Проблема ярких, а то и светящихся красок давно занимала умы людей. Многие ученые и художники трудились над их созданием, и большинство потерпело фиаско. В их числе немецкий химик Клеменс Петтенкофер. Он не был особенно талантливым исследователем, но имел, как говорится, «хорошие руки» и ни с чем не сравнимое упорство. Оно и сыграло с самоотверженным тружеником злую шутку.

Начало исследованиям положил случай. Петтенкофер зарабатывал на жизнь, извлекая из даров тропического леса редкие эфирные масла и другие ценные химические продукты. Сырье для работы он закупал сам, так было дешевле, для чего несколько раз в год приезжал в Гамбург. В один из очередных вояжей он увидел на палубе только что ошвартовавшегося судна ворох вынесенных для просушки шкурок тропических птиц. В те годы в Европе было принято украшать птичьими перьями шляпы и другие предметы дамского туалета. Больше всего его поразило оперение некоторых колибри, переливающееся всеми оттенками синего цвета. У него сразу зародилась мысль извлечь из птичьих перьев пигменты и создать на их основе необыкновенно яркие краски.

Двадцать лет настойчивый ученый сдирал бородки с птичьих перьев, растирал их в ступках, обрабатывал кислотами и щелочами, выдерживал в спиртах и эфирах, кипятил в различных жидкостях, по так и не сумел извлечь из них ни грамма синего пигмента. Теперь мы знаем, что биохромов подобных оттенков животные нашей планеты не имеют и Петтенкофер совершенно зря отдал этому бесперспективному занятию треть своей жизни.

Наиболее обычным и распространенным является черный пигмент – меланин и его разновидность феомеланин. Он желтый или оранжево-красный. Пигментные клетки, носители меланина, получили название меланофоров. Они бывают двух типов. Топкие, удлиненные клетки, расположенные в самых верхних слоях кожи, создают постоянную окраску тела и снабжают пигментом волосы и перья. Меланофоры более глубоких слоев кожи – очень крупные клетки размером до 0,5 миллиметра. Они позволяют животным произвольно менять свою окраску.

Следующий тип пигментных клеток - ксантофоры и эритрофоры содержат каротиноиды и птерины соответственно желтого или красного цвета. Вот насколько скудна исходная палитра животных нашей планеты, и тем не менее они рядятся в яркие одежды, используя всю гамму цветов и оттенков. Как они этого добиваются, я расскажу несколько позже, а сейчас придется снова вернуться к физике света.

Для начала обновим в памяти, как возникает радуга и какие пигменты окрашивают наше небо в ясные солнечные дни. Почему черная бездна космоса со дна воздушного океана кажется нам голубой? Безусловно, в небе нашей планеты нет никаких красителей. Радугой небо украшают прозрачные, а значит, и бесцветные капельки воды, обладающие способностью изменять направление солнечных лучей.

Проведем несложный опыт. Воткните в песчаное дно пруда прямой прут и отойдите чуть в сторону. А теперь внимательно приглядитесь к тому, что получилось. Оказывается, что, с какой стороны ни рассматривать прут, непременно создается иллюзия, что он надломлен по линии, разделяющей воду и воздух. Этот оптический обман происходит из-за преломления, иными словами, благодаря изменению направления световых лучей на границе воздух – вода.

Люди – сухопутные существа, и наш мозг в обыденной жизни практически не сталкивается с анализом информации, приносимой световыми лучами, внезапно меняющими свое направление. Поэтому объекты, погруженные в воду, кажутся нам расположенными не там, где они действительно находятся, а в том месте, откуда был должен начать свое движение световой луч, несущий о них информацию.

Крохотные капельки воды тоже обладают преломляющей способностью, причем величина отклонения лучей от первоначального направления зависит от их длины. В результате солнечные лучи, пройдя через множество капелек, не только изменят направление, они будут рассортированы в соответствии с длиной своих волн, и возникнет радуга. Теперь вместо белого света мы увидим всюцветовую гамму составляющих его компонентов.

Сходные явления придают небу голубой цвет. В воздухе всегда много пыли. В верхних слоях больше всего мельчайших частиц, диаметр которых меньше длины волны желтого и тем более красного света. Для этих лучей такие мелкие частички не являются серьезным препятствием, зато синие лучи с самой короткой длиной волны могут и отражать и рассеивать. Частички пыли рассеивают световые лучи таким образом, что свет, идущий вниз к земле, содержит больше коротковолновых фиолетово-синих лучей, чем длинноволновых – желтых и красных. Вот почему небо для нас окрашено в голубой цвет.

Тот же самый эффект лежит в основе голубой окраски кожных покровов, «одежды» и иных образований тела животных и человека. Например, голубые, как мечта, глазa белокурых красавиц не содержат ни грана голубого пигмента. Зато в радужной оболочке много мельчайших белковых частичек белого цвета, которые так малы, что не способны задержать желто-красные лучи, но отражают голубые. Вот нехитрый секрет окраски глаз людей, чей организм вырабатывает мало желтых, и что еще важней, черных пигментов.

Аналогичное происхождение имеет синяя окраска перьев многих птиц, в том числе хороню всем знакомых волнистых попугайчиков, соек, дальневосточных голубых сорок, синиц-лазоревок и других, и кожи на морде у обезьян-дрилов или шеи у шлемоносных казуаров. Более насыщенный синий или темно-синий цвет обусловлен присутствием черного пигмента – меланина, а зелеными перья становятся, когда в них содержится желтый пигмент. Синие лучи, возникшие вследствие рассеивания света белыми или прозрачными частичками, смешиваются с желтыми, отраженными соответствующим пигментом, и придают перьям зеленую окраску.

