Ugrás a tartalomhoz

Bevezetés az állattanba

dr. Csörgő Tibor, dr. Farkas János, Kis Viktor, dr. Molnár Kinga, dr. Sass Miklós, Szatmári Zsuzsanna, dr. Török Júlia Katalin (2012)

Eötvös Loránd Tudományegyetem

37.3. Szervezettani bemutatásuk

37.3. Szervezettani bemutatásuk

A madarak bőre 3 rétegű. Mivel a tollazat az epidermisz legtöbb funkcióját ellátja, a néhány sejtrétegből álló felhámot csak vékony szaruréteg borítja. Bőrük egyetlen mirigye afarkcsíkmirigy (gl. uropygii).A bőr jellemző szaruképletei a lábat borító pikkelyek, a karmok, a csőrkávát borító szarutok (6.20. ábra) és a csőr tövénél levő színes viaszhártya. A tollazatról és a vedlésről a 6.2.3 fejezetben részletesen szóltunk.

A madarak vázrendszere számos sajátossággal bír, alapvetően a repüléshez alkalmazkodást, illetve a két lábon járást tükrözi. A csontok vékonyak, könnyűek. Minden testtájékon jellemző a sok összenövés. Csontvázuk tömege alig egy tizede a teljes testtömegnek, míg pl. emlősöké 15-20 % is lehet. Gerincoszlopuk, végtagjaik és koponyájuk felépítéséről a 7.3 fejezetben írtunk. Itt csak visszaidézzük, hogy a modern madárrendszertanban a két alosztály elkülönítésére már nem a szegycsont, hanem a koponya bélyegeit alkalmazzák. A futómadaraknál (Palaeognathae) az arckoponya (állkapcsi ív) egyes csontjai összenőttek egymással, állkapcsi ívük kevésbé flexibilis. A modern madaraknál (Neognathae) ez az összenövés hiányzik (7.39 ábra).

Tápcsatornájuk jellegzetességei a csőr, a begy, a mirigyes és a zúzógyomor, valamint a kloáka jelenléte. Légzőkészülékük specialitásai az alsó gégefő, a tüdő légsíp rendszere, valamint a légzsákok. Kettős légzésük van (l. 9.3.3 fejezet). Tüdejükben a gázcserét bonyolító vérér kapillárisokban a vér a tüdőben áramló levegővel ellentétes irányban halad (ellenáramlás), ezét a gázcsere rendkívül hatékony.

Keringési rendszerük zárt, szívük négyüregű, számos hüllő bélyeggel (ezeket itt nem részletezzük). Utóveséjük van. Nem alakul ki vesemedence és a kéreg és velőállomány sem mutat az emlősökre jellemző tagolódást (10.3.1.1.2. fejezet). Nitrogén-anyagcsere végtermékük a húgysav. A tengeri madaraknál a só kiválasztásban sómirigy vesz részt.

Váltivarúak, belső megtermékenyítéssel. Az ivarszervek csak a szaporodási periódus elején – az ivarsejtek termelésének idején – fejlettek, illetve aktívak, ezen kívül visszafejlődnek (l. 11.4.3.3 fejezet). A tojások (11.11 ábra) száma általában fajfüggő, a nagyobb testméretű fajoknál általában kisebb, a kistermetű fajoknál nagyobb, akár tízes nagyságrendű is lehet. A legnagyobb tojásai a struccnak vannak, de a testtömeghez viszonyított legnagyobb tojással a kivik rendelkeznek.

A tojásokon – a szaporodási stratégia függvényében – vagy mindkét ivar vagy csak az egyik kotlik. A kikelt fiókákat mindkét vagy csak az egyik ivar gondozza. Az ivadékgondozás a legnagyobb terhet a fészeklakó fiókákkal bíró fajoknál hárít a szülőkre, a fészekhagyóknál ez a szerep kisebb.

A madarak rendkívül változatos szaporodási stratégiával bírnak. Egyes csoportjaikra jellemző a színezetben vagy méretben megjelenő ivari kétalakúság. Jellemzően a hímek a díszesebbek és/vagy nagyobbak, de az ellenkezőjére is van példa (baglyok, víztaposók). Lehetnek poligámok, de gyakoribb az – esetenként élethosszig tartó – monogámia (pl. sasok).

Az idegrendszer felépítése a Tetrapodara általában jellemző felépítést mutatja (13.2.2.2. fejezet). A madarak agya a hüllőkhöz viszonyítva sokkal nagyobb. A kisagy – a repülés és a két lábon való járás miatt – nagy tömegű, fejlett. Köztiagyukban megjelenik a hőszabályozó (termoregulációs) központ, amely lehetővé teszi a testhőmérséklet szűk határokon belüli szabályozását, így a repüléshez szükséges magas alapanyagcserét.

A legtöbb madár csak gyengeízérzékelésre képes, kivételt a gyümölcsevő fajok között lehet találni. A madarak szaglása jellemzően gyenge. Kivételt képeznek pl. a galambok, egyes tengeri madarak, a kivik és az újvilági keselyűk néhány faja. A galamboknál a szaglás a tájékozódásban játszik szerepet (14.10. ábra).

Az újvilági keselyűk szaglása eléri a vadászkutyákra jellemző érzékenységet. Akár néhány dekagramm húst is több kilométerről képesek érzékelni akkor is, ha az pl. az avarban takarásban van.

A hallószervük fejlettsége eléri az emlősök szintjét, de anatómiailag sokban különbözik. Fülkagylójuk nincs (a baglyoknál található ennek megfelelő struktúra), külső hallójáratuk rövid. Középfülük felépítése a hüllőkéhez hasonló, egy hallócsontjuk van. A belsőfül felépítése már jobban hasonlít az emlősökére, bár csigavezetékük nem felcsavarodott, hanem csak görbült. A madarak nagyjából az emlősöknek megfelelő hangtartományban hallanak, de hangfelbontó képességük nagyobb.

