VÖGEL: EIGENSCHAFTEN, TYPEN, SYSTEME, FORTPFLANZUNG - BIOLOGIE - 2024

Die Vögel sind fliegende, warmblütige, gefiederte Wirbeltiere und Tiere. Bei Wirbeltieren ist es mit mehr als 9.700 Arten die zweitreichste Artenklasse, die nur von Fischen übertroffen wird. Das wichtigste Merkmal dieser Tierklasse ist die Umwandlung der oberen Gliedmaßen in Flügel.

So haben Vögel den Himmel verschiedener Ökosysteme erobert, darunter Wälder, Wüsten, Berge und Wiesen. Federn sind auch ein unverzichtbares Merkmal: Wenn ein Organismus Federn hat, ist er ein Vogel.

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Obwohl es eine große Artenvielfalt gibt, ist die Morphologie der Vögel homogen. Alle haben eine einheitliche Anatomie: Flügel, Federn und einen keratinisierten Schnabel. Diese ausgeprägte Gleichförmigkeit wurde während der gesamten Evolution eingeschränkt, vermutlich durch Flucht.

Es wird angenommen, dass alle Eigenschaften von Vögeln das Ergebnis natürlicher Selektion waren und die Individuen begünstigten, die sich am besten durch die Luft bewegten. Somit scheint die Anatomie eines Vogels für den Flug "ausgelegt" zu sein, von seinen pneumatisierten Knochen bis zu seinen Lungen und einem effizienten Stoffwechsel.

Vögel zeichnen sich durch eine hervorragende Sicht aus. Sie haben enorme und praktisch unbewegliche Augenhöhlen - eine Tatsache, die durch eine hohe Rotation des Kopfes ausgeglichen wird.

Moderne Vögel werden in zwei grundlegende Gruppen unterteilt: Paläognaten und Neognaten. Die erste umfasst flugunfähige Vögel oder Laufvögel. Zu den Neognaten gehört der Rest der Vögel mit starken Flugmuskeln.

Der Zweig der Zoologie, der Vögel untersucht, heißt Ornithologie, ein Begriff, der von den griechischen Wurzeln ornis = "Vogel" abgeleitet ist.

Allgemeine Charakteristiken

Morphologische und physiologische Eigenschaften

Morphologie eines Vogels. Beispiel für Vanellus malabaricus. 1-Schnabel, 2-Kopf, 3-Iris, 4-Schüler, 5-Mantel, 6-kleine Verstecke, 7-Skapuliere, 8-Verstecke, 9-Tertiär, 10-Rumpf, 11-Primär, 12-Entlüftung, 13 -Hoch, 14-Tibia-Fußwurzelgelenk, 15-Fußwurzel, 16-Finger, 17-Tibia, 18-Bauch, 19-Flanken, 20-Brust, 21-Hals, 22-Flechtwerk, 23-Augenstreifen. Quelle: Wikimedia Commons

Vögel sind Organismen, deren Vorderbeine für den Flug in Form von Flügeln modifiziert wurden. Wenn wir diese Gliedmaßen mit denen eines Landwirbeltiers vergleichen, werden wir feststellen, dass die Vögel einige Phalangen verloren haben und das Glied verlängert wurde.

Die Hinterbeine, die es dem Individuum ermöglichen, sich niederzulassen, zu gehen oder zu schwimmen, wurden ebenfalls modifiziert. Sie haben vier Finger, in einigen Fällen bis zu 3 oder 2.

Die Epidermis ist von Federn und die hinteren Extremitäten mit Schuppen bedeckt. Drüsen sind bei Vögeln selten, obwohl sie am Ende des Schwanzes ölige Sekrete spezialisiert haben.

Vögel sind endotherme Organismen, dh sie können ihre Körpertemperatur regulieren. Obwohl Säugetiere auch Endothermen sind, haben sie diese physiologische Fähigkeit nicht von einem gemeinsamen Vorfahren erworben, was sie zu einem Beispiel für konvergente Evolution macht.

Vögel sind in ihren verschiedenen Systemen durch den Verlust oder die Reduktion einiger Organe gekennzeichnet. Zum Beispiel haben Frauen nur einen Eierstock und einen funktionellen Eileiter (den linken). Im Vergleich zu flugunfähigen Wirbeltieren ähnlicher Größe war der Darm signifikant reduziert.

