能飞的恒温脊椎动物鸟纲Aves鸟类是指体表被覆羽毛.docx
《能飞的恒温脊椎动物鸟纲Aves鸟类是指体表被覆羽毛.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《能飞的恒温脊椎动物鸟纲Aves鸟类是指体表被覆羽毛.docx(19页珍藏版)》请在冰豆网上搜索。
能飞的恒温脊椎动物鸟纲Aves鸟类是指体表被覆羽毛
第六节:
能飞的恒温脊椎动物
——鸟纲(Aves)
鸟类是指体表被覆羽毛、有翼、恒温和卵生的高等脊椎动物。
鸟类最突出的特征是新陈代谢旺盛,并能在空气中飞行,这也是鸟类与其他脊椎动物的根本区别,在种数(9700余种)上仅次于鱼类,为遍布全球的脊椎动物。
鸟也称为禽,但在习惯用法上二者有一些区别,比如农业上常说"家禽"而不说"家鸟",又常把鸡、鸭和鹅合称为"三鸟"而不叫"三禽"等等。
一、鸟纲的进步性特征:
鸟类起源于爬行类,二者有许多联系和类似之处,有人把鸟类和爬行类一起归入蜥形类。
鸟类在躯体结构和功能方面有很多类似爬行类的特征,但是鸟类同爬行类有着的根本区别,鸟类有以下几方面的进步性特征:
1、新陈代谢旺盛,具有高而恒定的体温(约为37.0℃~44.6℃),减少了对环境的依赖性。
2、具有迅速飞翔的能力,能借主动迁徙来适应多变的环境条件。
3、具有发达的神经系统和感官,能更好地协调各种复杂行为。
4、具有较完善的繁殖方式和行为(造巢、孵卵和育雏),保证了后代有较高的成活率。
二、鸟类适应飞翔的特征:
鸟类身体的结构特征大多与飞翔生活相适应。
学习鸟类的结构特征应从"适应飞翔"去理解。
(一)外形:
1、体呈纺锤形(减少阻力),体被羽毛(隔温),具有流线型的外廓。
2、颈长而灵活,尾退化、躯干坚实、后肢强大——与飞行生活方式密切相关的:
躯干坚实和尾骨退化有利于飞行的稳定;颈部发达可弥补前肢变成翅膀后的不便。
3、前肢变为翼(wing),后肢具4趾——鸟类外形上与其他脊椎动物不同的显著标志;拇趾通常向后,适于树栖握枝。
(二)皮肤系统:
1、皮肤薄、松而且缺乏腺体。
2、唯一的皮肤腺——尾脂腺。
能分泌油脂等以保护羽毛,并可防水,因而水禽(鸭、雁等)的尾脂腺特别发达。
3、衍生物——羽毛。
羽毛着生的区域,称为羽区,不着生羽毛的地方称裸区。
(1)羽的类型:
羽毛类型有正羽(廓羽)、绒羽和纤羽(毛羽)和刚毛(须)等。
①正羽(contourfeather):
为被覆在体外的大型羽片。
翅膀及尾部均着生有一列强大的正羽,分别称为飞羽(flightfeather)和尾羽(tailfeather)。
飞羽及尾羽的形状和数目,是鸟类分类的依据之一。
正羽由羽轴和羽片所构成。
羽轴下段不具羽片的部分称为羽根,羽根深插入皮肤中。
羽片是由许多细长的羽枝所构成。
羽枝两侧又密生有成排的羽小枝。
羽小枝上着生钧突或节结,使相邻的羽小枝互相钩结起来,构成坚实而具有弹性的羽片,以搧动空气和保护身体。
由外力分离开的羽小枝,可借鸟喙的啄梳而再行钩结。
鸟类经常啄取尾脂腺所分泌的油脂,于啄梳羽片时加以涂抹,使羽片保持完好的结构和功能。
②绒羽(plumule;downfeather):
