飞翔的恒温脊椎动物

1第五节脊索动物类群（6）第三章动物的类群及其多样性2能飞的恒温脊椎动物

——鸟纲（Aves）

鸟类是指体表被覆羽毛、有翼、恒温和卵生的高等脊椎动物。鸟类最突出的特征是新陈代谢旺盛，并能在空气中飞行，在种数（9800余种）上仅次于鱼类，为遍布全球的脊椎动物。鸟也称为禽，但在习惯用法上二者有一些区别，比如农业上常说"家禽"而不说"家鸟"，又常把鸡、鸭和鹅合称为"三鸟"而不叫"三禽"等等。3一、鸟纲的进步性特征：

1、新陈代谢旺盛。具有高而恒定的体温（约为37.0℃～44.6℃），减少了对环境的依赖性。2、具迅速飞翔的能力。能借主动迁徙来适应多变的环境条件。3、具有发达的神经系统和感官。能更好地协调各种复杂行为。4、具有较完善的繁殖方式和行为（造巢、孵卵和育雏）。保证了后代有较高的成活率。4二、起源和进化过去：始祖鸟起源说新观点：恐龙起源说5三、恒温的生物学意义恒温动物（机理）：

具较高且稳定的新陈代谢水平具调节产热、散热的能力恒温在动物演化史上的意义：

促进酶的活动、发酵，提高新陈代谢水平；机体神经、肌肉细胞对刺激反应迅速，肌肉收缩快而有力，快速运动；减少对外界环境依赖性，扩大生活、分布范围。6四、鸟类适应飞翔的特征：

鸟类身体的结构特征大多与飞翔生活相适应。学习鸟类的结构特征应从"适应飞翔"去理解。7（一）外形：

1、体呈纺锤形(减少阻力)，体被羽毛(隔温)，具有流线型的外廓。2、颈长而灵活，尾退化、躯干坚实、后肢强大。3、前肢变为翼（wing），后肢具4趾——鸟类外形上与其他脊椎动物不同的显著标志；拇趾通常向后，适于树栖握枝。8鸟类的外形：9（二）皮肤系统：

1、皮肤薄、松而且缺乏腺体。2、唯一的皮肤腺——尾脂腺。能分泌油脂等以保护羽毛，并可防水，因而水禽（鸭、雁等）的尾脂腺特别发达。3、衍生物——羽毛。羽毛着生的区域，称为羽区，不着生羽毛的地方称裸区。10羽的类型：

1．正羽（contourfeather）：被覆在体外的大型羽片。翅膀及尾部均着生，分别称为飞羽和尾羽。飞羽及尾羽的形状和数目，是鸟类分类的依据之一。

2．绒羽（plumule；downfeather）：位于正羽下方，呈棉花状，构成松软的隔热层。

3．纤羽（filoplume；hairfeather）：又称毛状羽，外形如毛发，杂生在正羽与绒羽之中。在拔掉正羽与绒羽之后可见到。纤羽的基本功能为触觉。11羽毛的结构：12飞羽的结构：13羽毛的功能：

①构成飞翔器官的一部分——飞羽及尾羽；②使外廓更呈流线型，减少阻力；③形成隔热层，保持体温；④形成屏障，保护皮肤；⑤在水中增加浮力；⑥感觉；⑦炫耀（如孔雀开屏）；⑧形成不易被天敌发觉的保护色；⑨性的识别。14换羽：

鸟类的羽毛是定期更换的，称为换羽（molt）。在繁殖结束后所换的新羽称冬羽（winterplumage）。冬季及早春所换的新羽称夏羽（summerplumage）或婚羽（muptial）。换羽的生物学意义在于有利于完成迁徙、越冬及繁殖过程。15（三）骨骼系统：

基本特点：①轻而坚固；②大骨腔内充满气体（蜂窝状结构）；③骨块愈合；④肢骨与带骨变形较大。16鸟类的骨骼：171、头骨：

（1）薄而轻，相互愈合，骨内有蜂窝状充气的小腔，轻便又坚实。（2）上、下颌骨极度前伸，构成鸟喙。现代鸟类均无牙齿，故头部较轻。（3）脑颅和视觉器官高度发达，颅腔膨大，枕骨大孔移至腹面。182、脊柱：

（1）颈椎：8～25枚。异凹型（马鞍形）椎骨，十分灵活。（2）胸椎：5～6枚，与肋骨与胸骨构成胸廓。多数鸟类有龙骨突，可增大胸肌的固着面。（3）愈合荐骨（综荐骨）：由少数胸椎、全部腰椎和荐椎以及一部分尾椎愈合而成，而且它又与宽大的骨盆（骼骨、坐骨与耻骨）相接；最后几枚尾椎骨愈合成一块尾综骨，以支撑扇形的尾羽。（4）左右耻骨不在腹中线处相汇合联结，而是一起向侧后方伸展，构成"开放式骨盆"。193、带骨及肢骨：

