5.5 Sljedeća jedinica Sisavci
5.4

Ptice

Moći ću:
  • identificirati tipične predstavnike skupine
  • na tipičnim predstavnicima skupine objasniti osnovne značajke građe ptica te ih analizirati s obzirom na funkciju, način života i stanište
  • raspraviti o prednostima stalne tjelesne temperature
  • staviti u odnos uspješnost prilagodbi skupine s njihovim preživljavanjem i zastupljenošću u okolišu
  • na primjeru leta ptice, istražiti djelovanje zračnih sila, uštedu u potrošnji energije i anatomske prilagodbe koje olakšavaju kretanje letačicama
  • objasniti važnost ptica za čovjeka i biosferu.

Uvod

Ptice su danas poznate kao gospodari neba.
Prvi leteći kralježnjaci bili su gmazovi, točnije određene vrste dinosaurusa.
Nakon njih se pojavila praptica Archeopteryx (prijelazni oblik između gmazova i ptica).
Krajem mezozoika pojavile su se prve prave ptice.

Uvod

Ptice su danas poznate kao gospodari neba, no one nisu jedina skupina koja je pokušala osvojiti ovu ekološku nišu. Prvi leteći kralježnjaci bili su gmazovi, točnije određene vrste dinosaurusa. Nakon njih se pojavila praptica Archeopteryx (prijelazni oblik između gmazova i ptica), a tek krajem mezozoika pojavile su se prve prave ptice.

  • Proučite prikazani crtež. Izdvojite razlike u građi i obliku tijela i perja kod prikazanih letećih gmazova, praptice i prvih ptica. Prisjetite se gradiva Prirode 5. razreda i izdvojite obilježja u građi tijela ptica koje im olakšavaju let.

Ptice se mogu podijeliti na dvije velike skupine:

  • grebenke (letačice)
  • bezgrebenke (neletačice).

Tijekom ove nastavne jedinice saznat ćete što je to greben i zašto je on bitan pri letu
Uočiti ćete i razloge zašto neletačice žive upravo na onim područjima gdje žive.

Ptice se mogu podijeliti na dvije velike skupine: grebenke (letačice) i bezgrebenke (neletačice). Tijekom ove nastavne jedinice saznat ćete što je greben i zašto je on bitan pri letu. Uočit ćete i razloge zašto neletačice žive upravo na onim područjima gdje žive.

Vanjski izgled

Tijelo ptica ima univerzalni plan građe.
Taj plan građe karakterističan je za sve kralježnjake.
Ptice imaju glavu, trup i udove.
Na glavi ptice imaju:

  • kljun
  • oči.

Trup ptica jest:

  • aerodinamičnog oblika
  • izraženi prsni mišići.

Udove ptica čine:

  • jedan par krila
  • jedan par nogu.

Veličina udova i raspon krila ptica ovisi o vrsti i načinu života pojedine ptice.

Vanjski izgled

Promatrajući tijelo ptica, uočit ćete univerzalni plan građe karakterističan za sve kralježnjake, odnosno glavu, trup i udove. Na glavi su lako uočljivi kljun i oči. Trup je aerodinamičnoga oblika s izraženim prsnim mišićima, a udove čine jedan par krila i jedan par nogu. Veličina udova i raspon krila ovisi o vrsti i načinu života pojedine ptice.

  • Proučite priloženu galeriju i detaljnije se upoznajte s vanjskim izgledom ptica.

Perje ptica:

  • građeno je od bjelančevina koje izgrađuju ljuske
    gmazova i dlake kod sisavaca
  • na dnevnoj bazi izloženo je oštećenjima i trošenju
  • mora se redovito održavati.

Ptice se čiste od nametnika najčešće kljunom.
Ptice se štite raznim premazima (najčešće lojem) od bakterija i vode.
Mitarenje je cjelokupna izmjena perja ptica.
Ptice se mitare jednom ili dva puta godišnje.

Perje ptica građeno je od bjelančevina koje izgrađuju ljuske gmazova i dlake kod sisavaca. S obzirom da je na dnevnoj bazi izloženo oštećenjima i trošenju, perje se mora redovito održavati. Ptice se čiste od nametnika najčešće kljunom, ali se i štite raznim premazima (najčešće lojem) od bakterija i vode.