Vermutlich sind diese Eigenschaften adaptiv und ermöglichen eine Massenreduzierung im Flug.

Knocheneigenschaften

Die Knochen von Vögeln haben Lufthöhlen, die das Gewicht des Tieres während des Fluges reduzieren. Diese Art von Struktur wird als pneumatische Knochen bezeichnet. Neben dem Gewicht ist das Skelett starr, was für die Flugsteuerung unerlässlich ist.

Die Schädelknochen sind zu einem einzigen okzipitalen Kondylus verschmolzen. Es zeigt ein diapsides Muster und der Kiefer wurde in eine keratinisierte, schnabelförmige Struktur ohne Zähne umgewandelt. Im Mittelohr befindet sich nur ein Gehörknöchelchen.

Der Schwanz ist auf eine Struktur namens Pygostyle reduziert. Das Brustbein hat einen Kiel. Dieser Knochen fungiert als Befestigungspunkt für die am Flug beteiligten Muskeln: Brust und Supracoracoid.

Die Furcula ist eine typische Struktur von Vögeln, die wie eine Quelle funktioniert. Dieses Element speichert Energie, so dass die nach unten gerichtete Klappe die Klappe in die entgegengesetzte Richtung treibt.

Die Struktur des Beckens ist optimal für die Eiablage und wird als opistopubisches Becken bezeichnet.

Einstufung

Die fast 9.700 Vogelarten sind in mehr als 30 Ordnungen zusammengefasst. Die Klassifikation, die wir unten präsentieren werden, ist die von Gill (2006), modifiziert von Hickman (2001):

Superorder Paleognathae

Strauß. Quelle: HombreDHojalata, aus Wikimedia Commons

Paläognaten sind moderne Vögel mit einem primitiven Gaumen. Diese Gruppe umfasst unter anderem die Formen von Straussen und dergleichen, die Bereiche Emus, Kiwis.

Es besteht aus vier Ordnungen: Struthioniformes, gebildet von Straussen; Rheiformes, deren Mitglieder zwei Arten aus Gebieten sind, die in Südamerika leben; Dinornithiformes, gebildet von drei Kiwisarten in Neuseeland; und die Ordnung Tinamiformes, bestehend aus fast 50 Arten von amerikanischem Tinamus, Jute oder Inambú.

Neognathae Superorder

Diese Überordnung besteht aus einer Vielzahl von Arten mit einem flexiblen Gaumen. Im Folgenden werden wir kurz jede der Ordnungen beschreiben, die Teil der Neognaten oder "Neoaven" sind.

Passeriformes Ordnung : Es ist die am häufigsten vorkommende Ordnung der Vögel. Es umfasst 5750 Arten (mehr als die Hälfte der Vogelarten), die auf der ganzen Welt verbreitet sind. Sie zeichnen sich durch die Position ihrer Phalangen aus: vier Finger, drei nach vorne und einer nach hinten. Die meisten sind klein.

Ordnung Anseriformes : ca. 162 Arten von Schwänen, Gänsen, Enten und dergleichen, weltweit verbreitet. Charakteristische Beinanpassungen zum Schwimmen.

Ordnung Galliformes : etwa 290 Arten von Truthähnen, Wachteln, Fasanen und dergleichen. Der Vertrieb erfolgt weltweit. Seine Ernährung ist pflanzenfressend. Ihre Schnäbel und Beine sind stark und schwer.

Ordnung Sphenisciformes : 17 Arten von Pinguinen. Sie sind bekannt für ihre Fähigkeit zu schwimmen. Die Flügel sind in Paddelformen umgewandelt, die es ihnen ermöglichen, sich effizient durch das Wasser zu bewegen.

Ordnung Gaviiformes : gebildet von Seetauchern, einer Gruppe von Wasservögeln.

Ordnung Podicipediformes : 22 Vogelarten mit Tauchgewohnheiten, die im Volksmund als Haubentaucher, Macaes und Haubentaucher bekannt sind. Sie kommen häufig in Teichen vor, in denen ihre Nester schwimmend zu sehen sind.

