Биология зверей и птиц
Харченко Н.А., Лихацкий Ю.П., Харченко Н.Н.
ВВЕДЕНИЕ
Современная биология -- обширная область человеческих знаний, являющаяся частью естествознания и состоящая из многих самостоятельных дисциплин -- зоологии, ботаники, гидро- и космобиологии, молекулярной биологии и др.
Зоология представляет собой систему дисциплин, изучающих животные организмы. По мере накопления сведений о животном мире зоология подразделяется на ряд наук, более глубоко рассматривающих те или иные самостоятельные проблемы:
систематика животных имеет своей целью классифицировать многообразный животный мир. На основании изучения общих признаков и различий организмов все животные распределяются на таксономические группы: тип, класс, отряд, семейство, род, вид. Кроме указанных основных групп существуют и переходные, наиболее полно отражающие особенности различных животных, находящихся на стыке основных таксономических групп: подтип, подкласс, надотряд, подотряд, надсемейство, подсемейство, подвид и т.д.;
морфология животных -- наука о внешнем и внутреннем строении животных. В свою очередь она подразделяется на анатомию (строение и взаимосвязь органов), гистологию (строение и структура тканей), цитологию (строение и жизнедеятельность клеток), эмбриологию (процессы и закономерности зародышевого развития) и др.;
физиология животных исследует жизненные процессы, происходящие в живом организме: пищеварение, кровообращение, дыхание, нервную деятельность, размножение, обмен веществ (метаболизм). Наличие процессов метаболизма является главным отличием живого организма от неживого;
экология животных -- наука о взаимоотношениях животных и их сообществ между собой и внешней средой, характере приспособления животных к среде обитания и причинах, влияющих на изменение численности видов. Она изучает организацию и функционирование надорганизменных систем и различные уровни связей в них;
зоогеография животных исследует закономерности распространения животных на Земле, районы и области их обитания (ареалы);
этология -- сравнительно молодая наука о поведении животных;
палеозоология изучает остатки животных, вымерших в различных геологических эпохах, выясняет их генетические связи с современными животными;
филогенетика выявляет родственные взаимоотношения между различными таксономическими группами современного животного мира, изучает их происхождение в историческом аспекте и в связи с изменением условий жизни на Земле.
В самостоятельные научные дисциплины выделились разделы зоологии, посвященные изучению больших групп животных. Протистология изучает простейших, гельминтология -- паразитических червей, энтомология -- насекомых, ихтиология -- рыб, герпетология -- земноводных и пресмыкающихся, орнитология -- птиц, териология -- млекопитающих. Каждая из этих наук занимается исследованием систематики, морфофизиологии, экологии, зоогеографии, филогенетики указанных групп животных.
Биология зверей и птиц с основами охотоведения является комплексной дисциплиной зоологического цикла (териология, орнитология), объединенной на биогеоценотической основе с прикладными науками -- лесоводством и охотоведением. Ее основные задачи -- изучение видового состава лесных птиц и зверей, их экологии и биологии, динамики численности, распространения, биоценотической роли и лесохозяйственного значения. Положения этой дисциплины дают необходимые предпосылки для разработки и осуществления мероприятий, способствующих размножению и рациональному использованию полезных видов и ограничению численности животных, наносящих в определенных условиях ущерб лесным насаждениям.
Необходимость такой дисциплины диктуется современными требованиями к биологическому природопользованию, охране окружающей среды и согласуется с интересами ведения лесного и охотничьего хозяйств.
При изучении лесных зверей и птиц особенно важно понимать единство организма со средой его обитания. Тогда легче будет вскрывать причинность явлений, разумно вмешиваться в ход природных процессов. Лес -- это не одно только скопление древесных растений. Лес -- это сообщество растений, микроорганизмов и животных, приуроченное к относительно однородным участкам суши или водоема, характеризующееся определенными взаимоотношениями и получившее в науке название биоценоз. Биоценоз и условия среды представляют собой природное единство, составляющее биогеоценоз (В. Н. Сукачев). В лесохозяйственной практике тип лесного биогеоценоза чаще известен как тип леса. Поэтому логично говорить о биоценозах пойменной дубравы, сухого бора и т.д. Фи-тоценозы определяют естественные границы биогеоценоза и в значительной мере определяют видовой состав зооценозов.
