MADARAK: JELLEMZŐK, TÍPUSOK, RENDSZEREK, SZAPORODÁS - BIOLÓGIA - 2026

A madarak repülnek, melegvérű, tollas gerincesek és állatok. A gerinces állatokon belül a fajok számában a második leggazdagabb osztály, több mint 9700-kal, csak halakkal felülmúlva. Az állatok ezen osztályának legfontosabb jellemzője a felső végtagok szárnyra történő átalakítása.

Így a madarak meghódították a különböző ökoszisztémák égboltját, ideértve többek között az erdőket, sivatagokat, hegyeket, gyepeket. A tollak szintén nélkülözhetetlen tulajdonsága: ha egy szervezetnek tollak vannak, akkor egy madár.

Forrás: pixabay.com

Noha a fajok nagyon sokféleségűek, a madarak morfológiája homogén. Mindegyikük egyforma anatómiájú: szárnyak, tollak és egy keratinizált csőr. Ezt a határozott egységességet az evolúció során korlátozták, feltehetően repüléssel.

Úgy gondolják, hogy a madarak összes tulajdonsága a természetes szelekció eredménye, és előnyben részesíti a levegőben legjobban mozgó egyedeket. Így úgy tűnik, hogy egy madár anatómiája repüléshez "tervezett", a pneumatizált csonttól a tüdőig és a hatékony anyagcseréhez.

A madarakat kiváló látásképesség jellemzi. Hatalmas és gyakorlatilag mozdulatlan szemhüvelyük van - ezt a fej magas forgása kompenzálja.

A modern madarakat két alapvető csoportra osztják: paleognátok és neognátok. Az első röpképtelen madarakból vagy laposmellű futómadarakból áll. A neognaták magukban foglalják a madarakat, amelyek erős izmokkal repülnek.

Az állatokat vizsgáló állatgyógyászatot ornitológiának nevezik, amely kifejezés a görög ornis gyökérből származik = "madár".

Általános tulajdonságok

Morfológiai és élettani jellemzők

A madár morfológiája. Példa Vanellus malabaricusra. 1-csőr, 2-fejű, 3-írisz, 4-tanuló, 5-köpenyes, 6-alsó takaró, 7-kapula, 8-takaró, 9-tercier, 10-darab, 11-elsődleges, 12-szellőző, 13 - Magas, 14-Sípcsont-orrszín, 15-Tarsus, 16-Ujj, 17-Sípcsont, 18-Hasi, 19-Oldal, 20-Mellkas, 21-Torok, 22-Wattle, 23-Szemcsík. Forrás: Wikimedia Commons

A madarak olyan szervezetek, amelyeknek lábait szárnyak formájában módosították repülésre. Ha ezeket a végtagokat összehasonlítjuk egy földi gerinces végtagjaival, rájösszük, hogy a madarak elveszítették néhány falát, és a végtag meghosszabbodott.

A hátsó végtagok, amelyek lehetővé teszik az egyénnek üvöltését, járását vagy úszását, szintén módosultak. Négy ujj van, egyes esetekben akár 3 vagy 2 is.

Az epidermiszt tollak, a hátsó végtagokat pedig mérleg borítja. A mirigyek ritka a madarakban, bár a farok végén speciális olajos szekréciók vannak.

A madarak endoterm organizmusok, vagyis képesek a testhőmérséklet szabályozására. Noha az emlősök endotermák is, nem szerezték meg ezt a fiziológiai képességet a közös ősektől, így a konvergens evolúció példájává tették.

Különböző rendszereikben a madarakat bizonyos szervek elvesztése vagy redukciója jellemzi. Például a nőstényeknek csak egy petefészke és egy funkcionális petefészke van (a bal oldali). A hasonló méretű röpképtelen gerincesekkel összehasonlítva a bél jelentős csökkenést szenvedett.

Feltehetően ezek a jellemzők adaptív és lehetővé teszik a tömeg csökkentését a repülés során.

