第十九章鸟纲鸟类是体表被覆羽毛、有翼、恒温、卵生的高等脊椎动物。鸟类的种数在脊椎动物中仅次于鱼类。鸟类起源于爬行动物,恐龙中的弛龙或双脊龙。兽脚类恐龙→虚骨龙→原鸟→始祖鸟→(但它们并不是现代鸟类的直接祖先)→→→→今鸟→现代鸟类。进化地位从合颞窝类→盘龙类→兽齿类进化而来第一节鸟纲的主要特征一、鸟类的进步性特征:(1)具有高而恒定的体温(37.0~44.6℃),减少了对环境的依赖性;(2)具有飞翔的能力,能通过主动地迁徙适应多变的环境条件;能在空中飞行是鸟类与其它脊椎动物的根本区别性特征之一。(3)神经系统和感官更为发达,从而能产生更复杂的行为和协调好体内外环境的统一;(4)心脏分为二心房,二心室,血液循环成为完全的双循环,保证了新陈代谢的旺盛。(5)具有较完善的繁殖方式和行为,保证了后代有较高的成活率。二、恒温在动物演化史上的地位(1)高而恒定的体温,促进和保持了体内各种酶的代谢活动,大大提高了新陈代谢水平和能量的爆发程度,(2)高的能量集聚显著提高了恒温动物的快速运动能力,有利于捕食和避敌;(3)减少了动物对环境的依赖,扩大了分布和生活范围。恒温的机制:产热和散热过程处于动态平衡。恒温的机理:(1)通过高度发达的中枢神经系统的指挥;热时入水降温,冷时避风、入巢、入洞穴(2)通过体温调节中枢的神经活动和内分泌活动完成协调;太热降低食欲,减少食入热能(3)发达的体表散热器官。皮肤汗孔开合与关闭、加快呼吸第二节鸟类的外形与体表结构重点:鸟类适应飞翔生活的主要特征◆体呈纺锤形(流线型外廓),体表被覆羽毛(减少飞行中的阻力),颈长灵活、尾退化、躯干紧密坚实、后肢强大(这些都是适应飞行生活方式的特征)。啄食器官为角质的喙(喙的形状与食性有密切关系)。具眼睑和瞬膜保护眼睛,耳周围着生耳羽,有助于收集声波(夜行性鸟类的耳孔特发达)。前肢变为翼,后肢具四趾。这是鸟类外形上与其它脊椎动物不同的显著标志,也是适应飞行生活的特征。拇指通常向后,适于树栖握枝。鸟类足趾的形态与生活方式有密切关系。鸟趾和鸟蹼的类型鸟趾的类型(1)常态足:3趾在前,1趾在后,后趾较小,位置较高不踏地或无后趾。(2)离趾形足:足趾前3后1,后趾与中趾等长。(3)对趾足:2趾在前(2、3),2趾在后(1、4)。(4)异趾足:2趾在前(3、4),2趾在后(1、2)。(5)并趾足:趾形位置似常态足(前3后1),前3趾基部合并。(6)前趾形足:4趾均在前方。鸟的趾型鸟蹼的类型可划分为四种基本类型。(1)蹼足:向前三趾有全蹼相连,后趾在后、较小,位置较高不踏地或无后趾。(2)全蹼足:四趾均有蹼相连。(3)半蹼足:趾较长,基部有微蹼相连,后趾与其它趾平置(位于同一平面)。(4)瓣蹼足:四趾都有瓣状裂蹼,但四趾蹼不相连。鸟的蹼型鸟的翅型园翼:最外侧的飞羽比其它内侧的羽短。尖翼:最外侧飞羽最长,向内侧的飞羽逐渐变短。方翼:最外侧的飞羽与其内侧的几枚羽几乎等长。鸟的尾型第三节鸟类的解剖结构一.皮肤鸟类皮肤的特点是薄、松、软,缺乏腺体。