Биогеоценозы представляют собой очень динамичную систему, которая изменяется в результате деятельности входящих в нее компонентов. Рациональное ведение любого хозяйства невозможно без глубоких знаний всех компонентов биогеоценоза, в том числе птиц и зверей, между которыми складываются сложные и многообразные биоценотические взаимоотношения, основанные главным образом на пищевых (трофических) и пространственных связях. Наряду с этим растительные и животные организмы постоянно испытывают влияние различных факторов неживой природы. Они находятся в тесной зависимости от биотических и абиотических факторов, составляющих среду обитания. Вместе с тем организмы сами оказывают на среду вполне определенное воздействие.
Птицы и млекопитающие леса играют важную роль в жизни лесного биогеоценоза, участвуя в трансформации веществ и энергии в биологическом круговороте. Теплокровные животные уничтожают множество семян и плодов древесно-кустарниковых и травянистых растений, способствуя в ряде случаев их распространению; поедают различные вегетативные части растений (почки, листья, хвою, побеги, кору), питаются всевозможными беспозвоночными и позвоночными животными; оказывают определенное влияние на лесную подстилку и почву. Все это определяет большое лесохозяйственное значение птиц и зверей.
Многие звери и птицы являются объектами охоты. К имеющим охотничье (промысловое) значение относятся пушные (соболь, куница, бобр, белка и др.) и копытные (лось, олень, косуля, кабан) млекопитающие, а также многочисленные виды птиц (глухарь, тетерев, рябчик, белая куропатка и др.). С одной стороны, современное ведение лесного хозяйства неизбежно отражается на составе охотничьих угодий, на количестве и распределении лесных животных. С другой стороны, любое перенасыщение биогеоценозов охотничьими животными, в первую очередь копытными, приводит к расстройству самих биогеоценозов и к колоссальным убыткам, которые несет лесное хозяйство из-за многочисленных потрав лесных насаждений, особенно молодых.
В настоящее время ведение охотничьего хозяйства в зонах интенсивной лесохозяйственной деятельности немыслимо без знания охотоведами основ лесоведения и других дисциплин лесного комплекса. В то же время проведение лесоводами мероприятий, направленных на эффективное выращивание здорового леса и использование лесной фауны, требует от них глубоких знаний биологии и экологии лесных зверей и птиц, основ охотоведения.
РАЗДЕЛ I. МЛЕКОПИТАЮЩИЕ (MAMMALIA)
гнездование зверь размножение скелет
Глава 1. Морфологические и физиологические особенности млекопитающих
Общая характеристика и классификация. Млекопитающие составляют особый класс наиболее высокоорганизованных позвоночных животных. Свое название млекопитающие получили в силу того, что их самки выкармливают детенышей молоком, выделяемым специальными млечными железами, представляющими собой видоизмененные трубчатые потовые железы.
Класс млекопитающих можно охарактеризовать рядом основных прогрессивных признаков.
1. Высокое развитие центральной нервной системы, наличие свода коры полушарий переднего мозга. Развитые органы чувств. Сложное поведение как универсальное и наиболее чуткое приспособление к изменениям условий среды обитания.
2. Живорождение (у высших) и выкармливание детенышей молоком матери, т.е. возможность размножения в разнообразных условиях.
3. Постоянная температура тела. Развитие терморегуляции химической (теплопродукция организма) и физической (теплоизоляция при помощи волосяного покрова и охлаждение испарением влаги преимущественно через потовые железы).
4. Покрытая шерстью кожа, богатая железами. Наличие у самок млечных желез. Зубы в альвеолах, дифференцированные. Сердце четырехкамерное, только левая дуга аорты. Грудная и брюшная полости тела разделены грудо-брюшной перегородкой, или диафрагмой.
5. Череп сочленяется с позвоночником двумя сочленовными затылочными мыщелками. Квадратная и сочленовная кости видоизменены и входят в состав ушных костей. Слуховых косточек три, расположены они в полости среднего уха.
