29.5A: מאפייני ציפורים
- Page ID
- 209670
ציפורים הן חיות בעלות דם חם עם כנפיים בעלות מספר התאמות לטיסה, אם כי לא כל המינים יכולים לעוף.
- סיכמו את המאפיינים הנגזרים של ציפורים
נקודות מפתח
- לציפורים נוצות פוך המספקות בידוד ושני סוגים של נוצות מעוף שנמצאות על הכנפיים: נוצות ראשוניות המייצרות דחף בקצה הכנף ונוצות משניות המספקות הרמה קרוב יותר לגוף.
- נוצות מתאר הנמצאות על הגוף יוצרות משטח חלק ואווירודינמי.
- שרירי החזה של הציפורים מפותחים מאוד מכיוון שהם אחראים לנפנף הכנף כולה.
- שתי עצם הבריח של הציפורים מתמזגות, ויוצרות את הפורקולה או עצם המשאלה, שהיא גמישה וחזקה מספיק כדי לתמוך בחגורת הכתפיים בזמן הנפנפות.
- על מנת לשמור על משקל גוף נמוך, לציפורים יש עצמות פנאומטיות, ללא שלפוחית השתן ובדרך כלל רק שחלה אחת.
- ציפורים פיתחו מערכת נשימה יעילה באמצעות שקי אוויר וזרימת אוויר חד כיוונית ומערכת חילופי זרם צולבת עם הדם.
מונחי מפתח
- פנאומטי: שיש חללים מלאים באוויר
- אנדותרמי: בעל חיים שטמפרטורת גופו מוסדרת על ידי גורמים פנימיים
- furcula: העצם המזלג הנוצרת על ידי מיזוג עצם הבריח בציפורים; עצם המשאלה
- קלואקה: הצינור הנפוץ בדגים, זוחלים, ציפורים וכמה יונקים פרימיטיביים המשמש כפי הטבעת כמו גם פתח איברי המין
מאפייני ציפורים
ציפורים הן אנדותרמיות ומכיוון שהן עפות, הן דורשות כמויות גדולות של אנרגיה, מה שמצריך קצב חילוף חומרים גבוה. בדומה ליונקים, שהם גם אנדותרמיים, לציפורים יש כיסוי מבודד השומר על חום בגוף: נוצות. נוצות מיוחדות הנקראות נוצות פוך מבודדות במיוחד, לוכדות אוויר ברווחים בין כל נוצה כדי להפחית את קצב אובדן החום. חלקים מסוימים בגוף הציפור מכוסים בנוצות פוך; לבסיס נוצות אחרות יש חלק פלומתי, בעוד שציפורים שזה עתה בקעו מכוסות למטה.
נוצות לא רק משמשות כבידוד, אלא גם מאפשרות טיסה, ומאפשרות את ההרמה והדחף הדרושים כדי להיות מוטסים. הנוצות בכנף גמישות, כך שהנוצות הקולקטיביות נעות ונפרדות כאשר האוויר נע דרכן, ומפחית את הגרירה בכנף. נוצות טיסה אינן סימטריות, מה שמשפיע על זרימת האוויר מעליהן ומספק חלק מכוח ההרמה והדחיפה הנדרש לטיסה. שני סוגים של נוצות טיסה נמצאים על הכנפיים: נוצות ראשוניות ונוצות משניות. נוצות ראשוניות ממוקמות בקצה הכנף ומספקות דחף. נוצות משניות ממוקמות קרוב יותר לגוף, נצמדות לחלק האמה של הכנף ומספקות הרמה. נוצות קונטור הן אלה שנמצאות על הגוף. הם עוזרים להפחית את הגרירה המיוצרת על ידי התנגדות הרוח במהלך הטיסה, ויוצרים משטח חלק ואווירודינמי המאפשר לאוויר לזרום בצורה חלקה על גוף הציפור לטיסה יעילה.
נפנוף הכנף כולה מתרחש בעיקר באמצעות פעולות שרירי החזה: החזה והסופרקורקואידוס. שרירים אלה, מפותחים מאוד בציפורים ומהווים אחוז גבוה יותר של מסת הגוף מאשר ברוב היונקים, נצמדים לשדר בצורת להב, בדומה לזה של סירה, הממוקמת על עצם החזה. עצם החזה של הציפורים גדולה מזו של חוליות אחרות, המאכלסת את השרירים הגדולים הנדרשים כדי לייצר מספיק כוח כלפי מעלה כדי ליצור הרמה עם נפנוף הכנפיים. שינוי שלד נוסף שנמצא ברוב הציפורים הוא היתוך של שתי עצם הבריח (עצמות הבריח), ויוצר את הפורקולה או עצם המשאלה. הפורקולה גמישה מספיק בכדי להתכופף ולספק תמיכה לחגורת הכתפיים בזמן נפנוף.
דרישה חשובה לטיסה היא משקל גוף נמוך. ככל שמשקל הגוף עולה, תפוקת השרירים הנדרשת לטיסה עולה. הציפור החיה הגדולה ביותר היא היען. הוא אמנם קטן בהרבה מהיונקים הגדולים ביותר, אך הוא חסר מעוף. עבור ציפורים שכן עפות, ירידה במשקל הגוף מקלה על הטיסה. מספר שינויים נמצאים בציפורים להפחתת משקל הגוף, כולל פנאומטיזציה של עצמות. עצמות פנאומטיות חלולות ולא מלאות ברקמה. הם מכילים חללי אוויר המחוברים לעיתים לשקי אוויר ויש להם תמוכות עצם כדי לספק חיזוק מבני. עצמות פנאומטיות אינן נמצאות בכל הציפורים, הן נרחבות יותר בציפורים גדולות מאשר בציפורים קטנות. לא כל עצמות השלד הן פנאומטיות, אם כי הגולגולות של כמעט כל הציפורים הן.
שינויים אחרים המפחיתים משקל כוללים היעדר שלפוחית השתן. לציפורים יש קלואקה: מבנה המאפשר ספיגה מחדש של מים מהפסולת חזרה לזרם הדם. חומצת שתן אינה גורשת כנוזל, אלא מרוכזת במלחי שתן, המגורשים יחד עם חומר צואה. באופן זה, מים אינם מוחזקים בשלפוחית השתן, מה שיעלה את משקל הגוף. לרוב מיני הציפורים יש רק שחלה אחת ולא שתיים, מה שמפחית עוד יותר את מסת הגוף.
שקי האוויר המשתרעים לעצמות, מה שהופך אותם לפנאומטיים, מצטרפים גם הם לריאות ומתפקדים בנשימה. בניגוד לריאות יונקים בהן האוויר זורם לשני כיוונים, כשהוא נושם פנימה והחוצה, זרימת האוויר דרך ריאות הציפורים נעה בכיוון אחד. שקי אוויר מאפשרים זרימת אוויר חד כיוונית זו, היוצרת גם מערכת חילופי זרם צולבת עם הדם. במערכת זרם צולב או זרם נגדי, האוויר זורם בכיוון אחד והדם זורם בכיוון ההפוך, ויוצר אמצעי יעיל מאוד להחלפת גזים.