XXI Международный конкурс научно-исследовательских и творческих работ учащихся
Старт в науке
Особенности пера водоплавающих птиц
Автор работы награжден дипломом победителя II степени
Полная версия работы доступна во вкладке "Файлы работы" в формате PDF
Введение
«Перья – величайшее «изобретение» птиц»
Ч.Дарвин.
При посещении Губернского музея в городе Тобольск, так как мне очень нравятся птицы, я обратил внимание на необычный экспонат. Это был предмет верхней одежды хантыйского народа сшитый из шкуры северной птицы – гагары. Сотрудник музея рассказал нам, что когда-то был развит промысел меховой птицы, то есть ряда водоплавающих птиц таких как: гагары, кайры, гуси, лебеди. Мне стало интересно какими свойствами должны обладать перья птиц, для того чтобы быть пригодными для пошива одежды и я решил провести исследовательскую работу на эту тему.
Мне было необходимо найти и сравнить перья водоплавающей птицы с перьями не водоплавающей птицы, чтобы понять почему в пошиве одежды использовали перья именно водоплавающих птиц.
Рис. 1 Экспонаты Губернского музея, г. Тобольск (в витрине справа -предмет
верхней одежды хантыйского народа сшитый из шкуры северной птицы – гагары
Рис. 2 Часть предмета верхней одежды хантыйского народа сшитого из шкуры северной птицы – гагары в увеличении
Объект исследования: птицы.
Предмет исследования: перья птиц.
Цель исследования: найти и определить перья птиц, а так же изучить их с помощью микроскопа.
Для достижения поставленной цели были определены следующие задачи:
-
Определить видовую принадлежность птиц по перьям обнаруженным в естественной среде обитания (республика Дагестан).
-
Узнать об отличиях в свойствах перьев водоплавающих и не водоплавающих птиц.
Нами была выдвинута гипотеза:
Мы предположили, что перья водоплавающих птиц имеют особые свойства, поэтому и были использованы в пошиве одежды.
Я выбрал эту тему для того, чтобы узнать об удивительных свойствах перьев птиц.
Обзор литературы. Перья птиц.
Перья — роговые образования кожи птиц из кератина или рогового вещества, подобного нашей коже или волосам, покрывающие большую часть их тела.
Это уникальное приспособление служит и для сохранения тепла, и для полета, и для защиты от воды и хищников. Перо можно порвать, но легким движением клюва птица восстанавливает его структуру. Если же перо сломано или утеряно, на его месте вскоре отрастает новое.
В зависимости от строения различают перья нескольких типов: нитевидные (щетинковые), пуховые, полупуховые, контурные.
Рис. 3 Типы перьев птиц
1.Строение пера Обычно у пера есть упругий стержень и плоское опахало. Часть опахала, находящаяся ближе к телу, как правило, бывает пушистой и рыхлой. Нижняя, основная часть стержня – очин – полая, она лишена опахала, частично погружена в кожу и укреплена в перьевой сумке. Опахало состоит из бородок и бородочек, соединяющихся между собой, как половинки застёжки-молнии. Так и образуется сплошное и прочное опахало пера. Если где-нибудь в нем появляется брешь, птица может быстро и легко «застегнуть» её клювом, как замочком «молнии».
Рис. 4 Строение пера
2. Маховые перья Состоящие из стержня и опахала перья называются контурными. К ним относятся очень гибкие и прочные маховые, рулевые и покровные перья. Самые крупные – маховые, образуют упругую и подвижную несущую поверхность крыла. Маховые перья необходимы птицам для полёта, они крепятся к краю крыла.
3. Рулевые перья Длинные рулевые формируют хвост, служат для поворотов в полете и увеличения несущей поверхности. Но не только в качестве руля используют птицы хвост, это тормоз при посадке, а также балансир и орган равновесия для удержания на ветке. Для многих видов хвост – это роскошное украшение. Для дятла хвост – надёжная опора при передвижении по стволам деревьев. А некоторые птицы, например, бекасы с помощью хвоста «поют». Птица токует в полёте, состоящем из подъёмов и крутых пикирований, при которых слышен похожий на блеяние звук, издаваемый вибрирующими крайними перьями хвоста.
4. Покровные перья Кроющие перья образуют внешний защитный покров. Перья не покрывают тело сплошь и не растут хаотично. Контурные перья сосредоточены на определённых участках – птерилиях, что делает разные группы перьев подвижными относительно друг друга. Эти участки разделяются участками, лишёнными перьев, – аптериями.
5. Пуховые перья, пух Пуховые перья состоят из тонкого стержня и мягких несцепляющихся бородок. Пух не образует опахала и отличается от пуховых перьев коротким стержнем. Пуховые перья и пух создают изолирующий слой между кожей и контурными перьями. В большой степени качество пуха птиц связано с природными условиями в местах их обитания. Например, пух обыкновенной гаги является одним из приспособлений птицы к жизни в ледяной воде, на снегу и на мёрзлой почве арктических побережий. Гагачий пух – лучший в мире естественный утеплитель.
6. Нитевидные перья, щетинки Назначение нитевидных перьев – воспринимать движение воздушных потоков; они действуют как передатчики раздражения от нечувствительной поверхности перьев к чувствительной коже. Щетинки, расположенные в уголках клюва многих птиц (стержни перьев без бородок) выполняют осязательную функцию, защищают глаза от ударов о кормовые объекты в случае промаха и, возможно, увеличивают разрез рта. Например, у козодоев, мухоловок.
Материалы и методы исследования
Я проводил исследование найденных перьев птиц и использовал следующие методы:
- наблюдения; исследования эксперимент;
Техническое оснащение: учебный микроскоп Attivio, с максимальным увеличением до 900 раз, предметные и покровные стекла, фотокамера.