位于正羽下方,呈棉花状,构成松软的隔热层。
绒羽在水禽特别发达,有重要经济价值的鸭绒就是这种羽毛。
绒羽的结构特点是羽轴纤弱,羽小枝的钩状突起不发达,因而不能构成坚实的羽片。
幼雏的绒羽不具羽小枝。
③纤羽(filoplume;hairfeather):
又称毛状羽,外形如毛发,杂生在正羽与绒羽之中。
在拔掉正羽与绒羽之后可见到。
纤羽的基本功能为触觉。
(2)羽毛的功能:
①构成飞翔器官的一部分——飞羽及尾羽;
②使外廓更呈流线型,减少阻力;
③形成隔热层,保持体温;
④形成屏障,保护皮肤;
⑤在水中增加浮力;
⑥感觉,鸟类的嘴缘及眼周大多具须,为一种变形的羽毛,仅在羽干基部有少数羽支或不具羽支,有触觉功能;
⑦炫耀(如孔雀开屏);
⑧形成不易被天敌发觉的保护色(如地栖性鸟类及大多数孵卵雌鸟);
⑨性的识别。
等等
(3)换羽:
鸟类的羽毛是定期更换的,称为换羽(molt)。
通常一年有两次换羽:
在繁殖结束后所换的新羽称冬羽(winterplumage)。
冬季及早春所换的新羽称夏羽(summerplumage)或婚羽(muptial)。
换羽的生物学意义在于有利于完成迁徙、越冬及繁殖过程。
飞羽及尾羽的更换大多是逐渐更替的,使换羽过程在不影响飞翔力的情况下进行。
但雁鸭类的飞羽更换则为一次全部脱落。
在这个时期内丧失飞翔能力,隐蔽于人迹罕至的湖泊草丛中。
对于繁殖期及换羽期的雁鸭类,应严禁滥捕。
(三)骨骼系统:
基本特点:
①轻而坚固;
②大骨腔内充满气体(蜂窝状结构);
③骨块愈合;
④肢骨与带骨变形较大。
1、头骨:
(1)薄而轻,相互愈合,骨内有蜂窝状充气的小腔,轻便又坚实。
(2)上、下颌骨极度前伸,构成鸟喙。
现代鸟类均无牙齿,故头部较轻。
(3)脑颅和视觉器官高度发达,颅腔膨大,枕骨大孔移至腹面。
2、脊柱:
(1)颈椎:
8枚(一些小型鸟类)至25枚(天鹅)。
异凹型(马鞍形)椎骨,十分灵活。
(2)胸椎:
5~6枚,与肋骨与胸骨构成牢固的胸廓。
多数鸟类胸骨中线处有龙骨突,可增大胸肌的固着面。
(3)愈合荐骨(综荐骨):
鸟类特有的结构,由少数胸椎、全部腰椎和荐椎以及一部分尾椎愈合而成,而且它又与宽大的骨盆(骼骨、坐骨与耻骨)相接;最后几枚尾椎骨愈合成一块尾综骨,以支撑扇形的尾羽。
鸟类脊椎骨的愈合以及尾骨退化,形成的支架紧凑而坚实,有助于在飞行中保持平衡。
除极少数原始的陆栖种类(例如鸵鸟)外,左右耻骨不在腹中线处相汇合联结,而是一起向侧后方伸展,构成"开放式骨盆"。
3、带骨及肢骨:
(1)肩带与前肢骨:
肩带由肩胛骨、乌喙骨和锁骨构成。
三骨的联结处构成肩臼。
左右锁骨在腹中线处愈合成"V"形的叉骨,是鸟类特有的结构。
叉骨具有弹性,在鸟翼剧烈煽动时可避免左右肩带(主要是乌喙骨)碰撞。
前肢特化为翼,腕骨、掌骨和指骨有愈合或消失现象,使翼的骨骼紧凑,搧翅有力。
(2)腰带与后肢骨:
腰带由髂骨、坐骨和耻骨组成。
三骨的联结处构成髋臼。
后肢骨片愈合、简化、加长。
腰带与愈合荐椎愈合,形成稳定支架与开放式骨盆,便于产大型硬壳卵。
(四)肌肉系统:
1、背部肌肉退化,颈部、胸部和腿部肌肉发达。