Ordnung Phoenicopteriformes : 5 Arten von sehr bunten Wasservögeln. Sie sind allgemein als Flamingos bekannt. Es gibt aktuelle und ausgestorbene Arten.

Ordnung Procellariiformes : 112 Arten weltweit verbreitet, es handelt sich um pelagische Vögel, zu denen Albatrosse, Sturmvögel, Eissturmvögel und dergleichen gehören.

Ordnung Pelecaniformes : 65 Arten weltweit verbreitet. Wir finden in dieser Reihenfolge die Pelikane, Kormorane, Tölpel, Tölpel und andere. Sie ernähren sich von Fischen.

Ordnung Ciconiiformes : 116 Arten weltweit verbreitet. Dazu gehören Reiher, Liegeplätze, Störche, Ibis, Löffler, Geier und andere. Sie zeichnen sich durch eine deutliche Dehnung der Beine und des Halses aus.

Ordnung Falconiformes : 304 Vogelarten auf der ganzen Welt verteilt. Dazu gehören Adler, Falken, Falken, Kondore und Geier. Diese Exemplare haben eine hervorragende Sicht, die es ihnen ermöglicht, ihre Beute zu jagen.

Ordnung Gruiformes : 212 Arten weltweit verbreitet. Dazu gehören Kräne, Schienen, Blässhühner, Galinulen und dergleichen.

Ordnung Charadriiformes : Mehr als 350 Arten auf der ganzen Welt verteilt. Dazu gehören Möwen und andere Watvögel.

Ordnung Columbiformes : ca. 300 Arten weltweit verbreitet. Dazu gehören Tauben und der ausgestorbene Dodo. Sie zeichnen sich durch kurze Hälse, Beine und Schnäbel aus.

Ordnung Psittaciformes : mehr als 350 Arten auf der ganzen Welt verteilt. Dazu gehören Papageien, Sittiche und dergleichen.

Ordnung Opisthocomiformes : Ordnung bestehend aus einer einzigen Art; der hoazín Opisthocomus hoazín im Amazonasbecken.

Ordnung Musophagiformes : 23 endemische Arten aus Afrika. Sie sind als Turacos bekannt.

Ordnung Cuculiformes : ca. 140 Arten weltweit verbreitet. Dazu gehören Kuckucke und Roadrunner.

Ordnung Strigiformes : ca. 180 nachtaktive Arten weltweit verbreitet. Dazu gehören Eulen und dergleichen. Sie sind nachtaktive Raubtiere mit stillem Flug und hervorragender Sicht.

Ordnung Caprimulgiformes : 118 Arten weltweit verbreitet. Dazu gehören die Podargos, die Nachtschwärmer und andere.

Ordnung Apodiformes : ca. 429 Arten weltweit verbreitet. Beinhaltet Kolibris und Swifts. Sie sind kurzbeinig und flattern schnell.

Es gibt auch die Ordnungen Coliiformes, Trogoniformes, Coraciiformes und Piciformes.

Verdauungstrakt

Vögel haben ein modifiziertes Verdauungssystem, das es ihnen ermöglicht, Futter effizient zu verdauen und den Mangel an Zahnstrukturen auszugleichen. Auch die Nährstoffaufnahme erfolgt in kurzen Zeitintervallen.

Das Verdauungssystem hat einen Muskelmagen, der hilft, das Futter zu mahlen, das das Tier konsumiert. Vögel haben ein sehr rudimentäres Speicheldrüsensystem, das Schleim absondert, um den Futterdurchgang zu schmieren.

Bestimmte Vögel haben eine Modifikation in der Speiseröhre, die die Lagerung von Nahrungsmitteln ermöglicht. Bei einigen Arten dient diese Verbreiterung nicht nur als Lagerort, sondern ist auch der Produzent einer nahrhaften milchigen Substanz - analog zur Säugetiermilch -, die zur Fütterung wehrloser Küken dient.

Der Magen ist in zwei Kompartimente unterteilt. Der erste ist der Proventriculus, der für die Sekretion von Magensaft verantwortlich ist. Der zweite ist der Muskelmagen, der für das Mahlen der Nährstoffe verantwortlich ist. Um das Zerkleinern von Nahrungsmitteln zu erleichtern, konsumieren Vögel Steine ​​oder andere Gegenstände, die sich im Muskelmagen befinden.