Таков механизм возникновения «спокойного» голубого и сине-зеленого цвета живых объектов. Происхождение радужной переливчатой окраски сложнее. Оно связано с интерференцией – взаимодействием волн. С этим явлением школьный курс физики знакомит на примере мыльных пузырей, масляных и нефтяных пятен. Как хорошо известно, мутноватая мыльная водица, тонкие пленки желтовато-бурых масел и нефти приобретают разноцветную переливчатую окраску. Ее характер меняется с изменением угла зрения. Секрет цветовой радуги объясняется тем, что, как бы ни была тонка пленка, световые лучи, отразившиеся от ее нижней поверхности, проходят несколько больший путь, чем волны, отразившиеся от верхней поверхности. При их взаимодействии, если они имеют одинаковую фазу, происходит суммирование, и объединенная волна увеличивается, а если фаза не совпадает (одна волна растет, а другая идет на убыль), они частично друг друга гасят.

Иными словами, амплитуда суммарной волны может возрасти или существенно уменьшиться, а если толщина пленки равна половине длины волны, они полностью гасят друг друга. В результате из светового потока выпадают лучи с определенной длиной волны, и тогда он приобретает окраску, комплектарную «выпавшим». Если световые лучи падают на пленку перпендикулярно, расстояние, которое они проходят от ее верхней поверхности до нижней, значительно короче, чем когда им приходится пересекать ее под каким-то другим углом. Вот почему при перемещении наблюдателя характер окраски меняется.

Благодаря интерференции возникает яркая переливчатая окраска перьев птиц, хитиновых покровов жуков, реже крыльев бабочек. У птиц роль интерферирующей пленки играют уплощенные крючочки на бородках пера. Яркость окраски и у птиц и у насекомых может быть значительно усилена, если интерферирующий слой располагается поверх слоя черного пигмента. Благодаря этому панцири жуков и перья птиц приобретают металлический блеск.

Радужная окраска кожи возникает благодаря кожным клеткам, содержащим гуанин – особое пуриновое вещество. Оно находится внутри клеток в виде набора белых или прозрачных бляшек, ориентированных таким образом, чтобы эффективно отражать свет, падающий на кожу животного. Когда отражение достаточно полное, кожа приобретает белый цвет, если некоторая часть солнечных лучей поглощается, возникает серебристый или золотистый блеск. В сочетании с настоящими пигментными клетками иридофоры участвуют в создании радужной окраски и металлического блеска.

Аналогична природа белых одежд. Белоснежная шерсть обязана своей окраской пузырькам воздуха, заключенным в прозрачную оболочку. Перья – множеству бесцветных крючочков на их бородках. Бабочки – прозрачным чешуйкам, покрывающим крылья, молоко – крохотным капелькам жира, взвешенным в жидкости. Снег – прозрачным кристалликам льда, образующим снежинки. Для создания белого цвета отражающие частички не должны быть слишком маленькими, чтобы не происходило избирательного отражения коротких световых волн и не возникала голубая окраска.

Чтобы изменить наряд, птицам и млекопитающим приходится полностью переодеваться. Некоторые из них линяют два или даже три раза в год. Животным с голой кожей в этом отношении легче. Манипулируя пигментными клетками, они способны менять окраску прямо на глазах за доли секунды, за минуты или, во всяком случае, в течение нескольких часов или дней. У наиболее одаренных художников хроматофоры собраны в функциональные единицы и действуют согласованно, создавая на коже окрашенную точку. В таких объединениях соблюдается определенный порядок. Ближе всего к поверхности находятся ксантофоры и эритрофоры. Под ними, иногда в несколько слоев, располагаются иридофоры. В основании объединения лежит меланофор, отростки которого тянутся к поверхности, оплетая сверху слой иридофоров или всего объединения пигментных клеток. Цвет кожи меняется при рассредоточивании пигмента в хроматофорах верхнего слоя. От состояния черного пигмента зависит потемнение окраски; если меланин густо заполнил отростки клетки, остальные хроматофоры как бы прикрываются темным покрывалом, и животное чернеет.

Существуют и другие формы объединений пигментсодержащих клеток. Наиболее распространено сочетание постоянно окрашенного слоя, способного изменять концентрацию пигмента, и слоя меланофоров, отростки которых оплетают выше лежащие пигментные клетки. Обычно в постоянно окрашенном слое присутствуют только желто-коричневые пигменты. Благодаря подобным объединениям животные способны из желтых или желто-коричневых стать темно-коричневыми или черными.

Многие животные пользуются чужими красителями. Лес богаче всего зеленым пигментом – хлорофиллом. Для вегетарианцев – просто грех не воспользоваться даровой краской. Самый простой способ позеленеть – иметь прозрачное тело и всегда набитый до отказа живот, простите, кишечник. Именно так поступают многие гусеницы.

Другой способ приобрести покровительственную окраску – извлечь краситель из пищи и с помощью кровеносной системы разнести его по всему организму. Процесс этот не настолько прост, как может показаться на первый взгляд. Нужно суметь всосать в кровь крупные молекулы хлорофилла, не повредив их при этом, да и в крови уберечь от разрушения. Тем не менее у многих насекомых этот процесс хорошо отлажен.

У бражников – крупных бабочек, о которых уже шла речь, зелеными частями растений питаются только гусеницы, а взрослые насекомые высасывают из цветов нектар, как колибри, зависая над ними в воздухе. Таким образом, запасы хлорофилла, накопленные в детстве, больше не пополняются. В период окукливания он тщательно сохраняется, и бабочка вылупляется из куколки с солидным запасом зеленой краски, но на свои личные нужды ее не тратит. Она им просто не нужна. Например, в окраске глазчатой зубчатки преобладают желто-коричневые тона. Зеленым пигментом самки снабжают откладываемые яйца. Это позволяет уберечь их от взоров хищников.