2、使翼扬起的胸小肌及使翼下搧的胸大肌十分发达,它们均附着在胸骨上,通过特殊的联结方式而使翼煽动。
3、后肢的栖肌、贯趾曲肌和腓骨中肌在体重的作用下拉紧,能使足趾自动握紧树枝。
4、鸣肌控制气管分叉处(鸣管)的形状和紧张度,配合气流振动发出不同声音。
(五)消化系统:
1、前伸的喙可捕食,无齿,有唾液腺。
2、食管较长,下端有嗉囊——贮存、软化食物。
3、胃为分两部分:
(1)腺胃——分泌蛋白酶和盐酸。
(2)肌胃(砂囊)——外壁为强大的肌肉层,内壁为黄色的角质层("内金"),在砂粒配合下研磨食物。
4、小肠与大肠交界处有一对盲肠——具吸水作用,并能与细菌一起消化植物纤维。
以植物性食物为主食的鸟类(如鸡)中特别发达。
5、小肠、肝脏和胰脏发达。
6、直肠短,不储存粪便(减轻体重)。
7、消化力强、消化快速。
此外,泄殖腔的背方有一个特殊的淋巴上皮的腺体结构,称为腔上囊或法氏囊,能产生具有免疫成分的分泌物,但随年龄增大而萎缩,可帮助鉴定年龄。
但法氏囊易受病毒攻击而得病,对养禽业危害极大,是重点防治的禽病之一。
(六)呼吸系统:
十分特化,具发达的气囊,为高效的双重呼吸系统。
具有非常发达的气囊系统与肺气管相通连。
气管反复分支形成一、二、三级支气管和微气管,微气管直径仅有3~10um,外分布有众多的微血管,是气体交换的场所,其交换总面积与体重之比,约比人的高10倍。
胸廓和气囊的扩大或缩小可协助肺呼吸。
吸气时,多氧气体一部分进入后气囊贮存,另一部分则进入肺内微气管处进行碳氧交换;呼气时,经交换后含氧少的气体经前气囊再到气管排出,后胸气囊中贮存的多氧气体经由"返回支"进入微气管进行气体交换。
不论吸气或呼气,肺内微气管总是有多氧的气体进入交换和少氧气体排出,这种呼吸方式称为双重呼吸,也是飞翔需要高代谢率的一种保证。
气囊除辅助呼吸外,还有以下功能:
(1)减轻身体比重;
(2)减少肌肉间以及内脏间磨擦;(3)帮助散热,冷却热代谢。
(七)循环系统:
1、完全双循环,两心房两心室。
2、心脏容量大,心跳频率快、动脉压高、循环迅速,代谢旺盛。
鸟类心脏的相对大小占脊椎动物中的首位,约为体重的0.4%~1.5%。
鸟类心跳频率比哺乳类快得多,一般均在300-500次/min之间(表)。
动脉压较高(180mmHg左右),因而血液流通迅速。
心脏占体重的比例(%)心搏次数(次/min)
蛙0.5722
人0.4272
鸽1.71135
金丝雀1.68514
蜂鸟2.37615
(八)排泄系统:
1、后肾(胚胎期为中肾)——与爬行类近似。
2、肾脏大(可占体重的2%以上);肾小球的数目多——在飞行中能迅速排除废物、保持盐水平衡。
肾脏经输尿管开口于泄殖腔。
3、肾小管和泄殖腔有重吸收水分的功能,排泄物主要为尿酸。
4、无膀胱,尿连同粪便排出体外——减轻体重。
5、海鸟具有盐腺排出多余的盐份。
(九)生殖系统:
1、绝大多数雌鸟仅具单一(左侧)的卵巢,右侧卵巢退化,通常认为与产大型羊膜卵有关。
2、雄鸟精巢成对,大多数无交接器。
3、非生殖季节的生殖腺显著萎缩——减轻了体重。
4、亲鸟有占区、营巢、孵卵、育雏或寄卵等行为。
(十)神经系统和感觉器官:
1、神经系统:
(1)大脑:
顶壁很薄,但底部纹状体发达——鸟类复杂的本能活动和"学习"的中枢
(2)中脑:
接受来自视觉以及一些低级中枢传入的冲动,构成比较发达的视叶。
(4)小脑:
比爬行类发达得多,使飞行动作的协调和平衡作用更加高效。
(5)脑神经12对。
2、感觉器官:
视觉最好,听觉次之,嗅觉退化。
(1)视觉:
鸟眼相对较大,具眼睑及透明的瞬膜,后者能在飞翔时遮覆眼球,避免干燥气流和灰尘对眼球的伤害。
眼球最外壁为坚韧的巩膜,前壁内着生一圈巩膜骨,使眼球在遇强大气流压力下不变形。
后眼房内的视神经背方前伸出的栉膜,有营养视网膜、调节眼球内的压力和在眼内构成阴影以减少日光造成的目眩等功能。
调节视觉的横纹肌能改变:
①晶体的曲率,②角膜的曲率,③晶体与角膜间的距离,称之为三重调节。
鸟眼因而能在一瞬间把扁平的"远视眼"调整为"近视眼",有助于在飞翔中远距离的察觉以及近距离的定位。
(2)听觉:
具有单一的听骨(耳柱骨)和雏形的外耳道。
耳孔略凹陷,夜行性鸟类(如猫头鹰)的耳孔发达,周围着生耳羽,帮助收集声波,故听觉灵敏。
(3)嗅觉:
大多数鸟类嗅叶退化,嗅觉不发达,一般认为这也是飞行生活的产物。
(十一)鸟类的行为:
1、繁殖:
(1)求偶和性选择;
(2)占据巢区或领地;
(3)营巢;
(4)孵鸟(或寄卵)和育雏。
2、迁移和迁徙:
迁移(migration):
是指动物进行一定距离移动(迁居)的习性。
这种移动是由于动物栖居地的生存条件变化引起的,或者是与它的发育周期性变化相联系。
迁移包括许多形式,如鸟类的迁徙、鱼类的洄游、高山鸟兽的垂直移动、昆虫的迁移等。
迁徙(migration):
一般是指在每年的春季和秋季,鸟类在越冬地和繁殖地之间进行定期、集群飞迁的习性。
哺乳类中的蝙蝠类、驯鹿以及昆虫中的蝗虫和英国大白蝶也有迁徒现象。
——鸟类迁徙的类型:
通常根据是否迁徒和迁徙习性的不同,可分为留鸟、候鸟和迷鸟。
(1)留鸟(resident):
终年栖息于同一地区,不进行远距离迁徙的鸟类。
如喜鹊、麻雀和花尾榛鸡等。
有些留鸟繁殖后离开生殖区,在其种的分布区域内迁移,无定居性,无方向性,主要是追随食物而转移,直到春季才回到生殖区,叫做漂鸟(wanderingbird),如煤山雀、普通鳾等。
(2)候鸟(migrant):
在春秋两季沿着比较稳定的路线,在繁殖区和越冬区之间进行迁徙的鸟类。
如雁、家燕、鹟科、鸫科、莺科等大多数鸟类。
——根据候鸟在一地区的旅居情况,又可分为以下类型:
①夏候鸟(summerresident):
夏季在某一地区繁殖,秋季离开到南方较温暖地区过冬,翌春又返回这一地区繁殖的候鸟。
就该地区而言,称夏候鸟。
如杜鹃、家燕等为我国的夏候鸟。
②冬候鸟(winterresident):
冬季在某一地区越冬,翌年春季飞往北方繁殖,至秋季又飞临这一地区越冬的鸟,就该地区而言,称冬候鸟。
如黑雁(Brantabernicla)、花脸鸭(Anasformosa)和太平鸟等为我国的冬候鸟。
③旅鸟(traveler或migrant):
候鸟迁徙时,途中经过某一地区,不在此地区繁殖或越冬,这些种类就成为该地区的旅鸟。
