Превращения конечностей.

Претерпев значительные изменения, передние конечности предков птиц в процессе эволюции превратились в крылья. Правда, плечевые, лучевые и и остевые кости птиц вполне сравнимы с нашими, но зато пястные косточки на кончике крыла изменились почти до неузнаваемости. От пяти пальцев остались три, два из которых лишь слегка обозначены.

Поскольку огромные летательные мускулы расположены прямо под крыльями, рядом с центром тяжести птицы, поддерживать в воздухе равновесие для неё не проблема. Но ноги размещены немного позади центра тяжести, и поэтому возникает вопрос - почему птица "не клюет носом", стоя на земле?

Дело в том, что скрытая под оперением бедренная кость, в отличие от аналогичных костей у человека или других млекопитающих, расположена вдоль туловища и соединена с ним несколькими мышцами. Таким образом, коленный сустав в нижнем конце бедра находится гораздо ближе к центру тяжести, позволяя сохранять равновесие. Именно он является эквивалентом нашего тазобедренного сустава.

Две видимые части птичьей лапы вообще не имеют аналогов. Верхняя часть, похожая на наше бедро, на самом деле образована из сросшихся костей голени, а нижняя - из сросшихся нижних косточек голени и верхних косточек стопы. Расположенный между ними сустав, похожий на сгибающееся назад колено, не имеет точного аналога в скелете человека, но примерно соответствует нашей лодыжке.

Пальцев на лапе не более четырех (пятый палец, имеющийся у других позвоночных, исчез на ранних этапах эволюции). У некоторых видов только три пальца, а у страуса - и вовсе два, они образуют утолщенную, похожую на копыто и удобную для быстрого бега мозоль. Каждый палец снабжен когтем. Строение птичьих лап весьма разнообразно и зависит от образа жизни того или иного вида.

Полет и оперение.

В полете крылья приводятся в движение мощными летательными мышцами, на которые приходится от 15 до 20% общего веса птицы. Эти парные мышцы расположены по обе стороны киля грудной кости. Более крупные внешние мускулы, сокращаясь, опускают крыло, а гораздо меньшие внутренние мышцы поднимают его, действуя через блочную систему связок.

Вместо незамысловатых взмахов вверх-вниз крылья описывают в полете сложную траекторию, похожую на восьмерку. Окаймляющие предплечье маховые перья второго порядка создают подъемную силу. Растущие из пальцев и запястья маховые перья первого порядка обеспечивают горизонтальную тягу, скручиваясь при движении крыла вниз и разрезая воздух, словно пропеллер. Вертикальную тягу создает и аэродинамический (изогнутый) профиль крыла, поддерживая птицу в воздухе, ибо над крылом воздух движется быстрее, чем под ним, за счет чего и создается подъемная сила.

При медленном полете этот эффект ослабевает, и птица компенсирует потерю, раскрывая миниатюрные "спинакеры", или крылышки, из нескольких перьев, растущих из рудиментарных пальцев на сгибе крыла, которые, подобно закрылкам самолета, сглаживают воздушные завихрения. Есть и другой способ сохранить высоту - широко расправить перья на кончиках крыльев. Все эти сложные манипуляции птица выполняет автоматически, со скоростью и точностью, немыслимой даже для самого современного самолета.

Птичьи перья состоят из кератина - так же, как наши волосы и ногти - причем под каждым старым перышком подрастает новое, которое примерно раз в год выталкивает его прочь. Перо представляет собой центральный стержень, окаймленный с двух сторон симметричными опахалами, состоящими из множества бородок. Под микроскопом видно, что каждая бородка снабжена по всей длине рядам бесчисленных крючочков. Крючочки соседних бородок цепляются другая друга. Чистя перышки, птица перебирает их клювом, застегивает крючочки, словно замки-молнии, и разглаживает поверхность опахала, чтобы оно эффективнее функционировало в полете. У большинства птиц в основании хвоста имеется особая копчиковая железа.

С помощью клюва они смазывают перья жиром, выделяемым железой. Эта процедура помогает сохранить структуру оперения п защищает его от намокания.

Общее количество перьев зависит от размеров птицы. У колибри их не больше тысячи, тогда как у лебедя - свыше 25 000.

Ослепительный наряд.

Краски для скромного камуфляжного оперения или яркого брачного наряда берутся из двух разных источников. Например, пигменты типа меланина окрашивают перья во всевозможные оттенки черного и коричневого, а каротиноиды в красный и оранжевый. Радужное сверкание цветов, как у колибри, создастся благодаря особой структуре перьев, отражающих лишь часть видимого спектра.

За исключением некоторых видов, в том числе пингвинов, птичьи перья растут не беспорядочно, а в строго определенных местах и направлениях. Во время сезонной линьки изношенные или поврежденные перья сбрасываются, а им на смену (пристает теплое зимнее оперение или яркий брачный наряд, большинство птиц сбрасывает за один раз лишь часть своих маховых перьев, чтобы нe утратить способности летать, но, к примеру, утки, лебеди и гуси сбрасывают все сразу и месяц-другой привязаны к земле.

Дыхание.

Чрезвычайно высокоразвитые системы дыхания и кровообращения позволяют птицам выдерживать в полете огромные нагрузки. У любого млекопитающего воздух в процессе дыхания поступает в легкие и через них же выходит обратно. Вместо этой довольно неэкономной системы "вдох-выдох", обеспечивающей замену в легких не более 75% воздуха, у птиц действует сквозная система дыхания, позволяющая замещать практически весь воздух. Сначала он поступает в пару объемистых воздушных мешков позади легких, затем в сами легкие и уже оттуда - наружу через передние воздушные мешки.

Эта система позволяет крови гораздо эффективнее обогащаться кислородом и избавляться от углекислого газа. Птицам нипочем разреженный воздух больших высот. Известен случай столкновения грифа с самолетом в небесах Западной Африки на высоте 11 274м. Человек там мгновенно бы погиб без кислородной маски.

Сердце птицы, как и сердце млекопитающего, состоит из четырех камер, обеспечивающих раздельную циркуляцию артериальной и венозной крови. Благодаря этому темп птичьей жизни намного быстрее, чем у рыб, земноводных или рептилий, в сердце у которых всего три камеры.

Сердце у птицы гораздо крупнее и сильнее, чем у одинакового по размеру млекопитающего. Вообще говоря, у мелких пичужек величина сердца по отношению к массе тела гораздо больше, чем у более крупных видов. То же относится и к частоте сердцебиения.