Взаимоотношения величин органов птиц как таксономический признак

В.А. Валуев

Башкирский государственный университет,

Уфа, Заки Валиди, 32, 450076

Сборник научных трудов SWorld. Материалы международной научно-практической конференции "Научные исследования и их практическое применение. Современное состояние и пути развития '2013". Выпуск 1. Том 38. Одесса: КУПРИЕНКО, 2013. Цит. 113-0381. С. 22-30.

Измерены внутренние и внешние органы птиц. Проведён анализ взаимосвязей между различными органами: выявлено наличие определённых взаимоотношений между органами; установлены их взаимодействия друг с другом и направление вектора, определяющего значение этого взаимодействия.

Ключевые слова: морфология; признак; таксономия; вектор; взаимоотношение; органы птиц, эволюционная теория.

ВВЕДЕНИЕ.

В настоящее время многими учёными, занимающимися биологическими проблемами поддерживается широко распространённое мнение об эволюционном развитии организма. Практически во всех российских учебниках освещающих биологические или экологические процессы, прямо или косвенно указывается на то, что животное, приспосабливаясь к условиям окружающей среды, изменяет как функциональные, так и другие особенности своего организма.

В связи с этим полученные, в результате наших исследований, данные, указывающие на чёткие взаимосвязи отдельных органов друг с другом, не позволяющие изменяться форме животного в целом, представляют несомненный интерес как для людей, чьи интересы связаны с биологическими процессами, так и для философов.

СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА

Многие учёные считают, что функции и формы органов птиц всегда взаимосвязаны. Например, Ю.Б. Пукинский [1] сообщает, что «..по лицевому диску совы можно с большой долей вероятности определить стиль её охоты, представить тип полёта и даже предположить, характерны ли для её птенцов игры, имитирующие охоту». Этот же автор указывает, что степень выраженности лицевого диска сов достаточно чётко связана с формой крыла и хвоста, зависящей от характера полёта. В.М. Гаврилов и др. [2] указывают, что ими установлено усиление коррелятивных связей между социальным статусом и целым комплексом морфофизиологических характеристик особей при переходе птиц к территориальности; связь размеров территории с морфофизиологическими характеристиками особей, а также связь изменчивости морфологических и размерных признаков со структурой и динамикой популяций. Однако, не всегда морфологические признаки даже одного органа, например, частей определённого пера и даже отношений этих частей друг к другу [3, 4] могут выступать как диагностический признак вида. Что касается усиления коррелятивных связей между социальным статусом и целым комплексом морфофизиологических характеристик особей при переходе птиц к территориальности, то нашими исследованиями [5, 6] это не подтвердилось.

Следует обратить внимание, что некоторые данные, опубликованные в середине XX в. и раннее, были получены посредством анализа малого количества исследуемого материала, поэтому выводы (полученные при таких анализах) не совсем верно отражают действительность. Но т.к. это не противоречило логике, то и в более позднее время многие учёные ссылались на этот материал, считая его достоверным. Например, широко распространённое мнение о длине слепых отростков гласит, что длина их зависит от количества употребляемого растительного корма. Так, В.Д. Ильичёв, Н.Н. Карташев и И.А. Шилов [7] считают: «парные слепые кишки у большинства птиц очень малы и выполняют лишь роль лимфоидных органов. Однако у некоторых растительноядных видов слепые кишки имеют большие размеры, и в них идёт активное переваривание растительной пищи…».

Рисунок 1. Взаимосвязь между длиной голени и длиной цевки обыкновенной овсянки

На основе сотен вскрытий нами установлено, что длина слепых отростков у разных видов зависит от состояния других органов (например, массы печени или желудка), причём с различными органами взаимоотношение разное. Также выяснилось, что длина слепых отростков не обязательно зависит от происхождения корма (растительного или животного). Так, у типичных мышеядов – сов и птиц семейства Ястребиные длина слепых отростков отличается более, чем на порядок: от 72 до 113 мм у длиннохвостой неясыти и от 2 до 5 мм у канюка. То же можно сказать и о взаимосвязи других органов.