Да и вылупляющиеся из таких яиц крохотные гусеницы бывают зелеными еще до первого приема пищи.

К помощи растений прибегают даже млекопитающие, хотя делают это редко. Преимущества зеленой окраски неоспоримы, но цвет этот не в почете. Даже представительницы прекрасной половины человечества, много внимания уделяющие цвету своих волос, охотно окрашивающие их в черный цвет и различные оттенки голубого, сиреневого, желтого и даже розового тонов, «озеленяться» избегают. А вот ленивцам такая окраска необходима, и они дают приют одноклеточным зеленым водорослям. Влажная атмосфера дождевого тропического леса, усиливаемая в глубине шубки испарениями собственного тела, создает для этих влаголюбивых растений вполне подходящие оранжерейные условия. В результате одежда зверя окрашивается в буро-зеленые тона. К сожалению, у музейных препаратов зеленый цвет не сохраняется. При сушке шкур из водорослей получается сено со всеми вытекающими отсюда последствиями.



Наличие оперения — одна из главных отличительных особенностей птиц. Но что было вначале: перо или птица? В отличие от аналогичного вопроса о курице и яйце этот вопрос не таит в себе логического подвоха. Ответ на него известен: вначале было перо. В 1861 году в песчаниковом карьере у города Золенгофена, что в Южной Баварии, была обнаружена сенсационная палеонтологическая находка: окаменевший отпечаток пера, а всего месяц спустя в другом карьере был найден хорошо сохранившийся отпечаток и его обладателя. Это животное, самым причудливым образом объединявшее в себе признаки пресмыкающихся и птиц, получило название археоптерикс. Возраст этого древнейшего из известных на сегодняшний день представителей пернатого племени был оценен в 140 млн. лет. А поскольку его перья были уже практически идентичны перьям современных птиц, приходится признать, что само перо, как таковое, возникло значительно раньше.

Перед красотой птичьих перьев устоять невозможно, и неудивительно, что украшения из них вошли в моду с тех незапамятных времен, когда у человека вообще появилась потребность в украшениях. Головные уборы, плюмажи, ожерелья и накидки из ярких перьев райских птиц испокон веков были в обиходе у папуасов Новой Гвинеи, а шкурка птицы и веер из ее перьев служили традиционным свадебным подарком. Впрочем, охота на райских птиц у этих народов регулировалась сводом жестких правил и ограничений. Беда пришла, когда сверкающие всеми цветами радуги шкурки райских птиц были привезены в Европу и какой-то кокетливой особе пришла в голову мысль водрузить созданный самой природой шедевр на свою шляпку. И сейчас очерки об этих удивительных созданиях, как правило, предваряет фраза: «Численность части видов райских птиц резко сократилась, а некоторые виды были полностью истреблены с тех пор, как украшения из их перьев вошли в моду у женской части населения Европы». К сожалению, слова эти можно отнести не только к райским птицам. К началу XX века в жертву моде были принесены несколько видов колибри, едва не исчезли с лица Земли африканские страусы, стали редки и осторожны малая и большая белые цапли.

Нет никаких сомнений в том, что в процессе эволюции исходным материалом для создания пера послужила удлиненная ребристая чешуя некоторых видов архозавров. Как и чешуя рептилий, птичье перо состоит из сильно видоизмененных ороговевших клеток эпителия кожи. В эмбриональном развитии птенцов каждое перо, подобно чешуе рептилий, закладывается в виде конусовидного эпидермального бугорка, который заполнен пронизанной кровеносными сосудами мезодермой (более глубокий слой кожи). Но в отличие от чешуи этот конус со временем углубляется своим основанием в кожу, формируя полость перьевой сумки, из которой в виде трубочки возвышается зачаток будущего пера. Все его структуры полностью формируются под защитой тонкого полупрозрачного чехлика, который затем разрушается. Перо расправляется, давая нам возможность рассмотреть эту легкую, изящную и вместе с тем поразительно прочную конструкцию во всей ее красе.

Основание пера, скрытое в перьевой сумке, называется очином (полым внутри и частично заполненным остатками омертвевшей мезодермальной ткани). На нижнем конце очина сохраняется небольшое отверстие — так называемый нижний пупок пера, через который в период его формирования проходили питающие его кровеносные сосуды, аналогичное отверстие — верхний пупок — есть и в верхней части очина (отсюда и название). Очин переходит в гибкий плотный стержень, с обеих сторон от которого располагаются пластины опахала пера. Причем пластины эти не сплошные, а состоящие из отдельных тонких пластинок — бородок первого порядка. Они легко отделяются друг от друга, но если пропустить опахало пера между пальцами, то бородки тут же слипнутся между собой, и целостность опахала восстановится. Чтобы понять механизм этого процесса, надо рассмотреть опахало под микроскопом. Даже при небольшом увеличении видно, что каждая бородка первого порядка несет на себе более тонкие выросты — бородки второго порядка. Так вот, их поверхность покрыта крючочками и выемками, с помощью которых налегающие друг на друга бородки накрепко соединяются друг с другом (кстати, именно это оригинальное решение было положено в основу принципа действия застежек-липучек). Контурные перья птиц, как правило, окружены тонкими, практически лишенными опахала так называемыми нитевидными перьями, к основаниям которых подходят рецепторы тактильных нейронов. Эти особые органы чувств реагируют на малейшие вибрации контурных перьев и нарушения в их положении.

Именно контурные перья формируют характерный облик птицы, придают обтекаемость ее телу. Их опахала, подобно черепице налегающие друг на друга, защищают тонкую нежную кожу птиц от повреждений, воды и ветра. Наиболее крупные контурные перья, располагающиеся на крыльях (маховые) и на хвосте (рулевые), создают геометрию идеально выверенных поверхностей, обеспечивая возможность маневренного полета.