  • Što mislite, koje će ptice izlučivati više loja: vodene ili kopnene ptice? Istražite! Prikupite nekoliko odbačenih pera i lagano ih premažite uljem ili losionom za tijelo. Zatim ih provucite kroz vodu, pijesak, prašinu i slične podloge. Kada je masni premaz bio od koristi, a kada je predstavljao smetnju? Uvjetuje li stanište količinu izlučenog loja? Svoje pretpostavke i zaključke unesite u prezentaciju s pomoću digitalnoga alata Prezi te ih podijelite s ostatkom razreda.

Cjelokupno se perje izmijeni jednom ili dva puta godišnje procesom mitarenja.

Kako ptice lete?

Građa tijela ptice prilagođena je kretanju u zraku.
Ptice imaju specifičnu građu kostiju te krila i perja.
Ptice su tijekom evolucije “izgubile” određene organe kako bi bile što lakše.
Ptice:

  • imaju samo jedan jajnik
  • nemaju zube
  • nemaju mokraćni mjehur
  • uz pluća su im razvijene i dodatne zračne vrećice.

Prisjetite se još neke skupine koja je unutar tijela imala vrećice ispunjene plinom.
Koja je bila zadaća tih vrećica? Kako su one pomagale u kretanju skupine?

Kako ptice lete?

Kao što smo napomenuli ranije, građa tijela ptice uvelike je prilagođena kretanju u zraku. Osim specifične građe kostiju te krila i perja, važno je napomenuti da su ptice tijekom evolucije “izgubile” određene organe kako bi bile što lakše npr. imaju samo jedan jajnik, nemaju zube niti mokraćni mjehur, a uz pluća su im razvijene i dodatne zračne vrećice.

  • Možete li se prisjetiti još neke skupine koja je unutar tijela imala vrećice ispunjene plinom? Koja je bila zadaća tih vrećica? Kako su one pomagale u kretanju skupine?
Slika prikazuje anatomijju mišića i kostiju oko ptičjeg krila.Vidimo kosti šake,podlakticu, ramenu kost, ključnu kost, prsnu kost(greben) i prsni mišić.
Građa krila ptice

Najviše mišićne mase ptica smješteno je blizu osovine krila.
Na krajeve udova ptica protežu se samo:

  • tanki krajevi mišića
  • tetive tankih krajeva mišića
  • najsitniji mišići.

Zašto je tome tako?
Veliku ulogu u letenju ima fizika.
Raspored mišića važan je zbog aerodinamičkih zahtjeva.
Maksimum mase mišića mora biti što bliže težištu.
Raspored mišića omogućava bržu promjenu smjera kretanja.
Veliku ulogu u kretanju ima i medij u kojemu se ptice kreću – zrak.
Zrak ima određene osobine (gustoću, temperaturu), ali i sile kojima se kreće.
Pri letu ptica najveću ulogu ima tlak zraka.

  • Uzmite obični A4 list papira i postavite ga ispred sebe.
  • Puhnite na gornju površinu papira kao što je prikazano na fotografiji.

Što se dogodilo?

  • Zrak koji ste ispuhali probija se preko papira.
  • Dolazi do smanjenja tlaka s gornje strane lista papira.
  • Smanjenje tlaka uzrokuje da se papir podigne protiv gravitacije.
  • Slično se događa i prilikom leta ptice.

Kao što možete uočiti na prikazanoj fotografiji, najviše mišićne mase smješteno je blizu osovine krila, a na krajeve udova protežu se samo tanki krajevi mišića, njihove tetive ili najsitniji mišići. Zašto je tome tako? Veliku ulogu u letenju ima fizika. Takav raspored mišića važan je zbog aerodinamičkih zahtjeva da maksimum mase bude što bliže težištu što omogućava bržu promjenu smjera kretanja.