鸟类唯一的皮肤腺是皮脂腺。皮脂腺为一种分支的大型泡状腺,位于尾基背部的皮下,一般分为左右两叶,其间有纵隔,分泌物贮于腺腔内,皮脂腺借乳头上的裂口开口于体外。皮脂腺的分泌物能润泽羽毛,分泌物中含麦角固醇,在紫外线照射下可变为维生素D,为皮肤所吸收。鸟类皮肤衍生物:有羽毛,尾脂腺,角质喙,角质鳞,爪和距等。鸟类的羽毛有三种类型正羽(contourfeather)绒羽(downfeather)纤羽(hairyfeather)(1)正羽,又称翮羽,为被覆在体外的大型羽片。包括飞羽、尾羽、覆羽(飞羽和尾羽的数目、形状是鸟分类的依据之一)。飞羽:指着生在翼上的羽,其中腕、掌和指骨上的飞羽称初级飞羽,尺骨上的飞羽称次级飞羽;肱骨上的飞羽称三级飞羽。覆羽:按大小分为大覆羽、中覆羽、小覆羽;按位置分上覆羽、下覆羽、初级覆羽、次级覆羽、耳覆羽、尾覆羽。正羽的结构正羽的结构:具中央羽轴,两侧着生扁平的羽片。羽轴下段称羽根。羽片由羽轴两侧的羽枝组成。羽枝两侧又生带钩或槽的羽小枝,相邻羽小枝以钩和槽相互钩结。(2)绒羽,位于正羽之下,呈棉花状。构成鸟体的隔热层,以利防寒保暖。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。有重要经济价值的鸭绒就是鸭的绒羽。(3)纤羽,又称毛状羽,杂生在正羽与绒羽之中。其功能为触觉。具一毛干,顶端有几根短的羽枝。(4)鸟类在嘴缘及眼周具须,为变形的羽毛。起触觉功能。。鸟类的羽毛具有定期更换规律,称为换羽。通常一年2次。冬羽:秋季更换的新羽,称为冬羽。夏羽:冬季及早春所换的新羽,称为夏羽。换羽的生物学意义:有利于完成迁徙、越冬及繁殖过程。换羽是由甲状腺的活动引起。飞羽及尾羽的更换,在大多数鸟类是逐渐更替的,这样在换羽过程期间,飞行能力不受影响。但雁鸭类的飞羽更换则为一次全部脱落,换羽期间丧失飞翔能力。鸟类的羽毛着生在体表的一定的区域,着生有羽毛的地方称羽区;不着生羽毛的地方称裸区。鸟体的裸区和羽区.羽色:羽毛呈现颜色由两种因素决定,(1)色素包括黑色素、脂色质。黑色素呈现黑、褐、灰色,为颗粒状、棒状;脂色质呈红、黄、绿色,为溶液状态;沉淀在羽枝、羽小枝内。(2)羽毛上皮表面的复杂物理结构。色素细胞上的蜡质层、色素之间的折光细胞、羽枝内的气腔和液泡。黑色素和脂色质以不同配比结合,再加上羽毛内部微细的羽板结构而引起的光反射,使鸟类的羽毛显出各种不同的颜色。(1)骨骼多为中空的气质骨,骨内具有充满气体的腔隙,具有轻、细而坚固的特性;(2)头部组成颅骨的骨块愈合为一个整体;脊柱由颈椎、胸椎、腰椎、荐椎、尾椎构成;颈椎数目多变化大,从8-25枚不等,异凹型椎体;(3)中轴骨多处愈合形成坚实支架;肢骨、带骨有较大变形;二.骨骼系统中轴骨最重要的愈合为愈合荐骨,又称综荐骨,由少数胸椎、全部腰椎、荐椎及一部分尾椎愈合而成的,是鸟类特有的结构。综荐骨又与宽大的骨盘(髂骼、坐骨、耻骨构成的骨架)相愈合,使鸟类在地面步行时获得支持体重的坚实支架。