К другому типу перьев относятся перья пуховые. Пуховое перо состоит из тех же частей, что и контурное, но бородки его опахала мягкие, бархатистые на ощупь и не соединены друг с другом. Между пуховым и контурным пером существует множество переходных форм, и обычно опахала контурных перьев, покрывающих туловище птицы, в нижней своей части имеют то же строение, что и опахало пухового пера (пуховое перо зачастую ошибочно называют пухом, хотя это не так: пух вообще лишен стержня и представляет собой пучок мягких длинных бородок, расходящихся во все стороны от короткого, едва различимого очина). Главное назначение пухового пера, равно как и пуха, — сохранение тепла.

Еще один вид перьев — щетинки, состоящие из одного гибкого стержня без каких-либо признаков бородок, — обычно прикрывает ноздри и образует ресницы на веках птиц. У козодоев, стрижей, ласточек, то есть птиц, ловящих насекомых на лету, щетинки образуют хорошо заметную бахрому вокруг рта. И хотя назначение их до сих пор остается не вполне ясным, они, по-видимому, играют определенную роль в успешной охоте.

На первый взгляд кажется, что перья покрывают тело птицы сплошь, однако это не так. Перья растут лишь на определенных участках, называемых птерилиями, которые разделены оголенными или прикрытыми только пухом участками кожи — аптериями. Поэтому шкурка птицы чем-то напоминает дешевую шубу, сшитую из полосок меха, перемежающихся полосками кожи. Впрочем, Природу трудно заподозрить в скаредности, и, по всей видимости, наличие аптерий, «не начиненных» жесткими очинами перьев, придает коже птице необходимую эластичность. У некоторых видов нелетающих птиц, например пингвинов, аптерии вообще отсутствуют, и мелкие упругие перышки равномерно покрывают все их тело, создавая вместе со слоем подкожного жира надежную защиту от свирепых антарктических морозов и ледяной воды.

На приведение в порядок оперения у птиц уходит достаточно значительная часть бюджета времени. Они тщательно перебирают перья клювом, соединяя бороздки опахал, укладывая перья в надлежащем порядке и нанося на них маслянистый секрет копчиковой железы, расположенной в основании хвоста. Эта жировая смазка увеличивает эластичность перьев и придает им дополнительные водоотталкивающие свойства. У попугаев, дроф, цапель и некоторых видов козодоев особым «косметическим средством» для ухода за оперением служит напоминающий пудру порошок, образующийся при разрушении сильно видоизмененных и постоянно растущих пуховых перьев — пудреток. Регулярные пылевые и солнечные ванны и купание в воде тоже служат целям гигиены.

Теплоизоляция и обеспечение возможности полета — жизненно важные, но отнюдь не единственные функции оперения. Характерная окраска оперения позволяет птицам распознавать особей своего вида, а при наличии полового диморфизма отличать самцов от самок. Несмотря на полное отсутствие мимики, птицы могут весьма недвусмысленно выражать целую гамму эмоций с помощью характерных поз, особую выразительность которым придает взъерошенное или плотно прижатое к телу оперение или его отдельные участки. Эффект этих демонстраций еще более усиливается благодаря разнообразным украшающим элементам оперения — хохлам, пышным воротникам, удлиненным перьям хвоста и надхвостья, свойственным многим видам птиц.

Не менее важна в жизни птиц и маскировочная роль оперения, окраска которого позволяет им буквально растворяться на фоне окружающего ландшафта и растительности. По разнообразию и яркости окраски птицам нет равных среди высших позвоночных животных. Как выяснилось, окраска пера зависит от содержащихся в нем пигментов и структуры поверхности пера. Наиболее распространенными пигментами являются меланины. Палитра меланинов представлена приглушенно-желтым, красновато-коричневым, темно-коричневым и черным цветами. Интенсивно желтую, оранжевую, розовую и ярко-красную окраску придают перьям жиросодержащие пигменты каротиноиды. Например, ярко-розовая и пурпурно-красная окраска оперения фламинго обусловлена каротиноидом астаксантином, весьма близким по составу к пигменту, содержащемуся в панцире мелких ракообразных, составляющих основу питания этих птиц. При отсутствии в рационе рачков и недостатке каротина чудесный цвет оперения блекнет, что раньше нередко происходило при содержании фламинго в неволе. Встречаются в оперении птиц и совсем уж экзотические пигменты, такие как зеленый тураковердин и красный турацин, наличие которых пока удалось установить только в перьях фантастически ярко окрашенных турако, или бананоедов, населяющих тропические леса Африки. Интересно, что эти пигменты, относящиеся к группе порфиринов, довольно хорошо растворимы в воде, поэтому вода в лужах после купания в них турако приобретает соответствующую окраску.

Отражающая световые лучи поверхность пера обуславливает белый цвет оперения при отсутствии в нем пигментов, а при их наличии усиливает цветовые эффекты. Микроскопические слои, образующие поверхность бородок опахала, вызывают интерференцию падающих световых волн, что и придает металлический блеск перышкам на зобу голубей, заставляет переливаться всеми цветами радуги хвосты павлинов и сверкать бриллиантовым блеском оперение колибри. Один из самых поразительных эффектов, вызванных особенностями структуры поверхности пера, — это иллюзия голубой и ярко-синей окраски оперения некоторых птиц. На самом деле синий пигмент, как таковой, у птиц отсутствует. В пере имеется только коричневый меланин, но этот цвет полностью маскируется световыми волнами синей части солнечного спектра, преимущественно отраженными тонкой светопреломляющей пленкой, которая лежит поверх слоя пигментированных клеток. Зеленая окраска волнистых попугайчиков — аналогичный обман зрения, но в данном случае голубые световые волны складываются с желтыми (порожденными слоем красителя), что по закону смешения основных цветов и дает зеленый цвет.