  • U dogovoru s učiteljima Tjelesne i zdravstvene kulture istražite može li takav raspored mišića pomoći sportašima da lakše ostvare svoj maksimum. Npr. hoće li maksimum mase blizu središta tijela više pomoći razigravaču u košarci i trkaču (running back) u američkome nogometu ili pivotu u rukometu i sidrunu u vaterpolu?

Osim rasporeda perja i mišića, veliku ulogu u kretanju ima i sam medij u kojemu se ptice kreću, odnosno zrak. Tu se ponovno moramo vratiti na fiziku jer zrak ima određene osobine (gustoću, temperaturu), ali i sile kojima se kreće.

  • Pri letu ptica najveću ulogu ima tlak zraka, a to možemo prikazati jednostavnom vježbom. Uzmite obični A4 list papira i postavite ga ispred sebe, a zatim puhnite na njegovu gornju površinu kao što je prikazano na fotografiji. Što se dogodilo?
Slika prikazuje djevojčicu kako puše zrak iznad tankog komada papira, što dovodi do njegovog laganog podizanja
Puhanje

Kako se zrak koji ste ispuhali probija preko papira, dolazi do smanjenja tlaka s gornje strane lista papira što uzrokuje da se papir podigne protiv gravitacije. Slično se događa i prilikom leta ptice. Krila ptica oblikovana su tako da zrak koji prolazi preko vrha mora putovati duže, tako da mora ubrzati dok prelazi vrh krila, što stvara razliku u tlaku iznad i ispod krila. Kad tome dodamo potisak koji nastaje mahanjem krila, imamo osigurano uzlijetanje i let.

Uzlijetanje i let
Uzlijetanje i let
  1. Oblik krila i njihovo uzdizanje omogućavaju uzlet i potisak prema naprijed prilikom leta.
  2. Spuštanje krila uzrokuje potiskivanje zraka ispod tijela ptice i porast tlaka zraka na tome području, što dodatno potiskuje pticu i olakšava joj let.

Na primjeru leta ptice mogu se proučavati brojne fizikalne zakonitosti poput 3. Newtonova zakona i Bernoullijeva principa. Ako želite saznati više o njima, u suradnji s učiteljima Fizike demonstrirajte djelovanje navedenih zakonitosti na let. Kao pomoć pri istraživanju mogu vam pomoći Predavanja iz fizike te članak na engleskome jeziku How do Birds Fly?

Živčani sustav i osjetila

Živčani je sustav ptica kao i kod drugih kralježaka građen od:

  • mozga
  • leđne moždine
  • živaca.

Mozak štite kosti lubanje.
Leđnu moždinu štite kosti kralježnice.
Kod ptica najbolje su razvijena osjetila vida i sluha.
Osjetila njuha i okusa slabije su razvijena kod ptica.
Vid je posebno dobro razvijen kod ptica grabljivica.
Dobro razvijen vid pticama grabljivicama olakšava lov.

Živčani sustav i osjetila

Živčani sustav ptica građen je od istih sastavnica kao i kod drugih kralježnjaka: mozga, leđne moždine i živaca. Mozak štite kosti lubanje, a leđnu moždinu kosti kralježnice. Od osjetila najbolje su im razvijeni vid i sluh, a njuh i okus slabije su razvijeni. Vid je posebno dobro razvijen kod ptica grabljivica jer im olakšava lov.

Prehrana

Prehrana je ptica raznolika, a ponekad već prema obliku kljuna možemo donijeti vrlo točne zaključke o hrani kojom se pojedina vrsta hrani. Riješite priloženi zadatak i okušajte se u spajanju vrsta s njihovom prehranom.

Ptice nemaju zube.
Kako bi se hrana dovoljno usitnila i omekšala, probavilo je ptica izmijenjeno.
Prva takva izmjena jest volja.
Volja je prošireni dio jednjaka u kojemu se hrana omekšava i sprema.
Ptica ponekad brzo pokljuca hranu i skladišti je u volji.
Ptice skladište hranu u volji:

  • kako bi je mogle probaviti na sigurnome gdje nema prirodnih neprijatelja
  • kako bi odjednom mogla više hrane odnijeti svojim mladuncima.

