Питание и энергетика

Птицы – гетеротрофы (нуждаются в притоке органических веществ извне в виде пищи). В общей схеме круговорота веществ и энергии в биогеоценозах занимают положение первичных-вторичных-третичных консументов. Пища необходима организму для построения (возобновления) клеток и тканей, поддержания их химического состава и обеспечения метаболических процессов, а также для получения энергии, затрачиваемые на различные формы деятельности.

Процесс питания складывается из следующих составляющих: отыскание и добывание пищи (экологический) и переваривания (физиологический).

Спектр питания птиц включает разнообразные растительные и животные корма; выделяются 3 трофические группы: 1. Полифаги (всеядные); 2. Стенофаги (однородные корма); 3. Разноядные (промежуточная группа). По составу корма также различают ряд экологических групп: 1. Фитофаги; 2. Зоофаги (энтомофаги, миофаги, орнитофаги, ихтиофаги, малакофаги, герпетофаги, коптофаги, питекофаги-гарпии, хироптерофаги, овофаги). Характерны сезонное изменение питания, географическая его изменчивость, популяционная и даже организменная; существенное значение имеют массовость и доступность кормов (в степи пешие кулиги саранчи, донные животные при высыхании водоемов, вспышки массового размножения насекомых и т.д.).Выражена возрастная смена кормов: у голубей ко времени вылупления птенцов эпителий зоба родителей утолщается (усиленное деление клеток), происходит жировое перерождение клеток, и этот продукт (птичье молочко) отторгается в просвет зоба; в последующем к этому корму добавляются семена (кашица); взрослые птицы питаются семенами. Птенцы фламинго около месяца питаются жидкой отрыжкой (выпот крови и секрет железистых клеток пищевода; по мере роста птенцов к отрыжке добавляется полупереваренная пища из желудка.

Многие виды птиц запасают корм (сойки, кедровки, поползни, синицы) во время его изобилия. Преимущественно используются собственные запасы, но это лишь сезонная добавка кормов. Кормодобывание обуславливается морфологическими адаптациями (строение и размеры клюва, языка, лап и когтей и др.).

При любом типе питания в организм поступают строго определенные группы веществ: вода, минеральные соли, органические вещества (белки, жиры, углеводы). Вода и минеральные соли легко всасываются в пищеварительном тракте и поступают в кровь без какой-либо предварительной химической перестройки. Белки, жиры и многие углеводы – вещества, обладающие крупной и сложной молекулой, не могут проникнуть непосредственно в кровеносные капилляры; они предварительно расщепляются на отдельные составные части (при помощи большого числа пищеварительных ферментов), которые и попадают в кровяное русло. Количество потребляемой пищи определяется уровнем энергетических затрат организма.

Общий энергетический баланс организма складывается из суммы энергии, полученной с пищей («большая энергия») и различных форм энергозатрат. Большая энергия за вычетом энергии, содержащейся в экскрементах (фекалии и моча), составляет сумму метаболической энергии. Эффективность усвоения пищи зависит от состава корма, температуры, сезона года и ряда других факторов (50 – 90%).

Компенсация постоянно идущих потерь влаги происходит путем потребления воды и поступления ее с кормом; при этом корм служит не только источником воды, входящей в состав тканей кормовых объектов, но и исходным материалом для накопления жировых запасов, окисление которых приводит к образованию метаболической воды.

Строение дыхательной системы птиц отражает их приспособленность к полету. У птиц легкие отличаются малой растяжимостью, ткань их представлена системой воздухоносных трубочек, открытых с обоих концов, чем допускается возможность однонаправленного тока воздуха, а, следовательно, обеспечивается непрерывность процесса газообмена. Преимущества однонаправленного потока воздуха в легких птиц имеют особое значение при полете на большой высоте (высотная гипоксия).

Ныряние или опускание головы в воду вызывает довольно быстрое уменьшение содержания кислорода в организме и нарастание концентрации диоксида углерода в крови. Устойчивость ныряющих птиц к функциональной гипоксии определяется рядом физиологических акций, направленных, с одной стороны, на увеличение запасов кислорода в организме перед нырянием, а с другой – на более экономное расходование этих запасов во время погруженного состояния (рис. 2.1).