中轴骨愈合1-综荐骨中轴骨愈合2-尾综骨尾综骨最后几枚尾椎骨愈合成尾综骨,着生尾羽,起着舵的作用。鸟类的脊椎骨骼愈合及尾骨退化,使躯体重心集中在身体中央,有助于在飞行中保持平衡。肢骨与带骨有较大变形右锁骨与退化的间锁骨在腹中线处愈合成“V”形称叉骨,是鸟类特有的结构。胸骨:发达,呈板状,中央具龙骨突起。扩大胸肌附着面。开放式骨盆:左、右侧的坐骨和耻骨在腹中线不愈合,形成鸟类特有的“开放式骨盆”。鸟的后肢骨后肢骨强健,下肢骨骼有较大变化。1、腓骨退化成长刺状2、胫骨与相邻的一排跗骨愈合为胫跗骨3、远端的退化跗骨与相邻的跖骨愈合为跗跖骨,为细长形4、具跗间关节5、趾骨数目多,一般为四趾,趾的数目和形态是分类学依据三.肌肉的显著变化①与翼运动有关的胸肌发达,约占体重的1/5,分胸大肌、胸小肌,均起源于胸骨的龙骨突,止于肱骨。胸大肌止于肱骨的腹面,收缩时使翼下降;胸小肌止于肱骨近端背面,收缩时使翼上举。②后肢适于树栖握枝的肌肉发达,并以长肌键连到脚趾,胫部的屈肌也以长肌键连到脚趾,使鸟在抓握树枝时,由于屈肌肌键的拉紧,整个体重压在脚趾上,而不会从树上坠落。胫部的屈肌以长肌键连到脚趾鸟类栖止肌示意图③具特殊的鸣管肌肉。可调节鸣管、鸣膜改变形状,改变气压压强,使鸟发出多变的声音(鸣声)。鸣肌在雀形目鸟类特别发达,可多达5-9对。鸟类的颌肌,前后肢肌和鸣肌,也是研究鸟类分类学的依据。四.消化系统(1)具有角质的喙。以吞食方式采食食物。(喙的形状因食性和生活方式不同而有很大变异)(2)舌的形态、结构在不同的鸟类有变异与鸟的食性和生活方式有关。(3)口腔内有唾液腺分泌物主要是粘液,仅食谷的燕雀类唾液含消化酶(4)有些鸟类的食管特化为嗉囊,具有贮存和软化食物的功能。鸟的喙型钩曲状(楔状)圆锥状(扁平宽阔而直)(强直而端有钩曲)(5)胃:分为腺胃和肌胃。腺胃是分泌消化液的胃;肌胃又称砂囊,外壁为强大的肌肉层,内壁为坚硬的革质层,砂囊的作用主要是磨碎食物。鸡的肌胃的砂囊就是中药鸡内金。肉食性鸟类的砂囊不发达。(6)肠已分化为十二指肠、空肠、回肠(属小肠),盲肠、直肠(大肠)。直肠短不贮存粪便,所以鸟类的粪便是随有随排。鸽子的消化系统五.呼吸系统鸟类呼吸系统的显著特点在于有发达的气囊系统,使鸟类产生了独特的双重呼吸。鸟的气囊一般有9个。气囊本身并无气体交换功能。双重呼吸:★鸟类吸气时,一部分空气进入肺进行气体交换,另一部分空气则进入气囊贮存;当鸟类呼气时,在肺内气体排出的同时,气囊的贮气进入肺内进行气体交换,所以鸟类无论在吸气及呼气时,肺内均有新鲜空气进入行气体交换,此称为双重呼吸。双重呼吸保证了鸟类在飞翔时需氧量大的需要。研究表明:一只飞翔中的鸟所消耗的氧气比休息时大21倍。鸟类的肺是一个由各级支气管不断分支且彼此吻合形成的密网状管道系统,这种肺的特点是:体积虽不大,但接触气体面积大,有利气体交换。