Перья отличают птиц от всех других существ, живущих на нашей планете. Происходят перья от чешуек, которыми покрыты рептилии. Оперение необходимо птицам для полета, для сохранения тепла, для привлечения противоположного пола. По цвету и форме перьев различные виды птиц отличаются друг от друга, а в некоторых случаях благодаря оперению можно отличить самца от самки.

Перо состоит из кератина — белка, который образует наши ногти и волосы. У каждого пера есть центральный стержень, основание которого, полый очин, охватывается находящейся в коже перьевой сумкой.

Часть стержня, на котором расположены нитевидные образования или бородки, называют стволом. На каждой стороне ствола есть бородки первого порядка, образующие со стволом угол примерно в 45º. Часть пера с бородками называют опахалом. На бородках первого порядка расположены микроскопические нити, называемые бородками второго порядка. Они пересекаются под углом 90º. На бородках второго порядка, в свою очередь, расположены крючочки, которые подобно застежке-молнии, сцепляют вместе бородки, формируя гладкую жесткую поверхность крыла. Без этого перо не смогло бы противостоять сопротивлению воздуха в полете. Иногда крючочки расцепляются. Ухаживая за перьями, птица вновь может придать им нужную форму.

Перья с бородками 2 порядка называют контурными, а без них — пуховыми. Некоторые перья состоят как из контурной, так и из пуховой части.

Перья покрывают тело птицы не полностью. Оперенные участки называются птерилиями, а места без перьев — аптериями.

Типы перьев

У птиц есть разные типы перьев, каждый из которых выполняет определенную функцию.
Контурные перья. Контурные перья покрывают большую часть тела птицы, придавая ей обтекаемую форму. Они предохраняют птицу от солнца, ветра, дождя и ран. Часто эти перья ярко окрашены. Контурные перья делятся на маховые и кроющие.

Маховые перья . К ним относятся перья на крыльях и хвосте.
Маховые перья крыльев можно поделить на три группы:
Маховые перья первого порядка прикрепляются к кисти и во время полета создают тягу. Обычно бывает 10 первичных маховых перьев, которые нумеруются, начиная с внутренней стороны крыла.
Маховые перья второго порядка прикрепляются к предплечью и необходимы, чтобы птица поднималась в воздух. Они также используются в процессе ухаживания. Обычно бывает 10-14 вторичных маховых перьев и нумеруются они с наружной стороны крыла внутрь.
Маховые перья, расположенные ближе всего к телу птицы иногда называют третичными.
Хвостовые перья, называемые рулевыми, помогают птице ориентироваться в полете. Большинство птиц имеет 12 хвостовых перьев

Маховые перья покрыты более мелкими контурными или покровными перьями. На крыле есть несколько слоев покровных перьев. Покровные перья закрывают также уши птицы.

Пуховые перья . Пуховые перья мелкие, мягкие, пушистые, они находятся под контурными перьями. На них нет бороздочек и крючочков, сцепляющих бородки на контурных и маховых перьях. Поэтому они позволяют сохранять теплоизоляцию, защищая птицу от холода и жары. Они так эффективны, что люди их используют для утепления верхней одежды.

У некоторых птиц (цапель , некоторых козодоев , дроф , попугаев) есть особый тип пуховых перьев — пудретки, участки с постоянно растущим пухом, вершинки которого легко обламываются, образуя тонкий порошок - «пудру». Обычно они расположены по бокам груди или на пояснице. Когтями птица разносит «пудру» на все оперение, чем, предположительно, увеличивает водоотталкивающие свойства оперения. Эта пудра также помогает птице чистить перышки. Отсутствие ее у какаду или африканских серых попугаев может указывать на болезни клюва и перьев .

Нитевидные перья . Это очень тонкие, похожие на нити перья, с длинным стержнем и несколькими бородками на конце. Они расположены по всему птерилию. Не совсем понятно, в чем заключается их функция, считается, что они относятся к органам чувств, возможно помогают установить положение маховых перьев в соответствии с давлением воздуха.

Пуховые перья . Пуховые перья обеспечивают форму, аэродинамические свойства, теплоизоляцию. Они также играют определенную роль в процессе ухаживания. У них толстый ствол, но маленькое опахало. Они могут попасться среди покровных перьев или в отдельных областях птерилия.

Щетинки . У щетинок мягкий ствол и несколько бородок в основании. Обычно они расположены на голове (вокруг век, рта, ноздрей). Выполняют как чувствительную, так и защитную функции.

Рост перьев

Как и волосы, перья развиваются в особой области кожи, которая называется фолликул. Когда развивается новое перо, у него есть артерия и вена в стержне, питающие перо. Перо на этой стадии называется «кровяным». Благодаря цвету крови ствол кровяного пера является темным, в то время как взрослое перо имеет белый стержень. У кровяного пера очин больше, чем у взрослого. Кровяное перо растет из воскового кератинового чехла, который защищает его во время роста. Когда перо взрослеет, кровоснабжение прекращается и восковая защита удаляется птицей.

Хотя взрослая птица обычно меняет все перья во время линьки, потеря перьев обычно растягивается на несколько месяцев, так что остается достаточно для полета и теплоизоляции.

Линька обычно вызывается изменением в продолжительности дня и может произойти после брачного сезона. Некоторые дикие птицы, например, щеглы , линяют дважды в год, меняя свой яркий «свадебный» наряд на более скромный.

Цвет перьев

Цвет перьев птицы определяется наличием различных пигментов, таких как меланины, каротеноиды, порфирины.

Меланины - это пигменты коричневого и черного цветов, которые есть также и у млекопитающих . Кроме того, что они влияют на цвет пера, они также помогают перьям быть более плотными и противостоять изнашиванию и разрушению под действием солнечного света.