Füttern

Die Ernährung der Vögel ist vielfältig. Es gibt insektenfressende, fleischfressende Arten (die sich von Würmern, Weichtieren, Krebstieren, Fischen, Säugetieren und sogar anderen Vögeln ernähren), Nektarfresser und viele sind Allesfresser.

Die Größe und Form des Vogelschnabels sind elegant an den typischen Fütterungsmodus des Trägers angepasst. Zum Beispiel haben samenfressende Vögel kurze, starke Schnäbel, während nektarfressende Vögel - wie Kolibris - lange, dünne Schnäbel haben, die es ihnen ermöglichen, Blumennektar zu verzehren.

Fleischfressende Raubvögel - wie zum Beispiel Eulen - bilden kleine Kugeln aus organischem Material, die sie nicht verdauen können, wie Haare oder Knochen, die sie später wieder erbrechen.

Kreislauf

Modell eines Vogelherzens. Wagner Souza e Silva / Museum für Veterinäranatomie FMVZ USP

Das Kreislaufsystem der Vögel besteht aus einem Herzen mit vier Kammern: zwei Vorhöfen und zwei Ventrikeln. Es hat zwei Kreislaufsysteme, ein Lungensystem und ein systemisches.

Im Allgemeinen unterscheidet sich das Kreislaufsystem von Vögeln nicht wesentlich von dem typischen System bei Säugetieren.

Die Herzfrequenz der Vögel ist hoch und es wird ein umgekehrter Zusammenhang zwischen der Größe des Organismus und der Häufigkeit festgestellt.

Erythrozyten oder rote Blutkörperchen haben einen Kern - im Gegensatz zu unseren, die diese Struktur degenerieren, wenn sie reifen. Phagozyten sind sehr aktive Zellen und an der Wundreparatur und anderen Funktionen des Immunsystems beteiligt.

Nervöses System

Das Nervensystem der Vögel ist komplex und gut entwickelt. Zwölf Paare von Hirnnerven werden unterschieden. Das Gehirn ist groß, ebenso wie das Kleinhirn und die optimalen Lappen. Im Gegensatz dazu ist die Großhirnrinde schlecht entwickelt.

In Bezug auf sensorische Systeme sind Geruch und Geschmack bei den meisten Arten ineffizient. Es gibt jedoch mehrere Ausnahmen von diesem Muster, wie bei fleischfressenden und ozeanischen Vögeln, bei denen diese Sinne eine grundlegende Rolle im Lebensstil dieser Arten spielen.

Die Vision bei den Vögeln ist großartig. Sein Photorezeptororgan ähnelt dem Auge anderer Wirbeltiere, obwohl es größer, weniger kugelförmig und praktisch unbeweglich ist. Um die teilweise Fixierung der Augen auszugleichen, haben sie eine unglaubliche Fähigkeit zur Beweglichkeit des Kopfes entwickelt.

Hören ist auch gut. Das Ohr ist in den äußeren Bereich unterteilt, ein Mittelohr mit einem einzelnen Gehörknöchelchen, die Columella, und einen inneren Sektor mit der Cochlea.

Atmungssystem

Aufgrund des Energiebedarfs des Fluges muss das Atmungssystem dieser fliegenden Wirbeltiere hocheffizient sein. Sie haben spezielle Strukturen namens Parabronchi mit Luftsäcken. Diese Organe unterscheiden sich erheblich von den Atmungsorganen, die wir bei anderen Wirbeltieren finden.

Bei Vögeln enden die Zweige der Bronchien in röhrenförmigen Strukturen, in denen ein kontinuierlicher Luftstrom stattfindet - im Gegensatz zu den Sackenden (Alveolen), die wir in der Lunge von Säugetieren sehen.

Die Luftsäcke bilden ein System aus neun miteinander verbundenen Elementen, die sich im Brustkorb und im Bauch befinden. Die Funktion dieser Strukturen besteht darin, die Belüftung zu fördern, wobei ein beständiger Luftstrom durch die Lunge strömt.

