Перо птицы: строение и функции¶

Перо — это роговое образование кожи у птиц, представляющее собой производное эпидермиса и выполняющее функции терморегуляции, обтекаемости тела, обеспечения полёта и демонстративного поведения. Перья являются уникальной особенностью класса птиц и покрывают практически всю поверхность их тела, за исключением клюва, восковицы и части ног.

¶Строение пера

Типичное контурное перо состоит из нескольких основных частей. Очин (calamus) — это полый, частично ороговевший нижний участок стержня, погружённый в кожу и расположенный в перьевой сумке. Над очином располагается ствол (rachis) — плотное, заполненное губчатой тканью образование, несущее на себе опахало. Опахало (vexillum) формируется из многочисленных ответвлений ствола — бородок первого порядка, от которых, в свою очередь, отходят бородки второго порядка, снабжённые крючочками. Эти крючочки сцепляют соседние бородки между собой, образуя упругую и плотную пластину опахала. Если сцепление нарушается, птица восстанавливает его, пропуская перо через клюв — процесс, известный как чистка или уход за оперением.

Нижняя часть пера, находящаяся под кожей, называется перьевой сумкой, к которой подходят кровеносные сосуды и нервные окончания. Растущее перо снабжается кровью через сосочек, расположенный в основании очина. После завершения роста кровоснабжение прекращается, и перо становится «мёртвым» роговым образованием.

¶Классификация перьев

По строению и функциям выделяют несколько типов перьев:

• Контурные перья — покрывают всё тело птицы, придавая ему обтекаемую форму. Среди них выделяют кроющие (покрывают туловище и основания маховых), маховые (крупные перья крыла, обеспечивающие подъёмную силу и тягу) и рулевые (перья хвоста, отвечающие за управление полётом и торможение).
• Пуховые перья — имеют короткий ствол и мягкие, не сцепленные между собой бородки. Они расположены под контурными перьями и служат для теплоизоляции.
• Пух — отличается от пуховых перьев полным отсутствием ствола: бородки отходят непосредственно от очина. Пух покрывает птенцов и встречается у взрослых птиц между контурными перьями.
• Нитевидные перья — рудиментарные образования с тонким стержнем и слабо развитым опахалом. Расположены у основания клюва, глаз и в области перьевых зон; выполняют сенсорную функцию.
• Щетинки — жёсткие перья без опахала, расположенные у основания клюва (например, у козодоев и мухоловок), выполняют осязательную функцию при ловле насекомых в воздухе.
• Пудретка (пудровые перья) — особый тип перьев, бородки которых постоянно ломаются, образуя мелкий порошок (роговую пудру). Эта пудра наносится птицей на оперение для защиты от намокания и загрязнения. Пудретки характерны для голубей, попугаев, цапель и некоторых других групп.

¶Химический состав и окраска

Основу пера составляет белок кератин — тот же фибриллярный белок, из которого построены чешуи рептилий, когти, копыта и волосы млекопитающих. Кератин придаёт перу прочность и упругость. Цвет пера формируется двумя способами: пигментацией и структурной окраской.

Пигментная окраска обусловлена наличием в клетках пера пигментов: меланинов (чёрный, бурый, серый цвета), каротиноидов (жёлтый, оранжевый, красный) и порфиринов (зелёный, красный). Меланины, помимо окраски, дополнительно укрепляют перо, повышая его устойчивость к истиранию.

Структурная окраска возникает в результате интерференции света на микроскопических структурах бородок. Например, синий и зелёный цвета у многих птиц (сойки, павлины, зимородки) обусловлены не пигментами, а рассеиванием света на пористых слоях кератина. Иридисцентный (переливчатый) эффект, наблюдаемый у колибри и скворцов, создаётся многослойными пластинками в бородках, отражающими свет с разной длиной волны в зависимости от угла зрения.

¶Функции перьевого покрова

Перьевой покров выполняет несколько жизненно важных функций:

1. Терморегуляция — воздух, удерживаемый между бородками пуховых перьев и пуха, создаёт теплоизоляционный слой, снижающий потери тепла в холодную погоду и предотвращающий перегрев в жару.
2. Обеспечение полёта — маховые перья крыла создают подъёмную силу, а рулевые перья хвоста обеспечивают манёвренность и стабильность.
3. Гидроизоляция — смазка перьев секретом копчиковой железы придаёт им водоотталкивающие свойства, что особенно важно для водоплавающих птиц.
4. Защита от механических повреждений — плотный контурный покров предохраняет кожу от царапин, укусов насекомых и ультрафиолетового излучения.
5. Коммуникация — яркая окраска и форма перьев используются в брачных демонстрациях, при отпугивании хищников и для распознавания особей своего вида.
6. Камуфляж — покровительственная окраска позволяет птицам сливаться с окружающей средой, скрываясь от хищников или подкрадываясь к добыче.

¶Линька

Перья — образования с ограниченным сроком службы: они истираются, выцветают и повреждаются. Поэтому птицы периодически сменяют оперение в процессе линьки. У большинства видов линька происходит ежегодно после окончания сезона размножения. Маховые и рулевые перья у большинства птиц сменяются постепенно, что позволяет сохранять способность к полёту. Однако у некоторых групп (утки, гуси, лебеди) маховые перья выпадают одновременно, и птицы на несколько недель теряют способность летать. У самцов многих видов существует дополнительная предбрачная линька, в результате которой они приобретают яркое брачное оперение.

¶Использование перьев человеком

Перья птиц с древних времён использовались человеком. Пух водоплавающих птиц (прежде всего гаги) применяется для наполнения одеял, подушек и тёплой одежды благодаря исключительным теплоизоляционным свойствам. Перья использовались для письма (гусиные перья в качестве пишущих инструментов до XIX века), в декоративно-прикладном искусстве, для изготовления стрел, украшений и элементов костюма. В современной промышленности перья перерабатываются в кормовую муку для животноводства. В научных исследованиях перья используются для изучения рациона птиц (изотопный анализ), их миграций и генетических связей.

¶Интересные факты

• Количество перьев у разных видов птиц варьирует от нескольких сотен (колибри) до 25 тысяч (лебеди).
• Самое длинное перо среди диких птиц принадлежит японской банкивской курице — до 1,5 метра; среди домашних — декоративным породам кур (до 7 метров у породы онагадори).
• Перья растут быстрее, чем любые другие образования из кератина: у крупных птиц скорость роста может достигать нескольких миллиметров в сутки.
• Структура пера вдохновляла инженеров при создании аэродинамических профилей и материалов с высокой прочностью при малом весе.

¶Источники

• Ильичёв В. Д., Карташёв Н. Н., Шилов И. А. «Общая орнитология». — М.: Высшая школа, 1982.
• Коблик Е. А. «Разнообразие птиц (по материалам экспозиции Зоологического музея МГУ)». — М.: Издательство МГУ, 2001.
• Gill F. B. «Ornithology». — New York: W. H. Freeman and Company, 2007.
• Lucas A. M., Stettenheim P. R. «Avian Anatomy: Integument». — Washington: USDA, 1972.