（1）肩带与前肢骨：肩带由肩胛骨、乌喙骨和锁骨构成。三骨的联结处构成肩臼。

左右锁骨在腹中线处愈合成“V”形的叉骨。在鸟翼剧烈煽动时可避免左右肩带（主要是乌喙骨）碰撞。前肢特化为翼，腕骨、掌骨和指骨有愈合或消失现象，使翼的骨骼紧凑，搧翅有力。20（2）腰带与后肢骨：腰带由髂骨、坐骨和耻骨组成。三骨的联结处构成髋臼。后肢骨片愈合、简化、加长。腰带与愈合荐椎愈合，形成稳定支架与开放式骨盆，便于产大型硬壳卵。21鸟类的骨骼系统：22鸟类的肢骨：23鸟类后肢的形态：24（四）肌肉系统：

1、背部肌肉退化，颈部、胸部和腿部肌肉发达。2、与飞翔有关的肌肉发达。如胸大肌、胸小肌等。3、后肢具有适宜于树栖握枝的肌肉。4、具特殊的鸣管肌肉。25鸟类的胸肌：26鸟类的栖肌：27（五）消化系统：

1、具角质喙（捕食），无齿，有唾液腺。2、食管较长，下端有嗉囊（贮存、软化食物）。3、胃为分两部分：（1）腺胃（前胃）——分泌消化液。（2）肌胃（砂囊）——外壁：强大肌肉；内壁：角质层（“内金”）（在砂粒配合下研磨食物）。4、小肠、肝脏和胰脏发达。

5、直肠短，不储存粪便（减轻体重），且具吸水作用

（减少失水）；腔上囊6、消化力强、消化快速。

28各种类型的鸟喙：29鸟类的消化系统：30鸟类的消化系统：31（六）呼吸系统：

十分特化，具发达的气囊—双重呼吸。32双重呼吸的过程：吸气时，氧气一部分进入后气囊贮存，另一部分则进入肺内进行气体交换；呼气时，经交换后含氧少的气体经前气囊再到气管排出，后胸气囊中贮存的多氧气体经由“返回支”进入微气管进行气体交换。因此，不论吸气或呼气，肺内均进行气体交换，这种呼吸方式称为双重呼吸，也是飞翔需要高代谢率的一种保证。33鸟类的呼吸系统：34鸟肺与气囊模式图：背支气管腹支气管35气囊的其他作用：（1）减轻身体比重；（2）减少肌肉间以及内脏间磨擦；（3）帮助散热，冷却热代谢。

36（七）循环系统：

1、完全双循环，两心房两心室。2、心脏容量大，心跳频率快、动脉压高、循环迅速，代谢旺盛。

鸟类心脏的相对大小占脊椎动物中的首位，约为体重的0.4％～1.5％。鸟类心跳频率比哺乳类快得多，一般均在300-500次／min之间。动脉压较高（180mmHg左右），因而血液流通迅速。37几种动物心脏及心搏的比较：心脏占体重的比例心搏次数（次／min）蛙 0.57 22人 0.42 75鸽 1.71 135金丝雀1.68 514蜂鸟 2.3761538鸟类的循环系统：39（八）排泄系统：

1、后肾（胚胎期为中肾）——与爬行类近似。2、肾脏大（可占体重的2％以上）；肾小球的数目多——能迅速排除废物、保持盐水平衡。3、肾小管和泄殖腔有重吸收水分的功能，排泄物主要为尿酸。4、无膀胱，尿连同粪便排出体外——减轻体重。5、海鸟具有盐腺——排出多余的盐份。40鸟类的尿殖系统：41（九）生殖系统：1、雌鸟仅具单一的卵巢（左侧），右侧卵巢退化，通常认为与产大型羊膜卵有关。2、雄鸟精巢成对，大多数无交接器。3、非生殖季节生殖腺显著萎缩——减轻了体重。4、亲鸟有占区、营巢、孵卵、育雏或寄卵等行为。

42（十）神经系统和感觉器官：

1、神经系统：（1）大脑：顶壁很薄，但纹状体发达——鸟类复杂的本能活动和"学习"的中枢（2）中脑：有比较发达的视叶。（3）小脑：比爬行类发达得多，使飞行动作的协调和平衡作用更加高效。（4）脑神经：12对。432、感觉器官：