Bei Vögeln tritt Luft durch die Luftröhre und die primären Bronchien, durch die Lunge und in die hinteren Luftsäcke ein. Von dort gelangt es in die Lunge und die Luft strömt durch die Luftröhre. Dieser Zyklus entspricht dem ersten Ausatmen.

Beim zweiten Ausatmen gelangt ein Teil der einströmenden Luft durch die hinteren Luftsäcke in die Lunge. Auf diese Weise wird die suspendierte Luft in Richtung der vorderen Beutel gedrückt. Dann verlässt die Luft das Tier.

Ausscheidungssystem

Die Nieren von Vögeln sind metanephrisch und die Harnröhre mündet in eine Kloake. Innerhalb der drei existierenden Nierensysteme bestehen die metanephrischen Nieren aus einem Organ, das über den Wolffian-Kanal mit der Kloake verbunden ist und aus dem mittleren Mesoderm des Brust- und Lendenwirbelsegments stammt.

Das Hauptabfallprodukt ist Harnsäure, weshalb Vögel in die Kategorie der „Urikotelier“ fallen. Diese Substanz ist in Wasser sehr unlöslich, fällt aus und erzeugt einen halbfesten Abfall, der oft weißlich ist. Vögel haben keine Harnblase.

Reproduktion

Bei allen Vögeln sind die Geschlechter getrennt und die Befruchtung erfolgt intern. Männer haben zwei funktionelle Hoden, während Frauen Eierstock und rechten Eileiter degeneriert haben. Bei Männern haben nur wenige Arten einen Penis als Kopulationsorgan, darunter Enten, Gänse und einige Paläognaten.

Sie alle produzieren Eier mit einer harten Schale. Die Eier werden extern inkubiert: Einige der Eltern werden darauf gelegt und halten dank Körperwärme eine optimale Temperatur aufrecht.

Das Geschlechtsbestimmungssystem von Vögeln wird durch ZW-Geschlechtschromosomen (das Äquivalent unserer XY-Geschlechtschromosomen) angegeben. Im Gegensatz zu Säugetieren entspricht das heterogametische Geschlecht den Weibchen. Das heißt, es sind die weiblichen Proben, die zwei verschiedene Chromosomen haben.

Je nach Vogelart kann aus dem Ei ein aktiver junger Mensch schlüpfen, der in der Lage ist, sich selbst zu verteidigen, oder ein kleiner nackter Mensch, der elterliche Fürsorge benötigt. Die erste Variante unabhängiger Küken ist als vorsoziale Küken bekannt und als solche, die Hilfe für altrizielle Küken benötigen.

Evolution

Evolutionsbiologen betrachten den Ursprung der Vögel als einen der beeindruckendsten Übergänge in der Wirbeltierentwicklung - neben dem Tetrapodensprung vom Wasser zum Land.

Der Fossilienbestand hat eine Vielzahl einzigartiger Merkmale gezeigt, die wir bei lebenden Vogelarten finden, wie Federn und eine deutliche Verringerung der Körpergröße.

Es wird angenommen, dass die Entwicklung der Vögel mit dem Ursprung des Fluges einherging, aber es wird vermutet, dass sich mehrere Merkmale, die wir mit dem Flug verbinden, vor den Vögeln entwickelt haben.

Archaeopteryx

Das bekannteste Fossil im Ursprung der Vögel ist Archaeopteryx; Es ist ungefähr so ​​groß wie eine Krähe, mit einem Schnabel ähnlich dem moderner Vögel, aber mit Zähnen. Das Skelett des versteinerten Tieres ähnelt einem Reptil mit einem langen Schwanz.

Das Fossil wurde 1861 entdeckt, zwei Jahre nach der Veröffentlichung von The Origin of Species. Es hatte einen wichtigen Einfluss auf die Medien, da dieses "Übergangs" -Fossil die Theorie der natürlichen Selektion maßgeblich zu unterstützen schien.

Das einzige Merkmal, das das Fossil von der Einstufung als Theropodendinosaurier ausschließt, ist das unbestreitbare Vorhandensein von Federn.