Каротиноиды - это пигменты желтого, оранжевого и красного цвета. Они синтезируются растениями и всасываются пищеварительной системой птиц, а затем попадают в клетки фолликула, когда развивается перо.

Порфирины - это красные и зеленые пигменты, которые производятся в клетках фолликулов птицы.

Увидев птицу в следующий раз, вы поймете, каким образом перья дают ей возможность летать и как они ее защищают, и сможете оценить всю сложность и уникальность этих представителей животного царства.

Правообладатель: портал Зооклуб
При перепечатке данной статьи активная ссылка на источник ОБЯЗАТЕЛЬНА, в противном случае, использование статьи будет рассматриваться как нарушение "Закона об авторских и смежных правах".

Одна из характерных особенностей, которая отличает птиц от млекопитающих, - это их оперение. Его основная функция - поддерживать относительно высокую температуру тела птицы, несмотря на колебания температуры окружающей среды. Кроме того, оперение играет важную роль при полете, а также служит для общения между особями (например, во время токования или борьбы за территорию, чтобы произвести впечатление на соперника). Оперение, соответствующее по окрасу окружающей среде, может стать хорошей маскировкой и вспомогательным приспособлением в борьбе за существование.
У большинства видов птиц перья покрыты тонким слоем сального секрета копчиковой железы и перьевой пылью. Птицы клювом выдавливают секрет изи копчиковой железы и распределяют его по оперению. Перьевая пыль образуется из разрушающихся пуховых перьев и отшелушивающегося рогового слоя эпидермиса. У тех видов птиц, у которых копчиковая железа отсутствует или развита слабо (например, голуби, отдельные виды попугаев), образуется больше перьевой пыли. Перья, покрытые секретом копчиковой железы и перьевой пылью, отталкивают воду, поэтому здоровая птица никогда полностью не намокает. Для птиц это жизненно необходимо, поскольку с мокрым оперением в момент опасности они не могли бы тотчас взлететь. Различают три вида перьев:

• Покровные, или контурные, перья.
• Пуховые перья, пух.
• Нитевидные перья.

Покровные перья формируют характерный контур тела и поэтому называются также контурными. Подобно черепице они наслаиваются друг на друга и покрывают небольшое тельце птицы, защищая его как от влаги и холода, так и от вредного воздействия ультрафиолетового излучения. Расположенные на теле контурные перья бывают округлыми и овальными по форме и имеют маленький мягкий стержень. Маховые перья на крыльях расположены так, как это необходимо для полета. Такие же перья на хвосте служат рулевыми во время полета, а во время взлета и посадки - направляющими. У них прочный, длинный стержень и неодинаковые, расположенные по сторонам от стержня опахала. Перья, покрывающие нижнюю часть маховых перьев, являются разновидностью контурных перьев и называются кроющими. Другие типы перьев - это кроющие уха - прикрывающие слуховое отверстие; и нередко специальные, покрывающие голову перья хохла.
Строение всех покровных перьев одинаковое, хотя они заметно отличаются по размеру на разных частях тела. Каждое такое перо состоит из стержня и опахала. В стержне различают утончающийся кверху ствол и закрепленный в перьевом сосочке (в коже) очин. Целостность опахала обеспечивается за счет отходящих от стержня бородок первого порядка, от которых отходят бородки второго и третьего порядка с ресничками и крючками. Крючки бородок третьего порядка прочно цепляются за бородки второго порядка, в результате чего опахало представляет собой единую упругую поверхность. Если это сцепление нарушается вследствие какого-либо внешнего воздействия, птица может его легко восстановить, расчистив перья клювом.
Но если нарушается целостность какой-либо части опахала (например, при постоянном трении о прутья слишком тесной клетки, при неправильном отлове и удерживании), восстановление его невозможно. Поэтому осторожное обращение с оперением птицы имеет важное значение для ее здоровья.
Хотя опахало пропускает воздух, оно оказывается достаточно плотным, чтобы держать птицу в воздухе, а бородки, покрытые тонким слоем воска, отталкивают воду. Каждое из контурных перьев может подниматься и опускаться при помощи собственной крохотной мышцы.
Поднимая или прижимая перья к телу, птица удерживает в них большее или меньшее количество воздуха и тем самым контролирует температуру вокруг тела. Поэтому замерзшая или больная птица «хохлится», распушая перья. Когда птице жарко, она кажется тонкой и стройной. Некоторые попугаи, например хохлатые какаду, поднимают и прижимают перья для выражения эмоций.
Очень важный тип перьев - это пуховые перья. Они находятся под контурными перьями и обеспечивают изоляцию птицы от холода. Кожа птиц тонкая, и обычно у них нет толстого слоя жира, как у водных млекопитающих. На холоде птицы быстро теряли бы тепло, если бы их тело не было окружено собственным «пуховым одеялом». Пуховые перья мелкие и пушистые. У них нет бородок второго порядка и крючочков, как у контурных перьев, и они быстро намокают. Пуховые перья остаются спрятанными под перьями тела и защищены от намокания.
Маслянистые вещества, попавшие на перья птицы, и долгое пребывание в воде приводят к слипанию бородок перьев, и оперение теряет способность сохранять тепло. Птицы, долго пробывшие в воде или с маслом на перьях, тонут или погибают от переохлаждения. В связи с этим растворенные в масле лекарства или кремы следует использовать лишь в особых случаях и под наблюдением ветеринара - специалиста по птицам.
Птенцы покрыты лишь пуховыми перьями. Из разрушающегося старого пуха и отшелушивающегося рогового слоя эпидермиса образуется перьевая пыль.
Нитевидные перья имеют слабо развитое опахало, или оно вообще отсутствует. Такие перья имеются у многих видов птиц, они располагаются отдельно - у основания клюва, на веках и ноздрях.
Пудретки - особые перья, главное предназначение которых состоит в том, что, едва отрастая, их бородки ломаются, образуя тонкую, как пыль, пудру. Считается, что эта пудра, покрывая перья тонким слоем, придает им дополнительные водоотталкивающие свойства. У отдельных видов птиц пудреток нет или они имеются только на некоторых определенных местах. Попугаеобразные отличаются тем, что пудретки разбросаны у них по всему телу.
Пудретки особенно характерны для какаду и жако, у здоровых особей которых пудра создает сероватый блеск клюва и лап. Уменьшение количества образующейся пудры часто служит первым признаком заболевания птиц, инфицированных вирусом «болезни клюва и перьев попугаев» (PBFD). Лоснящийся клюв и черные ноги у какаду - показательный ранний признак этого разрушительного заболевания.
Существуют и другие перья, которые описывают в зависимости от их структуры или функции. Особые перья, заслуживающие внимания, это так называемые перья-проводники, окружающие отверстие клоаки у птиц. Считается, что перья-проводники, окружающие отверстие клоаки, способствуют совмещению клоак самца и самки в момент спаривания.