视觉最好，听觉次之，嗅觉退化。（1）视觉：高度发达。外形扁圆，适于远视。瞬膜发达，可覆盖眼球，有保护、润湿和清洁角膜的功能。具呈覆瓦状排列的薄片形巩膜骨，可防止眼球变形。鸟眼内的睫状肌、角膜调节肌和环肌有“双重调节”作用。44鸟类的视觉：45（2）听觉：具有单一的听骨（耳柱骨）和雏形的外耳道。耳孔略凹陷，夜行性鸟类（如猫头鹰）的耳孔发达，周围着生耳羽，帮助收集声波，故听觉灵敏。（3）嗅觉：大多数鸟类嗅叶退化，嗅觉不发达，一般认为这也是飞行生活的产物。46（十一）鸟类的行为：1、繁殖：（1）求偶和性选择；（2）占据巢区或领地；（3）营巢；（4）孵鸟（或寄卵）和育雏。47求偶和性选择（交配）：48产卵与孵化：49育雏：50寄卵：一只杜鹃趁苇莺不在时，极快飞临其巢，迅速将巢中的一枚卵叼起，又飞快地在其巢中产下一枚卵。51早成鸟（雏）晚成鸟（雏）：早成雏：在孵化时发育较充分，有绒羽，眼已睁开，脚有力，体羽干燥后即可随亲鸟觅食，如多数地栖性鸟类和游禽。晚成雏：孵出时尚未充分发育，体表裸露或只有少数小绒羽，眼尚未睁开，不能行走，需由亲鸟喂养，继续在巢内完成发育过程才能独立生活，如猛禽、攀禽等。522、迁徙：一般是指在每年的春季和秋季，鸟类在越冬地和繁殖地之间进行定期、集群飞迁的习性。哺乳类中的蝙蝠类、驯鹿以及昆虫中的蝗虫和英国大白蝶也有迁徒现象。通常根据是否迁徒和迁徙习性的不同，可分为留鸟、候鸟和迷鸟。

53（1）留鸟（resident）：

终年栖息于同一地区，不进行远距离迁徙的鸟类。如喜鹊、麻雀。有些留鸟繁殖后离开生殖区，在其种的分布区域内迁移，无定居性，无方向性，主要是追随食物而转移，直到春季才回到生殖区，叫做漂鸟（wanderingbird），如煤山雀等。54（2）候鸟（migrant）：

在春秋两季沿着比较稳定的路线，在繁殖区和越冬区之间进行迁徙的鸟类。①夏候鸟：夏季在某一地区繁殖，秋季离开到较温暖地区过冬，翌春又返回。如杜鹃、家燕等为我国的夏候鸟。②冬候鸟：冬季在某一地区越冬，翌年春季飞往北方繁殖，至秋季又返回。如黑雁、花脸鸭等。③旅鸟：候鸟迁徙时，途中经过某一地区，不在此地区繁殖或越冬。55（3）迷鸟（stragglerbird）：

飞翔时因环境恶劣、受惊吓或伤病等偶尔误入该地的称为迷鸟。如埃及雁偶见于北京，美科鹤偶见于云南等。无规律、不定向、活动距离随时间而增加的称为漫游鸟。

56五、鸟纲分类：

57（一）平胸总目（Ratitae）：

体型大，适于奔走。具一系列原始特征：翼退化、胸骨不具龙骨突起，不具尾综骨及尾脂腺，无羽区及裸区之分，羽枝不具羽小钩，雄鸟具发达的交配器官，2～3趾，分布限于南半球（非洲、美洲和澳洲南部）。下分4目。代表动物有非洲鸵鸟（Struthiocamelus），美洲鸵鸟（Rheaamricana）、鸸鹋（或称澳洲鸵鸟）（Drimausmova-hollandeae）、新西兰的几维鸟（Apteryxoweni）等。58非洲鸵鸟：59（二）企鹅总目（Impennes）：

前肢鳍状，适于潜水。具鳞片状羽毛，羽轴短而宽，羽片狭窄，均匀分布于体表，尾短，腿短而移至躯体后方，趾间具蹼，适应游泳生活，在陆上行走时躯体近于直立，左右摇摆，皮下脂肪发达，有利于在寒冷地区及水中保持体温。骨骼沉重而不充气，胸骨具有发达的龙骨突起，这与前肢划水有关。仅有企鹅目（Sphenisciformes）60鹅企61（三）突胸总目（Carinatae）：

突胸总目占现存鸟类的绝大多数，分布遍及全球，约22目158科8500种。它们共同的特征是：翼发达，善于飞翔，肋骨