Von Dinosauriern zu Vögeln

Die Ähnlichkeit zwischen Vögeln und Reptilien ist offensichtlich. Tatsächlich nannte der renommierte Zoologe Thomas Huxley die Vögel "verherrlichte Reptilien".

Dank einer beträchtlichen Anzahl gemeinsamer Merkmale - einschließlich des langen S-förmigen Halses - ist klar, dass Vögel eng mit einer Gruppe von Dinosauriern verwandt sind, die Theropoden genannt werden.

Tatsächlich sind Dromaeosauriden Theropodendinosaurier mit einer Furcula (einem verschmolzenen Schlüsselbein) und Spinnmerkmalen an den Handgelenkknochen, die mit dem Flug verbunden sind.

Darüber hinaus gibt es Fossilien, die Dromaeosauriden mit Vögeln verbinden. Die Exemplare sind eindeutig Theropodendinosaurier, aber mit Federn.

Aus der Form der Federn lässt sich ableiten, dass sie nicht für den Flug verwendet werden könnten, sondern zu einem rudimentären Gleiten beitragen könnten, oder dass die Färbung soziale Funktionen haben könnte, die mit der Werbung verbunden sind.

Anpassungen für den Flug

Wenn wir die morphologischen und physiologischen Details von Vögeln im Detail untersuchen, werden wir erkennen, dass es sich um Maschinen handelt, die zum Fliegen "konstruiert" sind. In der Natur "entwirft" niemand etwas, und die Anpassungen, die wir beobachten, sind das Produkt des Mechanismus der natürlichen Auslese.

Anpassungen für den Flug konzentrieren sich auf zwei Ziele: Reduzierung der Masse während des Prozesses und Verbesserung der Verschiebung.

Gefieder

Die Federn sind Anhänge epidermalen Ursprungs, die die Haut von Vögeln auskleiden. Wie wir im vorigen Abschnitt besprochen haben, entstanden im Laufe der Evolution Federn bei einer bestimmten Gruppe von Dinosauriern und blieben sogar bei den Vögeln erhalten, die wir heute sehen.

Es sind extrem leichte Strukturen aus Beta-Keratin. Diese Substanz, die reich an Cystein ist, kommt auch in anderen Vogelstrukturen wie Schnabel, Schuppen und Nägeln vor.

Federn erfüllen verschiedene Funktionen. Die wichtigste besteht darin, die Bewegung durch Luft, Boden und Wasser zu erleichtern.

Es bietet mechanischen Schutz gegen Wind und Wärmeschutz gegen extreme Temperaturen - entweder heiß oder kalt - und vermeidet den Verlust von Körperwärme in kalten Umgebungen und Sonnenbrand in heißen Bereichen.

Fliegende Tauben. Eadweard Muybridge (1893)

Federn nehmen dank ihrer exotischen Farben und Designs an der visuellen Kommunikation und den sozialen Interaktionen zwischen Vögeln teil. Im Allgemeinen weisen Frauen undurchsichtige oder kryptische Farben auf, während Männer auffällige Farben aufweisen. In einigen Fällen sind die Federn an der Tarnung des Tieres beteiligt.

Skelett und pneumatische Knochen

Das Skelett der Vögel zeichnet sich dadurch aus, dass es leicht, aber nicht schwach ist. Moderne Vogelknochen sind besonders empfindlich, mit luftigen Hohlräumen, deren Masse abnimmt.

Obwohl sich Vögel aus Organismen mit diapsiden Schädeln (zwei vorübergehende Öffnungen) entwickelten, ist es bei modernen Vögeln äußerst schwierig, dieses anatomische Muster zu erkennen.

Sein Schädel ist so modifiziert, dass er zu einem Stück verschmolzen ist, das nicht 1% der Gesamtmasse des Individuums erreicht. Einige Arten haben kinetische Schädel, wie sie bei Eidechsen und Schlangen vorkommen.

Dies bedeutet jedoch nicht, dass das Skelett von Vögeln viel leichter ist als das eines fliegenden Wirbeltiers ähnlicher Größe. Eigentlich sind die Gewichte gleich. Die Modifikation liegt in der Gewichtsverteilung und nicht im Gewicht an sich. Die oberen Strukturen sind sehr leicht und die unteren Extremitäten schwer.

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