Na volju se nastavlja žljezdani želudac.
Žljezdani želudac dodatno omekšava hranu i razgrađuje ju probavnim sokovima.
Zatim hrana putuje u mišićni želudac.
U mišićnome želudcu hrana se usitnjava s pomoću kamenčića koje ptica često uzme s hranom s tla.
Usitnjene čestice hrane zatim odlaze u tanko crijevo odakle prelaze u krvotok ptica.
Neprobavljeni ostatci hrane debelim crijevom odvode se do nečisnice.
U nečisnicu se osim debeloga crijeva otvaraju i mokraćovodi te spolne cijevi.

 

S obzirom da ptice nemaju zube, probavilo ptica ima nekoliko izmjena u građi organa kako bi se hrana ipak dovoljno usitnila i omekšala. Prva takva izmjena jest volja. Volja je prošireni dio jednjaka u kojemu se hrana omekšava i sprema. U prirodi ptica ponekad brzo pokljuca hranu i skladišti je u volji kako bi je mogla probavljati na sigurnome, gdje nema prirodnih neprijatelja ili kako bi odjednom mogla više hrane odnijeti svojim mladuncima. Na volju se nastavlja žljezdani želudac koji dodatno omekšava hranu i razgrađuje ju probavnim sokovima. Zatim hrana putuje u mišićni želudac u kojemu se dalje usitnjava s pomoću kamenčića koje ptica često uzme s hranom s tla.

Unutarnja građa ptice
Unutarnja građa ptice

Probava ptica
hrana ⇨ volja ⇨ žljezdani želudac ⇨ mišićni želudac ⇨ tanko crijevo ⇨ debelo crijevo ⇨ nečisnica

Usitnjene čestice hrane zatim odlaze u tanko crijevo odakle prelaze u krvotok ptica, a neprobavljeni se ostatci debelim crijevom odvode do nečisnice. U nečisnicu se osim debeloga crijeva otvaraju i mokraćovodi te spolne cijevi.

Disanje i optok krvi

Pluća ptica relativno su malena.
Veličina pluća ptica ograničena je prostorom prsnoga koša.
Pluća ptica nisu toliko rastezljiva jer su leđnim dijelom prirasla uz prsni koš.
Pluća ptica ne šire se i ne skupljaju prilikom udisaja i izdisaja.
Pluća ptica zrak samo propuštaju do kapilara.
Zalihe zraka nakupljaju se unutar zračnih vrećica.
Zalihe zraka:

  • olakšavaju tijelo
  • mogu služiti i kao rezonatori pri glasanju.

Srce ptica je četverodijelno.
Srce ptica čine dvije pretklijetke i dvije klijetke.
Mišićni zid dijeli srce na arterijsku i vensku stranu.
Zbg mišićnoga zida ne dolazi do miješanja krvi.
Srce krv bogatu kisikom potiskuje prema stanicama i organima.
Stanicama se krvlju predaje kisik prikupljen na plućima.
Od stanica se prikuplja ugljikov(IV) oksid.
Ugljikov oksid krvlju se prenosi prema plućima radi izdisaja.
Ptice ne ovise o temperaturi okoliša.
Stanice ptica oslobađaju veće količine energije.
Oslobađanjem energije ptice imaju stalnu tjelesnu temperaturu (toplokrvne su).

Disanje i optok krvi

Pluća ptica relativno su malena i ograničena su prostorom prsnoga koša. Nisu toliko rastezljiva jer su leđnim dijelom prirasla uz prsni koš tako da zrak gotovo samo propuštaju do kapilara a da se ne šire/skupljaju prilikom udisaja i izdisaja. Zalihe zraka nakupljaju se unutar zračnih vrećica koje na taj način olakšavaju tijelo, ali mogu služiti i kao rezonatori pri glasanju.

  • Koja se skupina kralježnjaka također koristi rezonatorima? U koju svrhu?