Объект исследования:перья птиц
Перья найдены в естественной среде обитания птиц. Перо водоплавающей птицы было найдено в июле 2023 года на пруду в республике Дагестан и идентифицировано с помощью атласа – определителя как маховое перо кряквы. Перо не водоплавающей птицы было найдено в июле 2023 года в окрестностях Сулакского каньона в республике Дагестан и идентифицировано с помощью атласа – определителя как маховое перо ворона.
Для исследования свойств перьев птиц были использованы найденные перья и проведено их визуальное изучение, изучение с помощью микроскопа Attivio (макс. увеличение 900), проведена фотосъемка, а также проведён эксперимент.
Результаты исследования
Визуальный анализ.
Первичное визуальное сравнение показало, что строение перьев ворона и кряквы ничем не отличаются. Они оба имеют – очин, стержень и опахало.
Для подробного анализа перьев при помощи микроскопа мы увеличили их в 450 раз и 900 раз.
|
Увеличение в 450 раз |
Увеличение в 900 раз |
Рис. 5 Перо ворона
|
Увеличение в 450 раз |
Увеличение в 900 раз |
Рис. 6 Перо кряквы
Исследуя перья птиц под микроскопом, мы обнаружили, что сотни маленьких бородок выходят из каждой стороны стержня. Более того, к каждой бородке присоединены тысячи бородочек, которые нельзя увидеть невооружённым глазом. Эти бородочки сцепляются вместе посредством крючочков. А также мы отметили разницу в структуре пера водоплавающей и не водоплавающей птицы. Перо кряквы состоит из переплетения перьевых бородок образующих слой, напоминающий решетку. Перо ворона состоит из перьевых бородок, которые частично накладываются на ответвления соседних бородок по типу ёлочного узора, что напоминает миниатюрную копию всего пера.
Бородки пера кряквы образуют устойчивую поверхность, которая позволяет перу не пропускать влагу через свою структуру. Когда вода попадает на перо, она скатывается по поверхности бородок и не впитывается внутрь пера. При этом бородочки служат дополнительной защитной преградой, не позволяющей воде проникать через бородки.
Кроме того, перья водоплавающих птиц покрыты специальным жировым секретом. Этот секрет, выделяемый сальными железами птиц, образует на поверхности перьев тонкую водоотталкивающую пленку. Благодаря этому, вода скатывается с поверхности пера, что позволяет птице оставаться сухой даже во время ныряния или плавания.
Эксперимент.
Для подтверждения водоотталкивающих свойств пера кряквы Мы решили провести эксперимент – поместить перо кряквы и перо ворона в воду.
Когда мы поместили перо ворона в воду - оно намокло.
Рис. 7 Перо ворона
Когда мы поместили и достали перо кряквы из воды, с него стекла вода.
Рис. 8 Перо кряквы
При помощи визуального анализа и эксперимента мы убедились в том, что оперение у водоплавающих птиц особое и отличается от оперения не водоплавающих птиц. К внутренним перьям и коже водоплавающих птиц вода не проникает благодаря особому строению контурных перьев. Плотное переплетение перьевых бородок образует густой слой, напоминающий решетку, способный отталкивать воду. Потому, когда водоплавающие птицы плавают, вода омывает лишь перья снаружи. Так что крылья даже ныряющих птиц остаются всегда сухими и, вынырнув, птица тут же может взлететь.
А также у всех водоплавающих птиц имеется особая железа, расположенная в основании хвоста, которая вырабатывает жировую смазку. Эта смазка - жир. Птицы захватывают жир клювом и тщательно втирают в перья, размазывают жир. Этот процесс птицы проделывают по нескольку раз в день, когда понимают, что предыдущий слой смазки на перьях стирается и его надо обновить. Перья, которые смазаны, начинают отталкивать воду и потому не могут намокнуть.
Таким образом, мы убедились в том, что оперение у водоплавающих птиц особое и отличается от оперения не водоплавающих птиц.
Заключение
В ходе проведенной работы я научился при помощи атласа-определителя определять найденные мной перья, научился пользоваться микроскопом и нашёл подтверждение своей гипотезы.
В результате проведённых исследований я установил, что оперение у водоплавающих птиц имеет особые свойства и отличается от оперения не водоплавающих птиц. Структура перьев водоплавающих птиц образующих слой, напоминающий решетку и наличие жировой смазки делают их неприступными для воды. Это особенно важно для птиц, которые плавают на поверхности воды или ныряют в нее для поиска пищи.
Я думаю, что учёные наблюдают за животными и используют их полезные свойства в своих изобретениях. Так, например, свойства перьев водоплавающих птиц очень напоминают свойства водооталкивающих тканей. Это помогает людям отказаться от натуральных материалов в пошиве одежды и сохранить жизнь животным.
Список литературы
-
Корепова Д.А. Атлас-определитель перьев птиц. Ульяновск, 2016, .
-
Про перо. Сборник научных трудов первой всероссийской научно-практической конференции по изучению перьевого покрова птиц. - ОГБУК «Ульяновский областной краеведческий музей имени И. А. Гончарова», Издательство «Корпорация технологий продвижения», 2022.
-
Д. Ротман. Анатомия природы. Занимательные детали мира природы. Москва, «Эксмо», 2021.
-
Спангенберг Е.П. Меховая птица. - Л., Всесоюзное кооперативное объединённое издательство Москва , 1934.
Ссылки:
https://sdc-raduga.ru/fiziceskoe-yavlenie-smazannyx-zirom-perev-u-vodoplavayushhix-ptic
https://obrazovanie-gid.ru/voprosy/kak-ustroeno-pero-pticy-kratko
https://zooclub.ru/birds/stroenie_tipy_periev_ptic.shtml
https://nauka.club/biologiya/stroeniyе-perа-ptitsу.html