A csontok jellemzői

A madarak csontain olyan légüregek vannak, amelyek csökkentik az állat súlyát repülés közben. Az ilyen típusú szerkezetet pneumatikus csontoknak nevezzük. A súlyon kívül a csontváz merev, ami nélkülözhetetlen a repülés irányításához.

A koponya csontok egyetlen okkipitalis condyllel olvadnak össze. Diapsidmintát mutat, és az állkapocs fogak nélküli keratinizált, csőr alakú szerkezetűvé vált. A középfülben csak egyetlen oszlik.

A farok szerkezetét pygostyle-nek hívják. A szegycsontnak van egy nyelve. Ez a csont a repülésben részt vevő izmok kapcsolódási pontjaként működik: a mell- és a supracoracoid.

A furcula a madarak tipikus szerkezete, amely úgy működik, mint egy rugó. Ez az elem energiát takarít meg, úgy, hogy a lefelé mutató fedél az ellenkező irányba hajtja a fedelet.

A medence felépítése optimális a tojások tojásrakására, és opistopubikus medencenek nevezzük.

Osztályozás

A közel 9700 madárfajt több mint 30 rendbe sorolják. Az alábbiakban bemutatott osztályozás Gill (2006) osztályozása, módosítva Hickman (2001):

Superorder Paleognathae

Strucc. Forrás: HombreDHojalata, a Wikimedia Commonsból

A paleogátok modern madarak, primitív szájjal. Ez a csoport magában foglalja a strucc és hasonló formákat, többek között a területeket, emusokat, kivi.

Négy rendből áll: Strutioniformok, melyeket struccok alkotnak; Rheiformes, amelynek tagjai két faj a Dél-Amerikában élő területekről; Dinornithiformes, amelyeket Új-Zélandon három kivi alkot; és a Tinamiformes rend, amely közel ötven amerikai tinamusz, juta vagy inambú fajból áll.

Neognathae superorder

Ez a szuperrendezés számos fajból áll, rugalmas szalaggal. Az alábbiakban röviden leírjuk az összes rendet, amely a neognaták vagy "neoavek" részét képezi.

Passeriformes sorrend: ez a madarak legszélesebb körű sorrendje. 5750 fajt (a madárfajok több mint felét) foglal magában, amelyek az egész világon elterjedtek. A faluk helyzetét jellemzi: négy ujj, három előre és egy hátra. A legtöbb kicsi méretű.

Rendezés Anseriformes: körülbelül 162 faj hattyú, liba, kacsa és hasonló, elterjedt az egész világon. Jellemző lábszokások az úszáshoz.

Galliformes rendelés: körülbelül 290 faj pulyka, fürj, fácán és hasonlók. Terjesztése világszerte. Étrendje növényevő. Csőrük és lábaik erősek és nehézek.

Sphenisciformes rend: 17 pingvinfaj. Ők ismertek az úszási képességükről, és evező formájukra átalakított szárnyak lehetővé teszik számukra, hogy hatékonyan mozoghassanak a vízen.

Gaviiformes rend: a hollyok, a vízi madarak egy csoportja.

Podicipediformes rendelés: 22 madárfaj búvárkodási szokásokkal, közismert nevén gránát, makákó és gránát. Gyakran előfordulnak a tavakban, ahol fészkeik lebegőként láthatók.

A Phoenicopteriformes rendezése: 5 faj nagyon színes vízi madár. Általában flamingóknak hívják őket. Vannak jelenlegi és kihalt fajok.

Order Procellariiformes: 112 faj világszerte elterjedt, pelagiás madarak, amelyek albatroszokat, macskák, fulmarákat és hasonlókat tartalmaznak.

A Pelecaniformes rend: 65 faj világszerte elterjedt. Ebben a sorrendben találjuk a pelikánokat, kormoránokat, szarvasmarhákat, melleket és mások. Halakkal táplálkoznak.

Ciconiiformes sorrend: 116 faj világszerte elterjedt. Ide tartoznak gémek, kikötők, gólyák, ibis, kanálcsőrű, keselyűk és mások. Ezeket a lábak és a nyak jelentős meghosszabbodása jellemzi.