A baglyokra jellemző 3 dimenziós hallásnak a zsákmányszerzésben van szerepe. A sok esetben láthatatlan, pl. hótakaró alatt mozgó állat helyének pontos bemérését a kétoldali hallórendszer aszimmetriája teszi lehetővé.

Az egyensúlyérzékelés az Amniota alapszabásnak megfelelő. A repülés miatt igen bonyolult feladatokat lát el. A madarak legfontosabb érzékszerve a szem. Ennek felépítéséről a 14.2.4 fejezetben szóltunk részletesen. Itt csak annyit idézünk fel, hogy a távolba néző madarak retináján a teljes látótér képe éles, mivel teljes felülete a fókusztávolságnak megfelelő (14.15. ábra). Ez alapvető különbség az emlősök szeméhez képest, amelyeknek végig kell pásztáznia a látóteret.

37.3.1. A madarak repülése

A madarak repülése – bár alapvetően egyszerű fizikai elvekre épül – meglehetősen változatos. A szárnyprofil – némileg leegyszerűsítve – keresztmetszetben felül domború, alul homorú (37.1. ábra). Ebből következően az áramló levegő felül hosszabb utat tesz meg egységnyi idő alatt, ezért sebessége nő. A gyorsabb áramlás miatt csökken a nyomás, így a szárny felső oldalánemelőerő képződik. A madarak szárnycsapkodásukkal levegőáramlást hoznak létre, így alakítják ki a felhajtóerőt. Minél kedvezőtlenebb a testtömeg/szárnyfelület arány, annál nagyobb frekvenciával kell mozgatni a szárnyat. Ez a tendencia pl. a kolibriknál már ott tart, hogy másodpercenként akár több százszor is kell csapniuk, sőt a legkisebb fajoknál – a csukló ízület szárnyemelés közbeni csavarásával – már ebben a szakaszban is felhajtóerőt kell képezni.

A rajz felső része fekete-fehér, alul lila vonalak a levegőáramlást jelzik. Közöttük a szárny szürke kitöltésű.

37.1. ábra. A madarak repülésének fizikai alapjait magyarázó vázlatrajz

A legnagyobb madarak szárnycsapás nélkül is képesek repülni. A hosszú, keskeny szárnyú tengeri madarak, pl. albatroszok a vízfelülettel párhuzamos légmozgást használják ki. Széllel szembe fordulva – az előbb említett fizikai törvények miatt – a hosszú szárnyon jelentős felhajtóerő képződik, ami megemeli a madarat, és ezt a helyzeti energiát használja ki a mozdulatlan szárnnyal való siklásra (37.2. ábra).

A madár fekete, a repülési vonala piros pontozott vonllal jelölt, a szél irányát a bal oldalon kék nyilak jelzik.

37.2 ábra. A hosszú szárnyú, nagy testű madarak repülése

A függőleges légmozgást – a termiket – a széles szárnyú madarak, pl. sasok, keselyűk, gólyák tudják kihasználni. A termikbe repülő madarat a felfelé áramló meleg levegő emeli magasra, ahonnan siklórepüléssel képes nagy távolságot megtenni (37.3. ábra).

A madár fekete, a repülési vonala piros pontozott vonallal jelölt, a felhők kékek, a nap a rajt felső szélén középen sárga.

37.3. ábra. A felszálló légáramlatok (termikek) használata

A különbözőképpen repülő fajok szárnyának csontozata a siklórepülés és a nagy frekvenciával való csapkodó repülés eltérő követelményei miatt tér el jelentősen (37.4. ábra). Az előbbieknél a testhez közelebb eső csontok hosszaránya a nagyobb, mivel itt képződik a felhajtóerő (pl. pelikánok), az utóbbiaknál a disztális csontok a hosszabbak, mert ezek mozgatásával lehet felhajtóerőt létrehozni (pl. kolibrik).

A bal oldalon fekete-fehér rajz egy kör mentén rensezi a kolibri repülésének egyes fázisait. A jobb oldalon felül szürke háttér előtt fehérek a csontok, rajtuk színes felirattal szerepel a nevük. A fénykép alatti rajz színes, a csontok itt olyn szinüek, amilyennel a felső fotón a nevüket írtuk.

37.4. ábra. A repülési stratégia és a szárny arányai: nagy frekvenciával való csapkodó repülés, a kolibri „szitálásának” fázisai (A), a szárny csontjai (B) és a végtag egyes szakaszainak hossza (C): C1–siklórepülést folytató madár, C2 – csapkodó repüléssel haladó madár esetében

A repülés a legtöbb madárra jellemző mozgásforma, de a teljesítmény természetesen rendszertani csoportonként különböző. Pl. a magassági rekordot a karvalykeselyű tartja. Ennek egy példányát 11300 m magasságban látták. A távolsági rekorder a sarki csér. Ennek példányai az északi sarkkör vidékén költenek, és a déli sarkvidék tájékán telelnek. Így évente akár 40-50 ezer km-t is meg kell tenniük. Több faj képes 150-250 km/óra sebességet is elérni haladó repülés közben. A támadó vándorsólyom zuhanórepülése ennél is gyorsabb. A földrajzi akadályok (tengerek, sivatagok, magas hegységek) miatt sok faj vonulás közben nonstop repüléssel tesz meg több ezer km-t. Mindezek a képességek magyarázzák azt, hogy a madarak az egész Földön elterjedtek.