如旅经我国的黄胸鹀(Emberizaaureola)、某些鸻和鹬等。
由此可见,候鸟的划分因地区而异,同一种鸟在一个地区是夏候鸟,在另一个地区则可能是冬候鸟。
(3)迷鸟(stragglerbird):
在迁徙过程中,由于狂风或其它气候因子骤变,使其漂离通常的迁徙路径或栖息地偶然到异地的鸟。
如埃及雁(Alopochenaegyptiaca)偶见于北京,美科鹤(Grusamericana)偶见于云南等。
无规律、不定向、活动距离随时间而增加的称为漫游鸟。
对某一地区而言,终年在该地栖息繁衍的称为留鸟;在该地及附近作稍大范围活动的为漂泊鸟;夏季有规律到该地繁殖秋冬季迁徙他处的称夏候鸟;冬季有规律飞来越冬春夏迁徙他处的称为冬候鸟;迁徙时有规律路过该地的称为旅鸟或过路鸟;飞翔时因环境恶劣、受惊吓或伤病等偶尔误入该地的称为迷鸟。
三、鸟纲分类:
鸟类分为古鸟亚纲(Archaeornithes)和今鸟亚纲(eornithes)。
古鸟亚纲在白垩纪以前已经灭绝,以中国辽宁的中华龙鸟和德国的始祖鸟(ArchaeoPteryxlithographica)等为代表,见于距今1亿多年前的地层中。
这些化石鸟类具有爬行类和鸟类的过渡形态,如有羽毛、槽生齿、分离的尾椎骨13枚以上等等。
中国学者认为中华龙鸟比始祖鸟出现更早,更原始。
今鸟亚纲包括白垩纪以来的一些化石鸟类以及现存鸟类,现存9700余种,下分3个总目,约28目164科。
(一)平胸总目(Ratitae):
体型大,适于奔走。
具一系列原始特征:
翼退化、胸骨不具龙骨突起,不具尾综骨及尾脂腺,无羽区及裸区之分,羽枝不具羽小钩,雄鸟具发达的交配器官,2~3趾,分布限于南半球(非洲、美洲和澳洲南部)。
下分4目,代表动物有非洲鸵鸟(Struthiocamelus),美洲鸵鸟(Rheaamricana)、鸸鹋(或称澳洲鸵鸟)(Drimausmova-hollandeae)、新西兰的几维鸟(Apteryxoweni)等。
(二)企鹅总目(Impennes):
前肢鳍状,适于潜水。
具鳞片状羽毛,羽轴短而宽,羽片狭窄,均匀分布于体表,尾短,腿短而移至躯体后方,趾间具蹼,适应游泳生活,在陆上行走时躯体近于直立,左右摇摆,皮下脂肪发达,有利于在寒冷地区及水中保持体温。
骨骼沉重而不充气,胸骨具有发达的龙骨突起,这与前肢划水有关。
仅有企鹅目(Sphenisciformes)
(三)突胸总目(Carinatae):
突胸总目占现存鸟类的绝大多数,分布遍及全球,约22目158科8500种。
它们共同的特征是:
翼发达,善于飞翔,肋骨具钩状突,胸骨具龙骨突起,最后4~6枚尾椎骨愈合成一块尾综骨,具充气性骨骼,正羽发达,构成羽片,体表有羽区、裸区之分,少数雄鸟具交配器官。
我国现存约1253种,隶属26目81科。
突胸总目根据生态特点、生活方式和结构特征,可分为6个生态类群:
游禽、涉禽、猛禽、攀禽、陆禽和鸣禽。
依雏鸟出壳时的发育程度可分为早成雏(鸟)和晚成雏(鸟),早成雏在孵化时发育较充分,有绒羽,眼已睁开,脚有力,体羽干燥后即可随亲鸟觅食,如多数地栖性鸟类和游禽。