Srce je ptica četverodijelno, odnosno čine ga dvije pretklijetke i dvije klijetke. Mišićni zid dijeli srce na arterijsku i vensku stranu tako da ne dolazi do miješanja krvi. Nakon izmjene plinova u plućima, srce krv bogatu kisikom potiskuje prema stanicama i organima pri čemu se stanicama predaje kisik, a od njih se prikuplja ugljikov(IV) oksid koji se nosi prema plućima radi izdisaja. Ptice ne ovise o temperaturi okoliša jer njihove stanice oslobađaju veće količine energije tako da one imaju stalnu tjelesnu temperaturu.

Razmnožavanje

Ptice su skupina koja je poznata po svojim ritualima zavođenja. U pravilu mužjaci raznim metodama pokazuju ženkama da su upravo oni pravi izbor za budućega partnera.

  • Proučite priloženu galeriju u kojoj su prikazani neki od načina zavođenja u ptičjemu svijetu.

Nakon odabira partnera slijedi parenje.
Ptice se razmnožavaju spolno, unutarnjom oplodnjom.
Jaja se izliježu u gnijezdo.
Roditelji griju jaja u gnijezdu tako što sjede na njima.
Nakon određenoga vremena ptići se izlegu.
Ovisno o vrsti ptica, ptići budu:

  • čučavci (ovise o roditeljskoj skrbi, npr. orlovi)
  • potrkušci (sposobni za samostalni život, npr. pačići).

Nakon odabira partnera slijedi parenje. Ptice se razmnožavaju spolno, unutarnjom oplodnjom. Jaja se izliježu u gnijezdo u kojemu ih griju roditelji tako što sjede nad njima. Nakon određenoga vremena ptići se izlegu te ovisno o vrsti budu čučavci (ovise o roditeljskoj skrbi, npr. orlovi) ili potrkušci (sposobni za samostalni život, npr. pačići).

Razvoj jajeta unutar kokoške
Razvoj jajeta unutar kokoške

Raznolikost ptica

Ptice dijelimo na letačice i neletačice.
Neletačice žive uglavnom na južnoj Zemljinoj polutci .
Neletačice poznajemo kao ptice trkačice.
Najpoznatiji su predstavnici neletačica :

  • emu
  • kazuar
  • nojevi.

Neletačice su i pingvini koji se kreću hodanjem i plivanjem.
Većina ostalih ptica su letačice.
Vrlo su raznolike veličinom, izgledom i načinom leta.
Neke ptice poput kolibrića učine mnoštvo zamaha krilima kako bi se održale u zraku.
Druge ptice poput albatrosa ili orlova štede energiju jedreći na zračnim strujama.
Ponašanjem se ptice također jako razlikuju.
Neke ptice žive same cijeli život (osim u vrijeme parenja).
Druge ptice cijeli život provedu u paru ili skupini.

Raznolikost ptica

Kao što smo već napomenuli, ptice dijelimo na letačice i neletačice. Neletačice žive uglavnom na južnoj Zemljinoj polutci i poznajemo ih kao ptice trkačice. Najpoznatiji su predstavnici emu, kazuar i nojevi. Neletačice su i pingvini koji se kreću hodanjem i plivanjem.
Većina ostalih ptica su letačice. Vrlo su raznolike veličinom, izgledom i načinom leta. Neke će poput kolibrića učiniti mnoštvo zamaha krilima kako bi se održale u zraku, a druge će poput albatrosa ili orlova štedjeti energiju jedreći na zračnim strujama. Ponašanjem se također jako razlikuju. Neke žive same cijeli život (osim u vrijeme parenja), a druge cijeli život provedu u paru ili skupini.

Za kraj…

Organizirajte razrednu debatu.Tema debate može biti Utječe li stalna tjelesna temperatura na zastupljenost i rasprostranjenost vrsta na Zemlji?

  • Podijelite se tako da jedna polovica čini afirmativnu skupinu koja će izložiti dokaze o tome kako stalna temperatura olakšava naseljavanje svih kutaka Zemlje. Druga polovica čini negacijsku skupinu koja će, koristeći se svojim znanjem o skupinama kralježnjaka s nestalnom tjelesnom temperaturom, osporavati navedenu tvrdnju. Odabrani će učenici s učiteljem/učiteljicom imati ulogu sudaca i odlučiti o pobjedniku rasprave.

Sretno u pripremi argumenata.