Рис. 2.1. Схема строения дыхательной системы птиц (по Шмидт-Нильсену, 1976):

Воздушные мешки – 1 – шейные, 2 – межключичный, 3 – переднегрудные, 4 – заднегрудные, 5 – брюшные; 6 - легкие

Терморегуляция. Птицы характеризуются высокой и устойчивой температурой тела (38 – 43,5ºС), что объясняется эффективной системой регуляции теплообмена. Это высокий уровень окислительно-восстановительных реакций, сопровождающихся выделением тепла; выделяющееся «излишнее» тепло компенсирует теплопотери, что приводит к сохранению общего теплового баланса. Устойчивые географические и сезонные свойства перьевого покрова определяют общий уровень теплоизоляции организма. Подвижность перьев открывает возможность для лабильной регуляции теплоотдачи в порядке приспособления к быстрым и кратковременным изменениям температуры среды или уровня теплообразования в организме.

Среди адаптаций, определяющих биологическую специфику птиц, особое место занимают поведенческие реакции. Птицы способны вырабатывать сложные цепные условные рефлексы. Они могут воспринимать форму предметов, дополнять незавершенную фигуру, оценивать пространственную перспективу. Элементарная рассудочная деятельность – важный показатель, характеризующий адаптивное поведение птиц (примеры по серой вороне). Обучение и элементарная рассудочная деятельность тесно взаимодействуют между собой (примеры по большой синице). Инстинкт наряду с элементарной рассудочной деятельностью и обучением является третьим основным компонентом поведения птиц. Функции пусковых механизмов поведения (релизоров) могут выполнять не только оптические, но и другие раздражители (пение, токующие звуки).

Сигнализация. Птицы обладают высокоразвитым и сложным общением, при этом ведущими каналами являются акустический и оптический. Звуковой словарь серой вороны составляет до 200 четко различимых сигналов (крики тревоги, барабанная дробь дятлов, «язык поз», «язык цвета», брачные церемонии, пересмешничество и подражание).

Ориентация в пространстве. Ориентация обслуживает важнейшие жизненные ситуации, связанные с длительными пространственными перемещениями, обеспечивает поиск и добывание пищи, позволяет своевременно обнаружить врага. С современных позиций ориентация птиц рассматривается как адаптивное явление, обслуживающее в течение всей жизни множество экологических задач с использованием многих ориентиров, воспринимаемых многими же анализаторами.

Среди трех десятков высказанных гипотез наибольшее внимание заслуживают следующие:

1. Гипотеза астрономической ориентации (расположение солнца на небосводе и видимые конфигурации звезд): птицы определяют высоту Солнца и скорость изменения этой высоты за небольшой интервал времени. Попав в незнакомое место, птице достаточно сравнить свои наблюдения за Солнцем с таковым дома и выбрать один из вариантов ориентационного поведения: если Солнце слишком низко по сравнению с домом – лететь к Солнцу; высоко – лететь от Солнца; если скорость изменения высоты Солнца велика – лететь налево; низка – лететь направо.

2. Гипотеза магнитной ориентации. Птицы выбирают географическую цель, пользуясь вертикальной составляющей геомагнитного поля и гравитационными полями (силы Кориолиса). Накануне перелета в глазах птиц вырабатывается большое количество протеина (криптохрома), который чувствителен к изменениям магнитного поля (биологический компас), что обеспечивает полет по магнитным силовым линиям Земли.

3. Гипотеза ландшафтной ориентации - визуальные и запаховые ориентиры ландшафтов.

4. Гипотеза инерционной ориентации – запоминание пройденного пути с последующей его реконструкцией при возвращении.

5. Гипотеза ольфакторной ориентации – использование запаховых полей при отыскании дороги к дому.

6. Гипотеза инфракрасной ориентации – стремление весной к более холодным регионам, а осенью, наоборот, ориентируясь по инфракрасному излучению, более яркому на юге и менее яркому на севере.

7. Гипотеза атмосферной ориентации – динамика атмосферы сама по себе может влиять на миграции, т.е. мигрирующие птицы используют ее в качестве вспомогательного ориентира (голуби обучаются, если выращивать их в открытых сверху вольерах?).

Дата добавления: 2014-01-07