晚成雏孵出时尚未充分发育,体表裸露或只有少数小绒羽,眼尚未睁开,不能行走,需由亲鸟喂养,继续在巢内完成发育过程才能独立生活,如猛禽、攀禽等。
四、鸟类的经济意义:
人们喜欢在文艺作品中借天鹅、杜鹃、鸳鸯等抒发感情,甚至塑造出凤凰的形象。
但鸟与人的关系更多地体现在物质方面,益或害可因种类、季节、地区和环境因素而异。
总的来说,鸟类的益处远远大于害处。
我们要保护和利用益鸟,也要控制鸟的危害。
(一)有益方面:
1、食用:
鸟类的肉、蛋、内脏乃至血液为人类提供营养丰富、味道鲜美的食品。
养禽业是重要的产业之一,随着生活水平的提高,人工饲养肉用或兼用鸟的种类也越来越多,除传统的鸡、鸭、鹅、鸽已育出众多的品种外,鹧鸪、环颈雉、石鸡、榛鸡、野鸭、鸵鸟、孔雀和白鹇等数十种鸟类逐渐在各地被饲养,估计以后还会越来越多。
2、医用:
鸡、鸭砂囊的内壁在中药上称为鸡内金、鸭内金,含多种氨基酸、胃激素和胆绿素等物质,有消食积、止泄痢遗溺、强壮、滋养和收敛等作用。
乌鸡、燕窝是滋补药品。
鸡蛋也可药用,还可用于制备某些疫苗。
3、日用:
鸭、鹅等水禽的绒羽制作的羽绒被和羽绒服轻便而保温性能极佳(相反的用法是用正羽做成羽扇帮助散热),鸵鸟的皮可以制革,做成包、袋等用品。
过去还用羽毛作笔。
4、饲用:
饲料在鸟类的消化系统内停留时间较短,养分吸收不完全,经发酵的鸡粪可部分取代配合饲料用于养猪、养牛和养鱼等。
蛋壳粉含钙量高,可适量加入饲料中。
5、肥用:
禽类的粪便经发酵后是养分丰富的有机肥。
6、使役:
家鹅的警戒性不低于犬,可用于看门报警。
过去常用信鸽传信,在战争中曾发挥重要作用。
此外可驯养鸬鹚捕鱼,驯养雀鹰助猎,驯养鸵鸟搬运等等。
7、观赏:
有些鸟颜色和姿态美丽(如鸳鸯),或鸣声宛转动听(如画眉),或善学人语(如八哥、鹦鹉),均具观赏价值。
孔雀、雉、鹭等的羽毛和鸵鸟的蛋壳可做装饰品。
8、生态平衡与生物防治:
鸟类是自然界重要成员,在生态平衡和环境美化中起重要作用。
曾因麻雀糟蹋粮食而发动全民灭雀,导致农林害虫数量大增。
蜂鸟、花蜜鸟、太阳鸟、绣眼鸟等是花粉的传播及植物授粉者。
未被鸟类消化的种子随鸟粪排出后,也随着扩散。
燕子、啄木鸟、杜鹃和大山雀等消灭大量害虫,猫头鹰等猛禽消灭大量害鼠。
(二)鸟类有害方面:
1、危害航空:
飞机与飞鸟相撞而引发的事故,称为"鸟撞"。
故机场要对鸟类的活动进行监测,要通过对机场附近生态环境的改造以及发展一些物理、化学及生物的综合技术进行驱鸟工作,目前有些机场不得已组建了打鸟队,以保证飞机的安全。
2、传染疾病:
某些鸟类携带的寄生虫和病原微生物,可在家禽、家畜或人之间传布。
许多国家流行过鸟热病,死亡率达1/3以上。
已知与鸟类有关的传染病有20余种。
前几年发生在局部地区的禽流感就是一种病毒病,不仅危害了养禽业,还造成人员病亡。
3、危害农业:
雁、鹦鹉、雉、鸠鸽以及雀形目中的许多种类(如黄胸鹀)等嗜食谷物或啄食秧苗,造成局部的危害。
麻雀还常闯入养殖场偷吃饲料,并带进病原。
4、污染环境:
养禽场及其他建筑物的鸟类,其粪尿和噪声对环境造成污染。
现代城市人口密集,放养飞鸽也可能污染和干扰周围住户,国内有因此引起诉讼的事例。