Почему птицы могут летать?

Мусина Лилия Хамитовна, 6 "А" класс, МБОУ "Барсовская СОШ №1", ХМАО - Югра, Сургутский район, пгт. Барсово.

Руководитель: Зеленевская Светлана Анатольевна, учитель биологии и химии, МБОУ "Барсовская СОШ №1", ХМАО - Югра, Сургутский район, пгт. Барсово.

ПОЧЕМУ ПТИЦЫ МОГУТ ЛЕТАТЬ?

"Почему птицы могут летать?"

Аннотация.

Тему работы « Почему птицы могут летать?» я выбрала во время выполнения летнего задания по биологии, когда собирала коллекцию « Разнообразие перьев птиц». Я очень люблю животных, смотреть про них передачи, читать книги, возится с ними. В поселке Барсово много голубей, я частенько за ними наблюдаю, подкармливаю. Иногда маленькие дети начинают их пугать, тогда голуби взлетают высоко на крышу здания. Как это у них получается? Я задумалась: что помогает птицам летать? Эту загадку я и захотела разгадать.

Цель работы: изучить способность птиц к полёту, почему они могут летать.

Гипотеза:  предположим, что, если у птиц есть крылья, то они могут летать.

Объект исследования: птицы.

Предмет исследования: возможность птиц летать.

Задачи:

1. Изучить литературные источники;
2. Выявить приспособления птиц к полету;
3. Определить сходства и различие между птицами и другими летающими животными.

Методы исследования: аналитический, экспериментальный.

Птицы появились в ходе преобразования древних динозавров. Из-за проблем с питанием на земле появилась возможность добывать его в воздухе и на высоких деревьях. Перелеты помогают найти более благоприятные условия для питания зимой и летом, в воздухе и на деревьях можно укрыться от хищников. У насекомых наружный скелет  защищает от хищников, мешает росту, у них нет мышц, которые позволили бы быстрее летать, у птиц  внутренний скелет дает опору мышцам. При сравнении птицы и летучей мыши видим, что  тело птицы покрыто перьями, а мыши - шерстью, скелет у птиц легче, чем у летучих мышей, у птиц полетные мышцы развиты больше, а вместо зубов они имеют легкий клюв. Строение тела птиц приспособлено для полета: крылья, перья, скелет, полые кости, дыхание, обтекаемая форма тела, питание, разница давлений над и под крылом во время полёта. Перьевой покров прочный, легкий и согревающий. Полёт - это прежде всего победа над земным притяжением. Но моя гипотеза «раз у птиц есть крылья, значит, они могут летать» не подтвердилась, так как есть птицы, которые не летают. Почему некоторые птицы не летают? Это может быть темой следующего исследования.

I. Введение.

Очевидно, что, чем чаще движения крыльев «вниз-назад», тем больше разрежение воздуха перед крылом и, следовательно, больше скорость полета птицы. Но, если крылья двигаются вперед и назад относительно корпуса птицы, то должна ухудшаться устойчивость горизонтального положения корпуса птицы в полете. Почему же этого не происходит? Это связано с тем, что перья накладываются друг на друга и сверху они имеют большой коэффициент сцепления между собой, а снизу – свободное перемещение. При движении крыльев вперед площадь их увеличивается, перья раздвигаются и пластинки перьев отклоняются от стержня на больший угол. [3]                                                                                                 

 III. Практическая часть.                                                                           

Летают не только птицы, но и другие животные. Так, например, способны к полёту насекомые. Крылья насекомых представляют собой боковые выросты стенки тела. Они образованы тонкими мембранами, натянутыми на каркас жилок, по которым в крыло проникают трахеи, нервы и полостная жидкость. Жилки пронизывают все крыло насекомого (особенно много их у переднего края крыла), обеспечивая необходимую жесткость конструкции и ее аэродинамические свойства. Движения крыльев ограничивают многочисленные мелкие хитиновые пластинки, расположенные в области сочленовной мембраны между спинной и боковой пластинкой. Птицы летает быстрее и выше. У насекомых наружный скелет защищает от хищников, мешает росту, у них нет мышц, которые позволили бы быстрее летать, а у птиц – внутренний скелет дает опору мышцам. (IV)

Опыт №1.

Я рассмотрела перья под лупой и выяснила, что перо состоит из стержня, а от стержня отходят волоски, есть крючочки.

Опыт №2.

Приложила перышко к щеке - стало тепло. Значит, они нужны для тепла. Отрезала кончик пера - внутри пусто, значит, перо легкое.