鸟肺内气囊连接示意图鸣管:是由气管特化成的发声器官,位于气管与支气管的交界处,内外侧管壁均变为鸣膜,鸣膜可因气流振动而发声。鸣膜外侧为鸣肌。它是鸟类能发出悦耳多变鸣声的机关。六.血液循环系统鸟类的血液循环系统更加完善心脏结构已进化为完全的4室结构,由二心室二心房组成、二心室已完全分开,血液循环成为完全的双循环:肺循环和体循环。血流方向:心脏占体重的相对大小占脊椎动物首位,约为体重的0.4~1.5%。鸟类右心房与右心室之间的瓣膜为肌肉质构成,与其它陆栖脊椎动物不同。鸟类血液循环系统的完善是保证鸟类具有高的体温和保持高体温的重要条件。血管系统的一个特点是:出心脏的动脉弓只保留右体动脉弓。左体动脉弓退化鸟类血液中的红细胞有核,与哺乳动物不同。鸟类的心跳频率快(达300~500次/分钟);动脉压高。七.排泄系统•鸟类的肾脏结构更近于爬行类,肾脏的相对体积高于哺乳类,占到体重的2%。尿液的含氮废物形式为尿酸。海鸟类有盐腺,能分泌出比尿液浓度大得多的氯化钠,借以把进入体内的海水所带来的盐分排出体外,这对维持正常渗透压非常重要。八.神经系统鸟类大脑的新脑皮仍不发达,大脑顶壁很薄;鸟类大脑的底部发达,称纹状体,是鸟类复杂的本能活动和学习的中枢。间脑由上丘脑、丘脑和下丘脑三部分构成,其中下丘脑又称下视丘,构成间脑的底壁。下丘脑是体温调节中枢并节制植物性神经系统。九.感觉器官鸟类的感官以视觉最发达、听觉次之,嗅觉退化。鸟类视觉的最大特点是具有“双重调节”:鸟眼晶体的调节肌肉为横纹肌,它能够通过迅速改变眼睛晶体的形状和角膜的屈度,使眼睛在一瞬间能由“远视眼”调整为“近视眼”。双重调节对鸟类的飞翔生活必不可少。十.生殖系统雄性生殖系统与爬行类近似,由睾丸、输精管和泄殖腔三部分组成。鸟类的生殖为体内受精,但鸟类多数不具交配器,雌雄鸟通过泄殖腔口接合而授精。少数鸟类(驼鸟)有交配器。雌鸟大多数仅具单一的左侧卵巢,右侧卵巢退化。雌性生殖系统鸟卵的结构生殖方式为卵生。卵黄在卵巢形成,卵白、卵膜和卵壳则在输卵管不同部位生成。第五节鸟纲分类现今世界存在的鸟纲动物9700多种:分3个总目,33目,约200科。3总目:(1)平胸总目(2)企鹅总目(3)突胸总目(一)平胸总目现存体形最大的鸟类。翼退化,胸骨无龙骨突,适于地面奔走生活。无尾综骨及尾脂腺。羽毛均匀分布(无羽区及裸区之分),羽枝不具羽小钩(因而不形成羽片)。雄鸟有发达的交配器官。足趾适应奔走生活而趋于减少,仅2-3趾。鸸鹋(澳洲鸵鸟)平胸总目分类分5个目1、鸵鸟目(鸵形目)2、美洲鸵鸟目3、鹤鸵目4、无翼目5、形目非洲鸵鸟成鸟体高可达2.5米,雄鸵鸟体重可达150千克,头大,颈裸露,足只二趾,足的每个大脚趾上都长有长约7厘米的危险趾甲。鸵形目美洲鸵鸟形态与非洲鸵鸟相象,头较小、脊背弧形、体形比非洲鸵鸟略小,足有三趾。鹤鸵(食火鸡)鹤鸵目几维鸟无翼鸟目(Apterygiformes)翼完全退化,肱骨仅留有痕迹,前肢只一指,无飞羽;无锁骨。羽毛蓬松呈毛状。喙细长,上喙末端具鼻孔。眼小、颈短。