Окраска оперения.

Хотя некоторые попугаи имеют ярко окрашенную кожу на неоперенных частях тела, например ярко-желтая кожа на лице гиацинтовых ара или оранжево-желтые ноги некоторых лори, лорикетов и висячих попугайчиков, перья попугаев окрашены ярче и разнообразнее. Спектр ярких красок, окрашивающих перья, очень разнообразен. Окраска перьев по своему происхождению может быть разделена на две самостоятельные формы - окраска, образуемая определенным пигментом, и возникающая от особой структуры пера.
Пигментная окраска образуется за счет красящего вещества, входящего в состав рога пера как краситель. Наиболее обычные пигменты это:

• меланины - создающие черный, коричневый и некоторые желтые цвета;
• каротиноиды - окрашивающие перья в желтые, оранжевые и красные цвета;
• порфирины - создающие зеленые и красные цвета.

Каротиноиды переходят в окраску перьев из пищи. Значительный недостаток этих пигментов в рационе может привести к ослаблению окраски оперения.
Образование большинства пигментных красок регулируется печенью, поэтому многие заболевания, включая дефицит витамина А, хламидиоз, отравление цинком и другие, могут приводить к ухудшению окраски. Обычно ненормальная окраска, связанная с болезнями печени, проявляется в виде красных перьев, появляющихся у жако и амазонов в «необычных» местах, или желтоватыми, бронзовыми, необычно темными кромками перьев у амазонов.
Другой вариант окраски представляет собой так называемая «структурная окраска». В зависимости от того, какова структура бородок второго и первого порядка, солнечный свет по-разному преломляется и отражается от них. Структура бородок может действовать как призма и зеркало, разлагая и отражая солнечные лучи разной длины волны, создавая переливчатый блеск, или работать как фильтр, поглощая одни и пропуская другие лучи. Наиболее важный структурный эффект, проявляющийся на перьях у попугаев, это «рассеяние лучей неоднородностью среды» - когда солнечный свет, падая на перо, рассеивается так, что отражаются только лучи синего цвета. Большинство синих блестящих окрасок у птиц связаны с этим эффектом.
В окраске ряда зеленых птиц в действительности отраженный «на неоднородностях среды» синий цвет смешивается с желтым цветом каротиноидных пигментов перьев, и это сочетание желтого и синего дает зеленый цвет перьев.
Перья, окрашенные в белый цвет, преломляют и отражают все длины волн света, которые попадают на них. Они не содержат пигментов, и это делает перья более хрупкими, неустойчивыми к износу по сравнению с окрашенными перьями.

Линька.

1. Д. Квинтен «Болезни декоративных птиц», Практика ветеринарного врача, «Аквариум», 2011.

2. Б. Ватсон, М. Харли «Попугаи», издательство «Мир книги», 2007.

Часть 1

На каждый вопрос даны четыре варианта ответа. Необходимо выбрать только один правильный и внести его в матрицу.