Rendezés Falconiformes: 304 madárfaj, elterjedt az egész világon. Ide tartoznak a sasok, sólymok, sólymok, kondorok és keselyűk. Ezeknek a példányoknak kiváló látása van, amely lehetővé teszi számukra a vadászatot.

A Gruiformes rendelés: világszerte 212 faj terjed. Ide tartoznak daruk, sínek, rúd, galinules és hasonlók.

Charadriiformes rendelés: Több mint 350 faj terjed az egész világon. Ide tartoznak a sirályok és más parti madarak.

Rendelje el a Columbiformes-t: mintegy 300 faj világszerte elterjedt. Ide tartoznak a galambok és a kihalt dodo. Jellemzőik, hogy rövid nyakaik, lábaik és csőrük.

Rendeljen Psittaciformes-et: több mint 350 faj elterjedt az egész világon. Ide tartoznak a papagájok, a papagájok és hasonlók.

Opisthocomiformes rend: egyetlen fajból álló sorrend; a Hoazín Opisthocomus hoazín, az Amazonas-medencében található.

Musophagiformes rendelés: 23 endemikus faj Afrikából. Turacos néven ismertek.

Rendelje meg a Cuculiformes-t: mintegy 140 faj világszerte elterjedt. Ide tartoznak a kakukk és az útfutók.

Rend Strigiformes: körülbelül 180 éjszakai faj világszerte elterjedt. Ide tartoznak baglyok és hasonlók. Éjszakai ragadozók, csendes repüléssel és kitűnő látással.

Caprimulgiformes rend: 118 faj világszerte elterjedt. Ide tartoznak a podargók, az éjjeliszárok és mások.

Apodiformes rendelés: körülbelül 429 faj világszerte elterjedt. Tartalmazza a kolibri és a swift. Rövid lábúak és gyorsan csapkodnak.

Vannak még a Coliiformes, a Trogoniformes, a Coraciiformes és a Piciformes rendelések is.

Emésztőrendszer

A madarak módosított emésztőrendszerrel rendelkeznek, amely lehetővé teszi számukra az élelmiszer hatékony emésztését, és ellensúlyozza a fogászati ​​struktúra hiányát. A tápanyagok felszívódása rövid időközönként is megtörténik.

Az emésztőrendszernek van egy zsizale, amely segít őrölni az állatok által fogyasztott ételeket. A madarak nagyon kezdetleges nyálmirigyrendszerrel bocsátják ki a nyálkahártyát, hogy kenje az ételt.

Egyes madaraknak olyan módosítása van a nyelőcsőben, amely lehetővé teszi az élelmiszerek tárolását. Egyes fajokon ez a kiszélesítés nem csupán tárolóhelyként szolgál, hanem tápláló tejtermék - az emlőstejhöz analóg - termelője is, amely védtelen csibék táplálására szolgál.

A gyomor két rekeszre van felosztva. Az első a proventriculus, amely felelős a gyomornedv kiválasztásáért. A második a zsiradék, amelynek feladata a tápanyag őrlése. Az ételek őrlésének elősegítése érdekében a madarak sziklákat vagy más tárgyakat fogyasztanak, amelyeket a zúzában helyeztek el.

Táplálás

A madarak étrendje változatos. Vannak rovarölő, húsevő fajok (amelyek férgeken, puhatestűekben, rákfélékben, halakban, emlősökben és még más madarakban is táplálkoznak), nektarivorók és sokuk mindenevő.

A madár csőrének mérete és alakja elegánsan igazodik a hordozó egyén tipikus etetési módjához. Például a vetőmag-fogyasztó madaraknak rövid, erős csőrük van, míg a nektivarú madaraknak - mint a kolibrinak - hosszú, vékony csőrük van, amelyek lehetővé teszik számukra virágnektár fogyasztását.