Так, считается, что кости цевки и голени эволюционно зависят от характеристик друг друга [7]. Однако, исследования, проведённые нами, показали, что это не так. Например, длина цевки обыкновенной овсянки достаточно сильно зависит от длины её голени (рис. 1), а у садовой камышевки (рис. 2) эта взаимосвязь прослеживается слабо. Причём при увеличении длины голени, цевка укорачивается.

Рисунок 2. Взаимосвязь между длиной голени и длиной цевки садовой камышевки

В связи с этой и другой информацией о закономерной связи одних морфологических параметров с другими, а также с социальными, экологическими, этологическими и прочими, нами было предпринято изучение морфологических характеристик внешних и внутренних органов птиц зарегистрированных на территории Южного Урала и их взаимоотношение друг с другом.

ОПИСАНИЕ МЕТОДИКИ ИССЛЕДОВАНИЯ.

Для решения поставленной задачи нам пришлось создать специальный журнал промеров для регистрации морфологических параметров птиц. В него, в виде таблицы внесли 53 наименования внешних и внутренних органов (табл. 1). Кроме них в журнале регистрировался порядковый номер птицы, её наименование; дата, время и место добычи; ФИО человека добывшего или принёсшего птицу; примечание, в которое заносились дополнительные данные, имеющие научную ценность.

Таблица 1

Данные о птице

№	Вид птицы	Дата добычи	Место добычи	Пол	P	LT	EA	A	C	Гл	Г

Продолжение таблицы 1

№

Ц

Ширина цевки

1п

1к

2п

2к

3п

3к

4п

4к

Пищ

Жж

Мж

К-к

Продолжение таблицы 1

№

Лс

Пс

Уп

Кут

Цвет кутикулы

Сел

ЖП

Размер сердца

Вс

Вп

Вж

Вк

Продолжение таблицы 1

№	Сл.отр		Слепой отросток – анальное отверстие	Добыл	Примечания	ДК	ДКз	ДКп

Продолжение таблицы 1

№

КО

КЗ

КП

КН

ОЩ

ЛЩ

Шко

Шкпн

Шксн

НкО

НкЗ

НкП

НкН

Расшифровка кратких обозначений представлена в таблице 2.

Таблица 2

РАСШИФРОВКА КРАТКИХ ОБОЗНАЧЕНИЙ

P	Вес птицы	Пищ	Пищевод	Дк	Длина клюва
LT	Длина птицы	Жж	Железистый желудок	ДКз	Длина клюва от заднего края ноздри
EA	Размах крыльев	Мж	Мускулистый желудок	ДКп	Длина клюва от переднего края ноздри
А	Длина крыла	К-к	Длина кишечника	КО	Высота клюва у основания
C	Длина хвоста	Лс	Левый семенник	КЗ	Высота клюва у заднего края ноздри
Гл	Диаметр глаза	Пс	Правый семенник	КП	Высота клюва у пе-реднего края ноздри
Г	Голень	Уп	Упитанность	КН	Высота клюва у заднего края ноготка
Ц	Цевка	Сел	Селезёнка	ЛЩ	Расстояние от осно-вания лба до разреза рта
Шир цевки	Расстояние от передней сторо-ны цевки до задней / расстоя-ние от правой до левой её стороны	Кут	Характер отделения кутикулы от стенок желудка: КЛО – легко отделяется, КТО – трудно, КНО – не отделяется	ОЩ	Расстояние от места пересечения перпендикуляра, опущенного на ниж-нюю часть надклювья до разреза рта
1п	Первый (задний) палец	ЖП	Желчный пузырь	Шко	Ширина клюва у основания
1к	Коготь первого пальца	Вс	Вес сердца	Шкпн	Ширина клюва у переднего края ноздри
2п	Второй (внутренний) палец	Вп	Вес печени	Шксн	Ширина клюва посредине ноготка
2к	Коготь второго пальца	Вж	Вес желудка	НкО	Высота надклювья у основания
3п	Третий (средний) палец	Вк	Вес корма	НкЗ	Высота надклювья у заднего края ноздри
3к	Коготь третьего пальца	Сл. отр.	Слепой отросток	НкП	Высота надклювья у переднего края ноздри
4п	Четвёртый (наружный) палец	Сл. отр. -ан. от.	Расстояние от места крепления слепых отростков к кишеч-нику до анального отверстия	НкН	Высота надклювья у заднего края ноготка
4к	Коготь второго пальца

Измерения проводили на свежедобытых птицах. Замеры органов проводили с помощью штангенциркуля; взвешивание проводили на электронных весах с делением 0,01. Анализ проводили с помощью программы “Statistika 6,0”.

ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ

В ходе исследований выяснилось, что взаимоотношение органов у разных видов имеют как разную величину, так и разную направленность. Так, у белоспинного дятла Dendrocopos leucotos увеличение длины пальцев и длины клюва, влечёт за собой сокращение голени и цевки. При этом, с увеличением длины пальцев наблюдается увеличение длины клюва. У зяблика Fringilla coelebs при увеличении длины тела, увеличивается масса сердца. Причём эта зависимость выражена очень ярко (рис. 3).

Рисунок 3. Взаимоотношение длины тела (LT) к массе сердца (Вс) Fringilla coelebs

У длиннохвостой неясыти Strix uralensis, наоборот, при увеличении длины тела, масса сердца уменьшается. И хотя эта взаимосвязь слабее (происходит не так явно как у зяблика), однако прослеживается достаточно чётко (рис. 4).

Рисунок 4. Взаимоотношение длины тела (LT) к массе сердца (Вс) Strix uralensis

Изучение морфологии внутренних и внешних органов птиц показало, что у каждого вида функциональное отношение одного органа к другому разное (табл. 2 и 3). Например, у Acrocephalus dumetorum при росте кишечника кишечник сокращается селезёнка.

Таблица 3

Acrocephalus dumetorum		Parus major		Fringilla coelebs
Рост	Сокращение	Рост	Сокращение	Рост	Сокращение
К-к	Сел	LT	Гл	Вт	К-к
Вп	Длина сл. отр.	Вж	Сел	Г	ДК
Вс	К-к	Вп	Сел	Вс	Сел
Вс	LT	Вс	Сел	А	К-к
Ц	ДК	LT	Вп	Вж	Длина сл. отр.
Вж	Длина сл. отр.	Вт	ДК	Г	Ц
С	К-к	ДК	КО	ДК	К-к
		ДК	Шко
		КЩ	Шко

Таблица 4

Emberiza citrinella		Strix uralensis
Рост	Сокращение	Рост	Сокращение
С	К-к	1п	4п
Вт	К-к	А	К-к
Пищ	К-к	ДК	КО
LT	К-к	Г	ДК
К-к	Сел	LT	Гл
ДК	Шко	LT	Вс
Г	ДК	LT	Вп
КО	Шко	LT	Вж
Вп	Длина сл. отр.	1п	3п
Вж	Сел	1п	Г
Вс	Сел	1п	Ц
LT	Гл	2п	Ц
		4п	Г

Как видно из таблиц 2 и 3, многие органы связаны друг с другом так, что при увеличении одного, следует уменьшение другого. Однако не каждому органу присуще влиять на другой. Имеются и такие, которые полностью инертны друг к другу (рис. 5). Но таких пар органов гораздо меньше других, у которых между собой имеются какие-либо связи.

Рисунок 5. Взаимоотношение массы печени (Вп) и длины селезёнки (Сел) Emberiza citrinella

Так, у 32 особей садовой камышевки Acrocephalus dumetorum, из 53 проанализированных связей органов между собой, только две пары (3,8% от всего количества пар органов), а именно Г-ДК и 1п-4п не реагируют на изменение величины друг друга. В то же время, у этого вида яркая взаимосвязь наблюдается у 6 пар органов (11,3%), отчётливая у 14 пар (26,4%), средняя у 17 (32,1%), слабая – у 14 (26,4%).

