Montana Science Partnership

Pomimo zdumiewających różnic w kształcie, wielkości i stylu życia, wszystkie ptaki mają ten sam podstawowy plan. Jednak różne style życia pociągnęły za sobą pewne charakterystyczne wariacje na temat centralnego tematu. Ptaki takie jak łabędzie mają więcej kręgów w szyi niż papugi z krótką szyją: łabędzie mają 25 kręgów, papugi mają 9.

Kręgi szyjne są przydatne do uzyskania ust do miejsc, do których tak naprawdę nie chcesz zabrać całego ciała, jak dno stawu. Są one również przydatne do obracania głowy, gdy oczy są ustalone głęboko w gniazdach, bez konieczności obracania całego ciała. Większość ptaków bezpilotowych, nie mając potrzeby posiadania dużych mięśni lotnych, nie ma zatem potrzeby posiadania dużego stępki lub mostka, które posiadają ptaki latające. Wyjątkiem od tej reguły są pingwiny, które skutecznie przelatują przez wodę dzięki zmodyfikowanym skrzydłom i nadal potrzebują dużych mięśni do ich zasilania.

Nie może dziwić, że ptaki mają lekki szkielet. Większość kości ptaków latających są cienkie i puste. Niektóre z nich mają wewnętrzne rozpórki lub kratownice (ściany poprzeczne), które czynią je bardzo mocnymi. (Niektóre ptaki bezlotne, jak pingwiny, mają kości pełne.) Mostek w kształcie stępki (kość piersiowa) jest miejscem, w którym potężne mięśnie lotne przyczepiają się do ciała.

Przejrzyj poniższe ilustracje, aby rozpocząć badanie podobieństw i różnic między szkieletami ptaków i innych zwierząt.

Ptaki mają mniejszą całkowitą liczbę kości niż ssaki i gady. Dzieje się tak dlatego, że wiele z ich kości stopiło się razem (jak środkowe do dolnych kręgów), dzięki czemu szkielet jest sztywniejszy. Ptaki mają również więcej kręgów szyjnych niż wiele innych zwierząt; większość z nich ma od 13 do 25 tych bardzo elastycznych kręgów szyjnych (pomaga im to w pielęgnacji piór oraz w poszukiwaniu pożywienia na dnie stawów i strumieni). Ptaki są jedynymi kręgowcami, które mają stapiany obojczyk (furcula lub wishbone) lub stępiony mostek.

Następnym razem, gdy będziesz jadł kurczaka lub indyka i rozłupiesz kość, zwróć szczególną uwagę na jej przystosowania do lotu. Przede wszystkim zauważ, że stosunkowo duże kości, takie jak te wewnątrz podudzi, są lekkie i wypełnione powietrzem. Kości wieprzowe i wołowe w porównaniu z nimi są gęste i masywne. Niektóre puste kości ptaków są nawet wyposażone w ściany poprzeczne, które zapewniają dodatkową wytrzymałość, jak wewnętrzne rozpórki w skrzydłach samolotu.

Rogaty dziób ptaka jest częścią szkieletu, a nawet on, w świetle ciężkiej pracy, jaką wykonuje, jest zadziwiająco cienki i lekki. Znamienne jest, że ptasie dzioby nie zawierają ciężkich zębów. Skamieniałości najwcześniejszych ptaków mają zęby, podobnie jak ich reptiliańscy przodkowie, więc brak zębów jest przystosowaniem zmniejszającym wagę do latania. Będziemy badać dziób w trochę więcej szczegółów później.

Jak nadal cieszyć się kurczaka lub indyka obiad należy podziwiać duży breastbone. Białe mięso z piersi kurczaka i indyka jest ptaki „potężne mięśnie lotu, te odpowiedzialne za ciągnięcie skrzydeł w dół przeciwko powietrzu utrzymując ptaka aloft. Te silne mięśnie potrzebują solidnego zakotwiczenia, a takim jest właśnie mostek. U dzikich ptaków, im potężniejszy lotnik, tym większa kość piersiowa; ptaki bezlotne, takie jak pingwiny, w ogóle nie mają kości piersiowych.

Czy zastanawiałeś się kiedyś, dlaczego białe mięso z piersi różni się od zwykłego mięsa ptaków? Białe mięso piersiowe składa się z wąskich, białych włókien mięśniowych, które nie spalają wolnego tlenu dla swojej energii, jak to robią zwykłe mięśnie. Technicznie rzecz ujmując, metabolizm w białych włóknach mięśniowych jest anaerobowy (tzn. nie zużywa tlenu), a nie aerobowy (tzn. zużywa tlen). Beztlenowe mięśnie piersiowe u ptaków żyjących na ziemi, takich jak kurczaki i indyki, są pożądane, ponieważ podczas tych ptaków „krótkie spurts lotu uciec wrogów (nigdy nie widzisz tych gatunków strzelisty jak ptaki śpiewające), ich układ krążenia nie może dostarczyć tlenu wystarczająco szybko do mięśni lotu. Białe włókna mięśniowe są dobre dla krótkiej, bardzo intensywnej pracy, ale szybko się męczą.

Podczas skubania w obszarze piersi, gdy dojdziesz do ciekawie Y-kształtnej kości wahaczy lub furculum, zauważ, jak jest ustawiony. Uchwyt” tej kości wystaje do przodu, aby zapobiec zapadaniu się klatki piersiowej podczas lotu.

Aby zrozumieć jakiekolwiek zwierzę, warto poznać je od środka. Wcześni przyrodnicy próbowali zrozumieć, dlaczego ptaki mogą latać, a ludzie (i inne zwierzęta) nie. Przyrodnicy i naukowcy przez wieki próbowali ustalić, co czyni anatomię ptaków i „nie-ptaków” wyjątkową. Pierre Belon zauważył kilka anatomicznych podobieństw między ludzkim szkieletem a szkieletem ptaków. Belon opublikował książkę La nature and diuersite des poissons w 1551 roku. Zawiera ona wiele ilustracji z jego obserwacji ryb, ssaków morskich i ptaków. Jego wkład doprowadził innych do budowania na anatomii porównawczej dla różnych gatunków, jak również do zbadania większej ilości niewiadomych o świecie zwierząt.