Vögel: Merkmale, Arten, Systeme, Fortpflanzung

Vögel sind fliegende, homöothermische, Wirbeltiere und Federtiere. Bei den Wirbeltieren ist es mit mehr als 9700 Arten die zweitreichste Klasse, die nur von Fischen übertroffen wird. Das wichtigste Merkmal dieser Tierklasse ist die Veränderung der oberen Extremitäten der Flügel.

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

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

Es wird vermutet, dass alle Eigenschaften der Vögel das Ergebnis natürlicher Selektion waren und die Individuen begünstigten, die sich besser durch die Luft bewegten. So scheint die Anatomie eines Vogels für den Flug "ausgelegt" zu sein, von den pneumatisierten Knochen über die Lunge bis hin zum effizienten Stoffwechsel.

Vögel zeichnen sich durch hervorragende Sicht aus. Sie haben enorme und praktisch unbewegliche Augenhöhlen - ausgeglichen durch eine hohe Kopfdrehung.

Moderne Vögel werden in zwei grundlegende Gruppen eingeteilt: Paläognatas und Neognatas. Der erste umfasst nicht fliegende Vögel oder Laufvögel. Zu den Neognatas gehören dagegen die übrigen Vögel mit kräftigen Flugmuskeln.

Der Zweig der Zoologie, der Vögel untersucht, wird Ornithologie genannt, ein Begriff, der von den griechischen Wurzeln ornis = "Vogel" stammt.

Allgemeine Eigenschaften

Morphologische und physiologische Eigenschaften

Vögel sind Organismen, deren vordere Gliedmaßen in Form von Flügeln für den Flug verändert wurden. Wenn wir diese Extremitäten mit denen eines Landwirbeltiers vergleichen, werden wir feststellen, dass die Vögel einige Phalangen verloren haben und das Glied länger geworden ist.

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

Die Epidermis ist von Federn und den hinteren Schuppengliedern bedeckt. Die Drüsen sind bei Vögeln selten, obwohl sie am Ende des Schwanzes spezielle ölige Sekrete aufweisen.

Vögel sind endotherme Organismen, das heißt, sie können ihre Körpertemperatur regulieren. Obwohl Säugetiere auch endotherm sind, haben sie diese physiologische Fähigkeit eines gemeinsamen Vorfahren nicht erlangt, so dass dies ein Beispiel für konvergente Evolution ist.

Vögel sind in ihren verschiedenen Systemen durch den Verlust oder die Reduzierung einiger Organe gekennzeichnet. Beispielsweise haben Frauen nur einen Eierstock und einen funktionellen Eileiter (der linke). Im Vergleich zu nichtfliegenden Wirbeltieren ähnlicher Größe war der Darm deutlich geschrumpft.

Vermutlich sind diese Eigenschaften anpassungsfähig und ermöglichen die Reduzierung der Masse im Flug.

Knocheneigenschaften

Die Knochen der Vögel haben Lufthohlräume, die das Gewicht des Tieres während des Fluges verringern. Diese Art von Struktur nennt man pneumatische Knochen. Neben dem Gewicht ist das Skelett starr, was für die Flugkontrolle unerlässlich ist.

Die Schädelknochen sind zu einem einzigen Hinterkopfkondylus verwachsen. Dies zeigt ein diapsides Muster und der Kiefer wurde in eine keratinisierte, schnabelfreie Struktur modifiziert. Im Mittelohr befindet sich nur ein einziger Gehörknöchelchen.

Der Schwanz ist auf eine Struktur reduziert, die Pygostyle genannt wird. Das Brustbein hat einen Kiel. Dieser Knochen fungiert als Verbindungspunkt der Muskeln, die am Flug teilnehmen: die Brustmuskeln und das Supracoracoideo.

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

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

Klassifizierung

Die fast 9700 Vogelarten sind in mehr als 30 Ordnungen zusammengefasst. Die Klassifikation, die wir als nächstes präsentieren werden, ist die von Gill (2006), modifiziert von Hickman (2001):

Superorden Paleognathae

Die Paläognaten sind moderne Vögel mit einem primitiven Gaumen. Diese Gruppe umfasst unter anderem die Formen der Strauße und dergleichen, die Gebiete, Emus, Kiwis.

Es besteht aus vier Ordnungen: Struthioniformes, gebildet durch Strauße; Rheiformes, deren Mitglieder zwei Arten von Gebieten sind, die Südamerika bewohnen; Dinornithiformes, gebildet von drei Arten von Kiwis in Neuseeland; und der Tinamiformes-Orden, der sich aus fast 50 Arten amerikanischer Tinamou, Yutos oder Inambúes zusammensetzt.

