье.

Опорно-двигательный аппарат 

Для способности полёта важно иметь лёгкий скелет, и к тому же крайне прочный, чтобы он мог выдерживать нагрузки при взлёте и посадке. Лёгкость обеспечивают полости в костях, заполненные воздухом. Но если кости были б полностью полые, они бы не отличались прочностью. Чтобы это компенсировать природа создала "балки" подпирающие кости изнутри.

Кость птицы в разрезе

Клюв - тоже способ облегчения скелета, к тому же он повышает аэродинамику, важную в полёте. Он намного легче челюстей с зубами. Скелет птиц имеет ещё много особенностей и различных видоизмененных костей, служащих как для полёта, так и для других приспособлений. Итак, скелет лёгкий и прочный, но что дальше? Основной летательный аппарат птиц это крылья. Что же они из себя представляют? 

Крылья

Передние конечности птиц - это редукцированные передние конечности рептилий, от которых птицы произошли. Миссия крыльев быть аэродинамичными и сильными, но при этом лёгкими. Как же это достигает природа?

Природа создала крылья - чудо инженерии. С птиц люди и черпали знания, чтобы тоже освоить воздушное пространство. 

Сравнение крыла самолёта и птицы

Крылья прекрасны с аэродинамической стороны. По форме крыло в разрезе напоминает каплю, приплюснутую снизу. Благодаря этой форме воздух над крылом проходит быстрее. Из-за увеличения скорости потока, давление уменьшается. В то же время под крылом создаётся высокое давление и крыло вместе с птицей (или самолётом) летит вверх. 

Аэродинамика крыла

Ещё одна особенность крыла это ограниченное движение запястного сустава. Мы, люди, можем двигать кистью в разные стороны без препятствий. Птицам же в полете требуется твёрдое положение крыла в пространстве. Движение запястья тут совсем ни к чему. Поэтому, птичье запястье может двигаться только в одной проскости, как локоть. 

Двойное дыхание

Способность летать, довольно энергозатратная штука. Мыщцам требуется много кислорода постоянно. Для этого есть ещё один крайне интересный механизм. У птиц не бывает отдышки, они буквально вдыхают когда выдыхают.

Механизм двойного дыхания не такой замысловатый каким кажется на первый взгляд. Птицы обладают не растижимыми лёгкими, но при этом все пространство между органами, а иногда и пространство в костях, заполненно очень даже растижимыми воздушными мешками. В состоянии покоя, то есть не в полёте, дыхание происходит без участия легочных мешков. Самое интересное начинается, когда птица взмывает в воздух.

В состоянии покоя дыхание производится за счет мышц грудины, но в полете её мышцы заняты поднятием и опусканием крыльев. Как же тогда птица дышит? За счёт крыльев! При поднятии и опускании крыльев воздушные мешки расширяются, засасывая воздух, и сжимаются обратно, выталкивая воздух.

Важно уточнить, что газообмен происходит только в лёгких. Легочные мешки не способны совершать газообмен. 

схема вдоха

На стадии вдоха передние и задние воздушные мешки расширяются, свежий воздух попадает в лёгкие и задние мешки, а отработанный воздух из лёгких переходит в передние мешки.

схема выдоха

Во время выдоха легочные мешки сжимаются, отработанный воздух из лёгких и передних мешков выдыхается, а в лёгкие из задних мешков попадает свежий воздух. Получается, что в лёгких постоянно есть свежий воздух. Очень удобная вещь, думаю многие бы не отказались от двойного дыхания. Также воздушные мешки участвуют в терморегуляции во время полёта. Находясь рядом с активно работающими грудными мышцами, они выводят лишнее тепло вместе с выдыхаемым отработанным воздухом. Так как перьевой покров очень хорошо сохраняет тепло, птица может перегреться, а легочные мешки помогают избежать этого. Такой механизм дыхания есть не только у птиц, но и у некоторых рептилий.

Организм птиц это несомненно совершенное инженерное решение, комплекс систем, которые крайне слаженно работают вместе, чтобы обеспечить птицам полёт и выживание. Птица - это прекрасный баланс лёгкости и силы, в ней собраны множество эффективных систем, которым людям ещё предстоит учиться. 

6
0
106 просмотров
106 просмотров
мнения

Никто не комментировал

Авторизуйтесь, чтобы оставить комментарий