ОБСУЖДЕНИЕ ПОЛУЧЕННЫХ ДАННЫХ

Исходя из представленного выше материала видно, что отношение одного органа к другому для разных видов специфично. Это относится как к наружным органам, так и к внутренним. Причём, инертность друг к другу таких органов как печень и селезёнка (рис. 5) весьма удивительна. Несомненно, изучение этого явления может много рассказать интересного. Логично было бы предположить пассивное отношение, например, между селезёнкой и когтем, или между печенью и клювом, но чтобы кроветворный орган и печень, занимающая центральное место в регуляции обмена веществ, были инертны друг к другу, причём не у всех видов, это очень интересный факт, изучение которого привнесёт много нового в науку.

Анализ взаимоотношений органов друг к другу показывает, что существуют закономерные связи, количество которых, а также величина их взаимодействия друг на друга и вектор направления (имеется в виду направление изменения параметра одного органа, при изменении параметра другого) у разных таксонов различается. Рассмотрение графиков взаимоотношений органов друг к другу сотен птиц показало, что вид не может трансформировать ни свою внешность, ни функциональность своих органов под влиянием окружающей среды, как бы он этого не хотел. Например, увеличению размера тела, препятствуют сокращения внутренних органов, которые в таком случае не смогут поддерживать жизнеобеспечение организма в целом.

Таким образом, показано, что имеются все предпосылки для специального изучения взаимоотношений параметров органов птиц друг к другу и выявления наиболее ярких их взаимодействий, которые присущи только определённым таксонам, с целью использования таких признаков (как дополнительный инструмент) в решении систематических задач.

Разработка методики использования таких данных (взаимоотношение параметров органов друг к другу), несомненно, внесёт существенный вклад и при выведении новых пород домашних животных.

Список литературы:

1. Пукинский Ю.Б. Жизнь сов. Серия: Жизнь наших птиц и зверей. Вып. 1. Л., Изд-во Ленингр. ун-та, 1977. 240 с.

2. Гаврилов В.М., Керимов А.Б., Александров Л.И., Голубева Т.Б. Иванкина Е.В., Ильина Т.А. Структурно-популяционные эффекты морфофизиологической и энергетической разнокачественности особей и их роль в экологии вида. Актуальные проблемы экологии и зоокультуры. Сборник научных трудов. Ред. А.Д.Белов и др. 1995, М., Изд-во Московской государственной академии ветеринарной медицины и биотехнологии им.К.И.Скрябина. С.17-21.

3. Валуев В.А., Галиева Л.Ф. Определение уток по маховым перьям // Вестник Оренбургского университета. № 6, июнь, 2009. С. 93-95.

4. Шарафутдинова Т.А., Валуев В.А. Идентификация врановых птиц по первостепенным маховым перьям, оставшимся после попадания птицы в двигатель летательного аппарата // Вестник Оренбургского университета. № 6, июнь, 2009. С. 425-426.

5. Валуев В.А. Гельминты диких птиц Башкортостана // Паразитология. Т. 44. Вып. 5 (сентябрь-октябрь). С-Пб, Наука, 2010. С. 419-427.

6. Валуев В.А., Дурягина В.В. Динамика боровой дичи в Предуралье и горах Башкортостана по сезонам // Вестник охотоведения. Вестник охотоведения. Том 9, № 1. Январь - Июнь 2012. С. 25-28.

7. Ильичёв В.Д., Карташев Н.Н., Шилов И.А. Общая орнитология: Учебник для студ. биол. спец. ун-тов. М., Высш. школа, 1982. 464 с.

Сведения об авторе: Валуев Виктор Алексеевич, к.б.н., доцент кафедры зоологии БашГУ, заведующий учебно-научным музеем БашГУ. Россия, Республика Башкортостан, 450074, г. Уфа, ул. Заки Валиди, 32. Тел./факс:8 (347) 229-96-56/ E-mail: ValuyevVA@mail.ru

Data on the author: Valuyev Victor Alekseevich; candidate of Biology; the associate professor of zoology Bashkir state university managing an educational and scientific museum of Bashkir state university. Russia, Republic of Bashkortostan, 450074, Ufa, Zacky Validi St., 32. Ph./faks:8 (347) 229-96-56.

E-mail: ValuyevVA@mail.ru