Superorden Neognathae

Diese Überordnung setzt sich aus einer Vielzahl von Arten mit flexiblem Gaumen zusammen. Nachfolgend werden wir kurz die einzelnen Ordnungen beschreiben, die Teil der Neognatas oder "Neoaves" sind.

Ordnung Passeriformes : 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 vorwärts und einer rückwärts. Die meisten sind klein.

Ordnung Anseriformes : rund 162 Arten von Schwänen, Gänsen, Enten und verwandten, weltweit verbreitet. Charakteristische Anpassungen in den Beinen zum Schwimmen.

Galliformes Orden : ca. 290 Arten von Puten, Wachteln, Fasanen und dergleichen. Seine Verbreitung ist weltweit. Das Essen ist pflanzenfressend. Ihre Schnäbel und Beine sind stark und schwer.

Ordnung Sphenisciformes : 17 Pinguinarten. Sie sind bekannt für ihre Schwimmfähigkeit mit modifizierten Flügeln in Paddelform, die es ihnen ermöglichen, sich effizient im Wasser zu bewegen.

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

Bestellung Podicipediformes : 22 Vogelarten mit Tauchgewohnheiten, die im Volksmund als Seetaucher, Macaes und Taucher bekannt sind. Sie kommen häufig in Teichen vor, in denen Sie ihre Schwimmnester unterscheiden können.

Bestellen Sie Phoenicopteriformes : 5 Arten bunter Wasservögel. Sie sind allgemein als Flamingos bekannt. Es gibt aktuelle und ausgestorbene Arten.

Ordnung Procellariiformes : 112 weltweit verbreitete Arten sind pelagische Vögel, darunter Albatrosse, Sturmvögel, Eissturmvögel und dergleichen.

Ordnung Pelecaniformes : 65 weltweit verbreitete Arten. Wir finden in dieser Reihenfolge die Pelikane, Kormorane, Tölpel, Pikeniere und andere. Sie essen Fisch.

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

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

Ordnung Gruiformes : 212 weltweit verbreitete Arten. Dazu gehören Kräne, Schienen, Blässhühner, Galinules und verwandte.

Order Charadriiformes : Über 350 weltweit verbreitete Arten. Dazu gehören Möwen und andere Watvögel.

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

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

Ordnung Opisthocomiformes : Ordnung, die aus einer einzigen Art besteht; der Hoatz Opisthocomus hoazín im Amazonasbecken.

Ordnung Musophagiformes : 23 endemische Arten Afrikas. Sie sind als die Turacos bekannt.

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

Ordnung Strigiformes : rund 180 nachtaktive Arten von weltweiter Verbreitung. Dazu gehören Eulen und Verbündete. Sie sind nächtliche Raubtiere, leiser Flug und hervorragende Sicht.

Caprimulgiformes Ordnung : 118 weltweit verbreitete Arten. Dazu gehören die Podargos, die Nachtgläser und andere.

Ordnung Apodiformes : rund 429 weltweit verbreitete Arten. Beinhaltet Kolibris und Swifts. Sie sind kurze Beine und schnelles Flattern.

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

Verdauungssystem

Vögel haben ein modifiziertes Verdauungssystem, das es ihnen ermöglicht, Futter effizient zu verdauen und den Mangel an Zahnstrukturen auszugleichen. Zusätzlich findet in kurzen Zeitabständen eine Nährstoffaufnahme statt.

Das Verdauungssystem hat einen Magen, der hilft, die Nahrung zu mahlen, die das Tier konsumiert. Die Vögel haben ein System von sehr rudimentären Speicheldrüsen, die einen Schleim absondern, um den Futterdurchgang zu schmieren.

Bestimmte Vögel haben eine Veränderung in der Speiseröhre, die die Aufbewahrung von Futter ermöglicht. Bei einigen Arten dient diese Verbreiterung nicht nur als Lagerort, sondern auch als Produzent einer nahrhaften milchigen Substanz - analog der Milch von Säugetieren -, die den wehrlosen Küken als Nahrung dient.

Der Magen ist in zwei Fächer 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 zum Zerkleinern von Nahrungsmitteln beizutragen, konsumieren Vögel Steine ​​oder andere Gegenstände, die sich im Magen befinden.