1. Почка – это:
   • а) зачаточный стебель;
   • б) видоизменённый лист;
   • в) зачаточный побег;
   • г) видоизменённый цветок.
2. Для того чтобы под действием корневого давления происходило движение ксилемного сока, необходимо:
   • а) достаточное содержание в почве минеральных солей;
   • б) достаточное содержание в почве воды;
   • в) живые клетки корня;
   • г) всё перечисленное выше.
3. Покрытосеменные растения объединяют в семейства на основе:
   • а) внутреннего строения стебля;
   • б) строения корневой системы;
   • в) жилкования листьев;
   • г) строения цветка и плода.
4. Покрытосеменные растения, в отличие от голосеменных, имеют:
   • а) половой способ размножения;
   • б) клеточное строение;
   • в) корни и побеги;
   • г) цветок и плод с семенами.
5. Межклетники губчатой ткани листа заполнены:
   • а) водой;
   • б) воздухом;
   • в) воздухом и парами воды;
   • г) углекислым газом и парами воды.
6. К двудомным растениям относится:
   • а) папоротник-орляк;
   • б) сосна;
   • в) яблоня;
   • г) облепиха.
7. Грибы имеют более высокую организацию по сравнению с бактериями, так как обладают:
   • а) способностью к обмену веществ и энергией;
   • б) клеточным строением;
   • в) ядром и митохондриями;
   • г) способностью вступать в симбиоз с растениями.
8. В состав древесины не входят:
   • а) трахеи;
   • б) ситовидные трубки;
   • в) волокна;
   • г) трахеиды.
9. Физиологический процесс испарения воды растением называется:
   • а) диффузия;
   • б) транспирация;
   • в) осмос;
   • г) нижний концевой двигатель.
10. Из перечисленных сухой многосемянной плод – это:
    • а) листовка;
    • б) крылатка;
    • в) семянка;
    • г) орех.
11. Кольчатые черви отличаются от круглых червей наличием:
    • а) выделительной системы;
    • б) нервной системы;
    • в) пищеварительной системы;
    • г) кровеносной системы.
12. К насекомым с неполным превращением относятся:
    • а) прямокрылые, двукрылые;
    • б) стрекозы, равнокрылые;
    • в) перепончатокрылые, чешуекрылые;
    • г) перепончатокрылые, равнокрылые.
13. Ленточные черви отличаются от круглых червей отсутствием:
    • а) нервной системы;
    • б) продольных мышц;
    • в) кутикулы;
    • г) пищеварительной системы.
14. Рабочие пчёлы являются:
    • а) самками, отложившими яйца и приступившими к уходу за потомством;
    • б) самками, развившимися из неоплодотворённых яиц;
    • в) самками, у которых не развиты половые железы;
    • г) молодыми самками, способными отложить яйца на следующий год.
15. У кого из перечисленных животных отсутствует личиночная стадия развития?
    • а) минога;
    • б) окунь;
    • в) аксолотль;
    • г) прыткая ящерица.
16. Какое из образований по происхождению не связано с волосяным покровом?
    • а) китовый ус;
    • б) рог носорога;
    • в) чешуя панголина;
    • г) вибриссы кошки.
17. Из каких костей состоит грудная клетка у бесхвостых амфибий?
    • а) только из рёбер;
    • б) только из рёбер и грудины;
    • в) из рёбер, грудины и туловищных позвонков;
    • г) грудной клетки нет.
18. Грудина отсутствует у:
    • а) травяной лягушки;
    • б) прыткой ящерицы;
    • в) речного окуня;
    • г) утконоса.
19. Один круг кровообращения имеется у:
    • а) трески;
    • б) гребёнчатого тритона;
    • в) нильского крокодила;
    • г) стегоцефалов.
20. К млекопитающим Голарктической зоогеографической области относятся виды:
    • а) утконос, волк, сурок, косуля;
    • б) бобр, бизон, рысь, сайгак;
    • в) лемминг, верблюд, горностай, кошачий лемур;
    • г) суслик, лось, ягуар, выхухоль.

Часть 2

Вам предлагаются тестовые задания с множественными вариантами ответа (от 0 до 5). Индексы верных ответов/Да и неверных ответов/Нет укажите в соответствующей графе матрицы знаком «Х».

1. Простые листья у:
   • а) томата;
   • б) карагача;
   • в) конопли;
   • г) моркови;
   • д) клевера.
2. К семейству лилейных относится:
   • а) горох;
   • б) пшеница;
   • в) ромашка;
   • г) гусиный лук;
   • д) рябчик.
3. Многосемянной плод у:
   • а) кукурузы;
   • б) рябины;
   • в) хлопчатника;
   • г) малины;
   • д) пшеницы.
4. Возникновение «птичьих базаров» связано с тем, что:
   • а) не хватает удобных мест для устройства гнёзд;
   • б) гнездящиеся здесь птицы всегда охотятся большими стаями;
   • в) птенцам легче выжить, так как возвращающиеся с добычей взрослые птицы
   • кормят не только своих птенцов, а всех подряд;
   • г) в таких скоплениях температура среды всегда выше, поэтому меньше энергии тратится на обогрев птенцов;
   • д) коллективная защита птенцов от хищников более эффективна.
5. У представителей класса рептилий сердце по своему строению может быть:
   • а) двухкамерным;
   • б) трёхкамерным;
   • в) трёхкамерным с неполной перегородкой в желудочке;
   • г) четырёхкамерным с отверстием в перегородке между желудочками;
   • д) четырёхкамерным.

Часть 3

Задание на определение правильности суждений. Номера правильных суждений внесите в лист ответов.

1. Эфемеры – травянистые многолетние растения с коротким периодом вегетации.
2. Гелиофиты являются экологической группой растений, существующей в условиях избытка солнечного света.
3. В пресных водоёмах можно встретить представителей мохообразных, папоротникообразных и голосеменных растений.
4. Все хвойные и пальмы – вечнозелёные растения.
5. У семенных растений отсутствуют жгутиковые клетки.
6. Микронуклеус инфузорий является диплоидным ядром.
7. Скаты и акулы являются исключительно морскими рыбами.
8. Металлически-синяя окраска перьев птиц обусловлена не наличием пигментов, а их физическим строением.
9. Конечности насекомых состоят из четырёх отделов.
10. У хищных птиц при недостатке пищевых ресурсов корм получают главным образом старшие птенцы, в то время как младшие погибают.

Часть 4

1. Определите, к каким классам относятся изображённые представители членистоногих:

• А – ракообразные;
• Б – хелицеровые;
• В – насекомые;
• Г – многоножки.

Ответы внесите в матрицу.

2. На рисунках изображены видоизменения побегов. Соотнесите рисунки со списком видоизменений:

1 – луковица; 2 – ус; 3 – корневище; 4 – клубнелуковица; 5 – колючка.

Бланк для записи ответов

Часть 1

	2	3	4	5	6	7	8	9	10
11	12	13	14	15	16	17	18	19

Часть 2

	1		2		3		4		5
	да	нет	да	нет	да	нет	да	нет	да

Часть 3

Правильные суждения: ___________________.

Часть 4

Вид побега	1	2	3	4	5

Ответы

Часть 1

	2	3	4	5	6	7	8	9	10
	г	г	г	в	г	в	б	б	а
11	12	13	14	15	16	17	18	19
г	б	г	в	г	а	г	в	а

Часть 2

	1		2		3		4		5
	да	нет	да	нет	да	нет	да	нет	да	нет