Вывод: перья - легкие, сохраняют тепло, эластично пружинят, очень крепкие, делают поверхность тела птицы гладкой.

Известно, что скелет птиц состоит из отделов: черепа, позвоночника, поясов конечностей и конечности. Он легкий, благодаря наличию в костях воздухоносных полостей с перегородками внутри, чтобы их увидеть был проведен опыт по методике М.А. Заславского «Изготовление чучел птиц, скелетов и музейных препаратов». [4]

Опыт №3.

Мы купили курицу в магазине, взвесили, её масса 1,5 кг, затем убрали с костей мышцы и вновь взвесили масса 950г. В книге М.А. Заславского «Изготовление чучел птиц, скелетов и музейных препаратов», мы обнаружили методику очистки скелета от мягких тканей.

 Перед началом окончательной обработки любой скелетный материал должен быть по возможности более полно очищен, для чего с тушки снимается кожа, вынимаются внутренние органы и срезается мускулатура. Особенно аккуратно нужно вести обработку скелетов, которые содержат много хряща. Существуют несколько способов очистки скелетного материала.
Мацерация. Естественная мацерация — наиболее надежный, хотя относительно длительный способ получения скелетных препаратов, позволяющий сохранять не только отдельные кости, но и связки. Очищенный и расчлененный скелет залила теплой (35—40° С) водой и оставила  вымачивать. Так, для очистки скелета птицы достаточно нескольких дней. Мацерировать лучше всего в банках с притертой пробкой во избежание неприятного запаха. Банки следует держать в теплом месте. После мацерации следует 1—2-часовая промывка в проточной воде, окончательная очистка и высушивание. Очистка скелета птицы продолжалась 5 дней. Вываривание. Очищенный и расчлененный скелет я погружала в холодную воду, которую постепенно доводила до кипения. После того как вода закипела, я вынула скелет и очистила с помощью пинцета и скальпеля. Чтобы придать скелетному материалу лучший вид я провела обезжиривание и отбелку. Для обезжиривания сухой материал поместила в спирт на трое суток, далее для отбеливания сухой скелетный материал был помещен в раствор перекиси водорода на сутки. Полученный скелетный материал: трубчатую кость мы аккуратно распили и увидели перегородки внутри, значит, кости полые прочные. Я сложила лист бумаги несколько
раз и вставила его в кольца на подставке. К бумаге подвесила грузик. Бумага не
выдержала веса и грузик упал. Затем свернула лист бумаги в трубочку и повторила опыт.
Бумага выдержала вес даже нескольких грузиков.                                                        

 Вывод: легкость и прочность скелета птиц достигается полыми костями.

Как летают летучие мыши? Полёт мышей подобен полёту летательного аппарата Леонардо да Винчи, который перенял у природы идею строения крыла летучего млекопитающего. Сплошная, непронизываемая воздухом кожная перепонка «накрывает» воздушные массы сверху, что позволяет зверькам отталкиваться от них и лететь. Скелет и крылья летучей мыши имеет свои особенности. Конечности летучих мышей видоизменены: они служат для крыла костяком. Сравнивая с птицей летучую мышь, видим, что тело птицы покрыто перьями, а мыши шерстью. У птиц полетные мышцы развиты больше.

 Опыт №4.                                                                                                                             

 Я опустила перо и клочок шерсти в воду: шерсть намокла, а перо нет. Значит, птицы их чем-то смазывают (предположим, жир), масса шерсти и масса пера были по 10 г.                                   

Вывод: птицы - лучше приспособлены к полету, чем насекомые и млекопитающие.

IV. Выводы.

Изучив литературные источники, я узнала почему птицы летают и не падают. Почему сила земного притяжения не мешает им подниматься в воздух?                                                                                         

 У птиц много приспособлений для полета. Прежде всего, - это

1. Крылья                                                                                                

Крыло устроено так, что создает силу, противодействующую силе тяжести. Ведь птичье крыло не плоское, как доска, а выгнутое. Это значит, что струя воздуха, огибающая крыло, должна пройти по верхней стороне более длинный путь, чем по вогнутой нижней. Чтобы оба воздушных потока достигли оконечности крыла одновременно, воздушный поток над крылом должен двигаться быстрее, чем под крылом. Поэтому скорость течения воздуха над крылом увеличивается, а давление уменьшается. Разность давлений под крылом и над ним создает подъемную силу, направленную вверх и противодействующую силе тяжести.