Essen

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

Die Größe und Form des Schnabels der Vögel sind elegant an die typische Fütterungsart des Trägers angepasst. Zum Beispiel haben Vögel, die Samen konsumieren, kurze, starke Spitzen, während nektarfressende Vögel - wie Kolibris - lange, dünne Schnäbel haben, mit denen sie den Nektar von Blumen konsumieren können.

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

Kreislaufsystem

Das Kreislaufsystem der Vögel wird von einem Herzen mit vier Kammern gebildet: zwei Vorhöfen und zwei Ventrikeln. Es hat zwei Kreislaufsysteme, ein Lungen- und ein Systemsystem.

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

Die Herzfrequenz der Vögel ist hoch und es besteht eine umgekehrte Beziehung zwischen der Größe des Organismus und der Häufigkeit.

Erythrozyten oder rote Blutkörperchen haben - im Gegensatz zu unseren - einen Kern, der diese Struktur im Laufe der Reife degeneriert. Phagozyten sind sehr aktive Zellen und an der Reparatur von Wunden und anderen Funktionen des Immunsystems beteiligt.

Nervensystem

Das Nervensystem der Vögel ist komplex und gut entwickelt. Es gibt zwölf Paar Hirnnerven. Das Gehirn ist groß, genau wie das Kleinhirn und die optimalen Lappen. Im Gegensatz dazu ist die Großhirnrinde schlecht entwickelt.

In Bezug auf die sensorischen 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 Sicht in den Vögeln ist großartig. Das Photorezeptororgan ähnelt dem Auge anderer Wirbeltiere, ist jedoch größer, weniger kugelförmig und praktisch unbeweglich. Um die teilweise Fixierung der Augen auszugleichen, haben sie eine unglaubliche Fähigkeit zur Beweglichkeit des Kopfes entwickelt.

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

Atmungssystem

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

Bei Vögeln enden die Bronchialäste in röhrenartigen Strukturen, in denen ein kontinuierlicher Luftstrom stattfindet - im Gegensatz zu den Sackenden (Alveolen), die wir in der Lunge von Säugetieren beobachten.

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

Bei Vögeln tritt Luft durch die Luftröhre und die primären Bronchien, durch die Lunge und in die hinteren Luftsäcke ein. Von dort geht es in die Lunge und die Luft tritt durch die Luftröhre aus. Dieser Zyklus entspricht der ersten Ausatmung.

Beim zweiten Ausatmen strömt ein Teil der eingedrungenen Luft durch die hinteren Luftsäcke in die Lunge. Auf diese Weise wird die Schwebeluft zu den vorherigen Beuteln gedrückt. Dann verlässt die Luft das Tier.

Ausscheidungssystem

Die Nieren der Vögel sind metanephrisch und die Harnröhre mündet in eine Kloake. Innerhalb der drei existierenden Nierensysteme bestehen die Metanéfricos-Nieren aus einem Organ, das über die Wolff-Leitung mit der Kloake verbunden ist und aus dem mittleren Mesoderm des Brust- und Lumbalsegments stammt.

Das Hauptabfallprodukt ist Harnsäure, weshalb die Vögel in die Kategorie der "Uricotélicos" fallen. Diese Substanz ist in Wasser sehr unlöslich, so dass sie ausfällt und einen halbfesten Abfall erzeugt, der oft weißlich ist. Vögel haben keine Harnblase.

Fortpflanzung

Bei allen Vögeln sind die Geschlechter getrennt und die Befruchtung erfolgt innerlich. Die Männchen haben zwei funktionelle Hoden, während die Weibchen den Eierstock und den rechten Eileiter entartet haben. Bei Männern haben nur einige Arten den Penis als Kopulationsorgan, darunter Enten, Gänse und einige Paläognaten.

Alle produzieren Eier mit einer harten Schale. Die Eier werden von außen bebrütet: Ein Teil der Eltern wird darauf gelegt und behält dank der Körperwärme eine optimale Temperatur bei.

Das Geschlechtsbestimmungssystem der Vögel ist durch die Geschlechtschromosomen ZW (das Äquivalent unserer XY-Geschlechtschromosomen) gegeben. Im Gegensatz zu Säugetieren entspricht das heterogametische Geschlecht dem weiblichen Geschlecht. Das heißt, es sind die weiblichen Exemplare, die zwei verschiedene Chromosomen besitzen.

Je nach Vogelart kann aus dem Ei ein aktiver junger Mensch, der für sich selbst sorgen kann, oder ein kleiner Akt, der die Pflege seiner Eltern benötigt, geboren werden. Die erste Variante von selbstständigen Küken ist als vorsozialer Nachwuchs bekannt und diejenigen, die Unterstützung durch einen amtlichen Nachwuchs benötigen.