A húsevő ragadozók - mint például a baglyok - szerves anyagból készült kis golyókat képeznek, amelyeket nem tudnak emésztni, például hajat vagy csontokat, amelyeket később újra felújítanak.

Keringési rendszer

A madár szívének modellje. Wagner Souza e Silva / Állat-anatómiai Múzeum, FMVZ USP

A madarak keringési rendszerét négy kamrából álló szív alkotja: két pitvar és két kamra. Két keringési rendszerrel rendelkezik, az egyik tüdő és a másik szisztémás.

Általánosságban elmondható, hogy a madarak keringési rendszere nem különbözik nagyban az emlősökben jellemző tipikus rendszertől.

A madarak pulzusa magas, fordított összefüggést találva a szervezet mérete és gyakorisága között.

A vörösvértesteknek vagy a vörösvértesteknek van magja - ellentétben a miénkkel, amelyek ezt a szerkezetet degenerálják, amikor megérik. A fagociták nagyon aktív sejtek, és részt vesznek a sebjavításban és az immunrendszer egyéb funkciójában.

Idegrendszer

A madarak idegrendszere összetett és fejlett. Tizenkét pár koponya ideget különböztetünk meg. Az agy nagy, csakúgy, mint a kisagy és az optimális lebeny. Ezzel szemben az agykéreg rosszul fejlett.

Az érzékszervi rendszerek szempontjából a legtöbb fajban az illat és íz hatástalan. Ennek a mintának azonban több kivétele is van, mint például a húsevő és az óceáni madarak esetében, ahol ezek az érzékek alapvető szerepet játszanak ezen fajok életmódjában.

A madarak látványa csodálatos. Fotoreceptor szerve más gerincesek szemére emlékeztet, bár nagyobb, kevésbé gömbös és gyakorlatilag mozgathatatlan. A szem részleges rögzítésének kompenzálására hihetetlen képességet fejlesztettek ki a fej mozgására.

A hallás is jó. A fül fel van osztva a külső régióra, egy középfülre egyetlen ossicle-vel, a columella-ra és egy belső szektorra a cochleával.

Légzőrendszer

A repülés energiaigénye miatt ezen repülő gerincesek légzőrendszerének nagy hatékonyságúnak kell lennie. Speciális szerkezeteik vannak, úgynevezett parabronchi, légzsákokkal. Ezek a szervek jelentősen különböznek a légzőszervektől, amelyeket más gerincesekben találunk.

Madarakban a hörgők ágai csőszerű szerkezetekben végződnek, ahol folyamatos a levegő áramlása - ellentétben a sac (alveoli) végződésekkel, amelyeket az emlősök tüdeiben látunk.

A légzsákok kilenc összekapcsolt elemből álló rendszert alkotnak, amelyek a mellkasban és a hasban helyezkednek el. Ezeknek a szerkezeteknek a funkciója a szellőzés elősegítése, amelynek évenkénti levegő áramlása halad át a tüdőn.

Madarakban a levegő a légcsőn és az elsődleges hörgőkön, a tüdőn és a hátsó légzsákokba kerül. Onnan a tüdőbe jut, és a levegő a szélcsőn keresztül távozik. Ez a ciklus az első kilégzésnek felel meg.

A második kilégzéskor a beáramló levegő egy része áthalad a hátsó légzsákon és a tüdőbe. Ily módon a lebegő levegőt az elülső zsákok felé tolják. Ezután a levegő elhagyja az állatot.

Kiválasztó rendszer

A madarak veséje metánfric, a húgycső pedig kloakává ürül. A létező három veserendszerben a metanephric vesék egy szervből állnak, amely a cloacához kapcsolódik a Wolffian-csatorna útján, a mellkasi és az ágyéki szakasz középső mezodermájából származik.

A fő hulladéktermék a húgysav, ezért a madarak tartoznak az urikotelikusok kategóriájába. Ez az anyag vízben nagy mértékben oldhatatlan, így kicsapódik és félig szilárd hulladékot képez, gyakran fehéres. A madaraknak nincs húgyhólyag.