 2. Перья                                                                                                       

 Перья - это сложнейшие, но при этом очень легкие роговые образования кожи. Они преобразовались в процессе эволюции из чешуи древних пресмыкающихся. Перья делают поверхность тела птицы гладкой, и, когда она находится в полете, воздух без большого сопротивления обтекает ее туловище. Благодаря перьям создаются подъемная сила и тяга. Кроме того, с их помощью птица регулирует направление полета (рулевые перья хвоста). Сохраняющие тепло, эластично пружинящие и при этом очень крепкие, они образуют равномерный слой, который защищает птиц от всевозможных вредных воздействий окружающей среды — перегрева, холода, сырости и ветра, и препятствуют потере тепла.             

3. Форма тела                                                                                                

 Форма тела птиц - обтекаемая, во многом благодаря перьям.                                                            

4. Особенности скелета. Только у птиц на внешней поверхности грудины есть большой вырост - киль. К нему прикрепляются грудные мышцы, двигающие крылья.                             

- Скелет птиц очень жесткий за счет срастания костей друг с другом. Например, в позвоночнике отдельные позвонки прочно срастаются друг с другом, а не образуют подвижную, гибкую цепочку, как в скелете млекопитающих. А поясничные позвонки для создания хорошей опоры срослись между собой, с крестцовыми и хвостовыми позвонками, а также с подвздошными костями.                                                                                

- Скелет птиц очень легкий, так как ряд костей содержит воздухоносные полости. В костях птиц нет красного костного мозга, как у нас.

5.Мускулатура.                                                                                               

25% от массы птицы составляют грудные мышцы, которые поднимают крылья. Эти мышцы крепятся к килю - выросту грудины.  Для создания оптимальной формы тела крупные мышцы, двигающие конечности, расположены на теле, а к конечностям идут сухожилия. Поэтому у птиц ноги тонкие. Мышцы птиц запасают много кислорода за счет высокого содержания белка миоглобина.                                                                            

 У насекомых наружный скелет защищает от хищников, мешает росту, у них нет мышц, которые позволили бы быстрее летать, у птиц внутренний скелет дает опору мышцам. При сравнении птицы и летучей мыши видим, что тело птицы покрыто перьями, а мыши - шерстью, скелет у птиц легче, чем у летучих мышей, у птиц полетные мышцы развиты больше, а вместо зубов они имеют легкий клюв, но и насекомые и летучие мыши способны к полёту.

Гипотеза о том, что раз у птиц есть крылья, то они могут летать подтвердилась но не полностью, так как существуют птицы, которые, имея крылья не летают, например, пингвины, страусы. Почему некоторые птицы не летают? Возможно, это может быть темой следующего исследования. (V)                                                                                                          

 Птицы - первые и самые надежные помощники человека в истреблении вредных насекомых и их личинок. Если мы будем беречь насекомоядных птиц, у нас всегда будет огромная армия неутомимых работников, которые не допустят поражения лесов и садов вредными насекомыми. Для того чтобы сохранить наших крылатых помощников, нужно прежде всего не губить их самих, а также не трогать их гнезда и яйца. Закон об охране и использовании животного мира запрещает убивать певчих птиц и разорять их гнезда. Под охраной закона находятся и хищные птицы. Редкие виды птиц охраняются в заповедниках.

Для разумного использования промысловых птиц, сохранения возможно большего их числа установлены строгие сроки охоты. В период размножения птиц охота на них запрещена.

Привлечение птиц поближе к полям, садам и огородам положительно сказывается на урожае.

Птиц нужно любить и беречь не только потому, что они приносят пользу человеку, но и потому, что они веселы, красивы и одним своим бодрым видом и поведением украшают и оживляют природу. Кроме того, многие из них прекрасно поют и приводят человека в хорошее, радостное настроение. [5]

Давайте беречь и защищать наших пернатых друзей и помощников!

V. Список литературы.

1. Михеев А.В., Орлов В.И. Руководство к лабораторным занятиям по зоологии позвоночных. М. Просвещение, 1976г.. – 191с.

2.Иванов А. И. Каталог птиц СССР. Л.: Наука, 1976. - 276 с.

3. Козлова М.А. Биология. Животные. Учебник. М. Просвещение, 1990г.. – 256с.

4. Заславский М.А.  “Изготовление чучел птиц, скелетов и музейных препаратов”, Наука 1976 г. - 252с

5.http://wikipedia.ru.