Evolution

Evolutionsbiologen betrachten die Entstehung von Vögeln als einen der eindrucksvollsten Übergänge in der Evolution von Wirbeltieren - zusammen mit dem Sprung des Wassers in das Land der Tetrapoden.

Der Fossilienbestand zeigt eine Vielzahl einzigartiger Merkmale, die bei lebenden Vogelarten zu finden sind, wie z. B. 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 in Verbindung bringen, vor den Vögeln entwickelt haben.

Archaeopteryx lithographica

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

Das Fossil wurde 1861, zwei Jahre nach der Veröffentlichung von The Origin of Species, entdeckt. Es hatte einen bedeutenden Einfluss auf die Medien, da dieses Fossil des "Übergangs" die Theorie der natürlichen Auslese maßgeblich zu stützen 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. In der Tat taufte der bekannte Zoologe Thomas Huxley Vögel als "verherrlichte Reptilien".

Dank einer beträchtlichen Anzahl gemeinsamer Merkmale - einschließlich des langen S-förmigen Halses - ist klar, dass Vögel in enger Beziehung zu einer Gruppe von Dinosauriern stehen, die Theropoden genannt werden.

Tatsächlich handelt es sich bei den Dromaeosauriern um Theropodendinosaurier mit einer Furcula (einem verwachsenen Schlüsselbein) und rotierenden Merkmalen in den Knochen der Puppen, die mit dem Fliegen in Verbindung gebracht werden.

Darüber hinaus gibt es Fossilien, die die Dromaeosaurier mit Vögeln binden. Bei den Exemplaren handelt es sich eindeutig um Theropoden-Dinosaurier, jedoch mit Federn.

Es ergibt sich aus der Form der Federn, die für den Flug nicht verwendet werden könnten, aber zu einem rudimentären Gleiten beitragen könnten, oder die Färbung könnte soziale Funktionen haben, die mit der Balz verbunden sind.

Anpassungen für den Flug

Wenn wir die morphologischen und physiologischen Details der Vögel im Detail untersuchen, werden wir erkennen, dass es sich um Maschinen handelt, die "entworfen" sind, um zu fliegen; In der Natur "entwirft" niemand etwas, und die beobachteten Anpassungen sind das Produkt des Mechanismus der natürlichen Auslese.

Die Anpassungen für den Flug konzentrieren sich auf zwei Ziele: Reduzierung der Masse während des Prozesses und Förderung der Verdrängung.

Federn

Die Federn sind Anhänge epidermalen Ursprungs, die die Haut von Vögeln bedecken. Wie wir im vorherigen Abschnitt besprochen haben, entstanden Federn im Laufe der Evolution in einer bestimmten Gruppe von Dinosauriern und blieben bis zu 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 Strukturen von Vögeln wie Schnäbeln, Schuppen und Nägeln vor.

Die Stifte erfüllen unterschiedliche Funktionen. Die Hauptaufgabe besteht darin, die Bewegung durch Luft, Boden und Wasser zu erleichtern.

Es bietet mechanischen Schutz gegen Wind und Wärmeschutz gegen extreme Temperaturen (Hitze oder Kälte) und verhindert den Verlust von Körperwärme in kalten Umgebungen und Sonnenbrand in heißen Bereichen.

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

Skelett- und Pneumatikknochen

Das Skelett der Vögel zeichnet sich durch Leichtigkeit aus, ist aber aus diesem Grund nicht schwach. Besonders empfindlich sind die Knochen moderner Vögel, deren Masse durch Hohlräume in der Luft abnimmt.

Obwohl sich Vögel aus Organismen mit durchsichtigen Schädeln (zwei zeitlichen Öffnungen) entwickelt haben, ist es bei modernen Vögeln äußerst schwierig, dieses anatomische Muster zu erkennen.

Sein Schädel ist so modifiziert, dass er in einem Stück verschmolzen ist, das nicht 1% der Gesamtmasse des Individuums ausmacht. Einige Arten weisen kinetische Schädel auf, wie wir sie bei Eidechsen und Schlangen finden.

Dies bedeutet jedoch nicht, dass das Skelett der Vögel viel leichter ist als das eines fliegenden Wirbeltiers ähnlicher Größe. Tatsächlich sind die Gewichte äquivalent. Die Modifikation liegt in der Verteilung des Gewichts und nicht im Gewicht an sich. Die oberen Strukturen sind sehr leicht und die unteren Extremitäten schwer.