Reprodukció

Minden madár esetében a nemek különböznek és a megtermékenyítés belső. A férfiaknak két funkcionális hereük van, míg a nőkben degenerált petefészek és jobb petevezeték van. A férfiakban csak néhány fajban van pénisz kopulatratív szervként, beleértve a kacsákat, libákat és néhány paleognátot.

Mindegyik kemény héjú tojást termel. A tojásokat külsőleg inkubálják: néhány szülő rájuk helyezkedik, és a testhőnek köszönhetően fenntartja az optimális hőmérsékletet.

A madarak nemek meghatározására szolgáló rendszerét a ZW nemi kromoszómák adják (amelyek megegyeznek XY nemi kromoszómáinkkal). Az emlősökkel ellentétben a heterogametikus nem megfelel a nőstényeknek. Vagyis a női mintáknak két különböző kromoszóma van.

A madárfajtától függően egy aktív, egyedülálló, egyedül képes megvédeni magát, vagy egy kicsi meztelen, szülői gondoskodást igénylő kicsapódhat a tojásból. A független csibék első változatát preocialis csibéknek nevezzük, és azokat, amelyeknek segítségre van szükségük az altricialis csibéknek.

Evolúció

Az evolúciós biológusok a madarak származását a gerinces evolúció egyik leglátványosabb átmenetének tartják - a vízről a földre való tetrapódos ugrás mellett.

A fosszilis adatok számos olyan egyedi tulajdonságot mutattak, amelyeket az élő madárfajokban találunk, mint például a toll és a testméret jelentős csökkenése.

Úgy gondoljuk, hogy a madarak fejlődését a repülés eredete kísérte, de feltételezhető, hogy számos olyan jellemző, amely a repüléshez társult, a madarak előtt kialakult.

Archaeopteryx

A madarak eredetével a legismertebb kövület az Archeopteryx; Nagyjából körülbelül egy varjú, a csőr hasonló a modern madarakhoz, de fogaival. A megkövesedett állat csontváz egy hüllőre emlékeztet, hosszú farkú.

A kövületet 1861-ben fedezték fel, két évvel a Fajok eredete megjelenése után. Fontos médiahatása volt, mivel ez a „átmeneti” fosszilis úgy tűnt, hogy jelentős támogatást nyújt a természetes szelekció elméletéhez.

Az egyetlen jellemző, amely kizárja a kövületnek a theropod dinoszauruszként való besorolását, a toll vitathatatlan jelenléte.

A dinoszauruszoktól a madarakig

A madarak és a hüllők hasonlósága nyilvánvaló. Valójában, a neves zoológus, Thomas Huxley a madarakat "dicsõített hüllõknek" nevezte.

Számos megosztott tulajdonságnak köszönhetően - ideértve a hosszú S alakú nyakot is - egyértelmű, hogy a madarak szorosan rokonok a dinoszauruszok csoportjának, amelyet theropodoknak hívnak.

Valójában a dromaeosauridok theropod dinoszauruszok, amelyek furculával (olvasztott kagylóval) rendelkeznek, és a csukló csontainál forognak, amelyek a repüléshez kapcsolódnak.

Ezen kívül vannak fosszilis tünetek, amelyek a dromaeosauridekat összekapcsolják a madarakkal. A minták egyértelműen theropod dinoszauruszok, de tollakkal rendelkeznek.

A tollak alakja azt vonja le, hogy nem voltak képesek repülésre, de hozzájárulhatnak a kezdetleges sikláshoz, különben a színezésnek az udvarláshoz kapcsolódó társadalmi funkciói is lehetnek.

Adapciók repüléshez

Ha részletesen megvizsgáljuk a madarak morfológiai és élettani részleteit, rájövünk, hogy azok repülésre tervezett gépek; A természetben senki sem "tervez" semmit, és az általunk megfigyelt adaptációk a természetes szelekció mechanizmusának a termékei.

A repüléssel kapcsolatos adaptációk két célra koncentrálnak: a tömeg csökkentése a folyamat során és az elmozdulás fokozása.