Эти особенности, равно как и ряд других черт организации, позволили млекопитающим обитать в самых разнообразных условиях (за исключением Антарктического материка). Наиболее богато они представлены, пожалуй, в условиях леса, являясь неотъемлемой частью лесных биогеоценозов.
Класс млекопитающие, или звери, включает в себя три современных подкласса: клоачные, или первозвери (прототерии); сумчатые, или низшие звери (метатерии); плацентарные, или высшие звери (эутерии).
Подкласс первозвери, или яйцекладущие (Prototheria), объединяет всего три вида древних, примитивных млекопитающих из Австралии, Новой Гвинеи и Тасмании. Эти животные откладывают яйца, которые насиживают (утконосы) или вынашивают в кожной сумке на брюхе (ехидна). Млечные железы у них не имеют сосков, и густое молоко детеныши слизывают с железистых полей.
Подкласс сумчатые (Metatheria) включает представителей фауны Австралии с прилегающими островами и Америки. Детеныши рождаются очень мелкими, переползают в брюшную сумку и здесь прикрепляются к соску, из которого молоко впрыскивается в рот. Для сумчатых характерно конвергентное сходство со многими плацентарными млекопитающими. Известны лазающие, бегающие, роющие формы, травоядные и хищные. Это сходство выразилось и в названии многих сумчатых: сумчатая белка, сумчатый волк, сумчатая куница.
Подкласс плацентарные (Eutheria) объединяет животных, у которых во время развития эмбриона в матке формируется детское место, или плацента. Через нее осуществляется питание зародыша, связь с телом матери, газообмен и удаление продуктов распада. Если при родах плацента отпадает с частью оболочки матки, то ее называют отпадающей.
Размеры. Животные, даже в пределах класса млекопитающих, очень сильно отличаются друг от друга как по форме тела, так и по размерам. Средняя масса лесных млекопитающих (кг) колеблется довольно значительно: зубр - 750, лось - 500, медведь - 200, благородный олень - 200, кабан - 175, косуля - 40, волк - 40, лиса - 8, крыса - 0,2, лесная мышь - 0,03, землеройка - 0,003.
Многие крупные лесные млекопитающие растительноядны; растительная пища занимает большой объем, а переваривание клетчатки - длительный процесс.
Наукой обосновано, что размеры тела в значительной степени влияют на структуру и функцию живого организма и имеют важное значение для его выживания.
Анализируя данные исследований К. Шмидт-Ниельсена (1987) по связи структур и функций с размерами тела млекопитающих, можно сделать рад обобщений.
Объем крови у млекопитающих составляет 60-70 см3 на 1 кг массы тела (6-7 %). Относительно постоянна и концентрация гемоглобина в крови (150 г/л). Размер эритроцитов не зависит от массы тела.
Соотношение объема легких и размера тела у млекопитающих постоянно.
Масса сердца млекопитающих составляет 0,6 % массы тела. Объем крови в 10 раз больше объема сердца.
Скелет крупного животного относительно тяжелее, чем мелкого, т.е. кости, например лося, тяжелее и массивнее, чем соразмерно увеличенные кости мыши.
Размеры мозга увеличиваются почти пропорционально массе тела.
Интенсивность метаболизма (потребление кислорода) растет с увеличением массы тела. Общая интенсивность обмена веществ складывается из интенсивности, определяемой площадью поверхности тела, и интенсивности, определяемой энергетическими затратами на существование в поле земного тяготения.
Температура тела для всех размерных групп зверей составляет 36-40оС, с общим средним значением, близким к 38оС. При этом температура тела у арктических и тропических животных не имеет существенных различий.
Относительная теплопродукция у мелких зверей выше. У небольшого животного отношение площади поверхности тела к его массе больше, чем у крупного животного. Так как потеря тепла происходит с поверхности тела, то для того, чтобы температура тела не снижалась, животные должны производить тепло со скоростью, равной скорости его потери (правило поверхности).
Для мелких животных характерны более быстрые физиологические ритмы, чем для крупных: они чаще дышат, их сердце бьется чаше и т.п. Сердце землеройки бьется с частотой 1000 уд./мин, а слона всего 30 уд./мин.
Продолжительность жизни мелких животных соразмерна с высокими скоростями протекающих в их организме метаболических процессов: мелкие животные долго не живут.