Tollak

A tollak epidermális eredetű függelékek, amelyek a madarak bőrét bélyegzik. Ahogy az előző szakaszban tárgyaltuk, a toll a dinoszauruszok egy adott csoportjában fejlődött ki és még a ma látható madarakban is megőrződött.

Rendkívül könnyű béta-keratin szerkezetűek. Ez a ciszteinben gazdag anyag más madarak szerkezetében is megtalálható, például a csőrben, a mérlegben és a körmökben.

A toll különböző funkciókat hajt végre. A legfontosabb a levegőn, a talajon és a vízen keresztüli mozgás megkönnyítése.

Mechanikus védelmet nyújt a szél ellen, valamint hővédelmet biztosít a szélsőséges hőmérsékletek - akár meleg, akár hideg - ellen, elkerülve a testhő veszteségét hideg környezetben és a napégést a forró területeken.

Repülő galambok. Eadweard Muybridge (1893)

A tollak egzotikus színeknek és mintáknak köszönhetően részt vesznek a madarak közötti vizuális kommunikációban és társadalmi interakciókban. A nőstények általában átlátszatlan vagy rejtélyes színeket mutatnak, míg a férfiak feltűnő színeket mutatnak. Egyes esetekben a tollak részt vesznek az állat álcázásában.

Csontváz és pneumatikus csontok

A madarak csontvázára jellemző, hogy könnyű, de nem gyenge. A modern madárcsontok különösen érzékenyek, levegős üregekkel csökkennek a tömeg.

Noha a madarak diapsid koponyákkal (két átmeneti nyílás) fejlődtek ki, a modern madarakban rendkívül nehéz látni ezt az anatómiai mintát.

Koponya olyan módosítva van, hogy egy darabból összeolvad, amely nem éri el az egyén össztömegének 1% -át. Egyes fajok kinetikus koponyákkal rendelkeznek, mint például a gyíkok és a kígyók.

Ez azonban nem azt jelenti, hogy a madarak csontváz sokkal könnyebb, mint egy hasonló méretű repülő gerinces. Valójában a súlyok egyenértékűek. A módosítás a súlyeloszlásban és nem a súlyban önmagában mutatkozik. A felső szerkezet nagyon könnyű, az alsó végtag pedig nehéz.

Irodalom

1. Butler PJ (2016). A madár repülés élettani alapjai. A Londoni Királyi Társaság filozófiai tranzakciói. B sorozat, Biológiai tudományok, 371 (1704), 20150384.
2. Hickman, CP, Roberts, LS, Larson, A., Ober, WC, és Garrison, C. (2001). Az állattan integrált alapelvei. McGraw - Hill.
3. Kardong, KV (2006). Gerinces: összehasonlító anatómia, funkció, evolúció. McGraw-Hill.
4. Llosa, ZB (2003). Általános állattan. EUNED.
5. Moen, D. és Morlon, H. (2014). A dinoszauruszoktól a modern madár sokféleségig: az adaptív sugárzás időtartamának meghosszabbítása. PLoS biology, 12 (5), e1001854.
6. Parker, T. J. és Haswell, WA (1987). Állattan. Chordate (2. kötet). Megfordítottam.
7. Randall, D., Burggren, WW, Burggren, W., French, K., és Eckert, R. (2002). Eckert állati élettan. Macmillan.
8. Rauhut, O., Foth, C. és Tischlinger, H. (2018). A legrégebbi archeopteryx (Theropoda: Avialiae): egy új példány a bajorországi Schamhaupten Kimmeridgian / Tithonian határán. PeerJ, 6, e4191.
9. Webb, JE, Wallwork, JA, és Elgood, JH (1979). Útmutató az élő madarakhoz. A Macmillan Press.
10. Wyles, JS, Kunkel, JG és Wilson, AC (1983). Madarak, viselkedés és anatómiai evolúció. A Nemzeti Tudományos Akadémia folyóiratai, 80 (14), 4394-4397.