Kachny začaly být považovány za domestikované v 17. století. Nejprve je mniši krmili a po čase je začali chovat. Kachny se však v té době chovaly pouze na vodě, čemuž se nelze divit, protože jsou výbornými plavci. Je důležité pochopit, proč kachna plave a co jí k tomu pomáhá.
Tlusté tajemství
Kachny dobře drží na hladině vody díky tvaru těla – je zploštělé. Kosti takového ptáka jsou lehké a duté. Peří je pokryto mastnou tekutinou, která odpuzuje vodu. Díky hustotě opeření je zabráněno smáčení, když kachna plave. To také zachrání ptáka před chladem. Kachna může plavat ve studené vodě po dlouhou dobu, protože speciální žláza umístěná v blízkosti ocasu produkuje mastnou tekutinu, v důsledku čehož kachny nejsou studené.
Před odesláním ptáků ke koupání se opakuje postup mazání peří. Pták vstává a setřásá se. Současně dělá vlnové pohyby a peří se zvedne blízko základny. V důsledku toho je tuková vrstva rychle pokryje.
Takové mazání zvyšuje objem těla, což má velký význam v procesu plavání. Je známo, že pokud ptáci nemají lubrikaci nebo je tělo pokryto neprostupnou látkou, kachna nebude moci plavat.
Pomoc od tlapek
Tlapky pomáhají kachně s jistotou plavat na hladině vody. S jejich pomocí kachna plave. Prsty jsou spojeny pavučinou. U některých plemen jsou ráfky vyvinuty samostatně. V důsledku toho se zvětšuje velikost oblasti odporu. Díky tomu se zvyšuje síla dopadů na vodu při veslování.
Jednotlivé klouby mají speciální strukturu navrženou tak, aby usnadnila pohyb po vodní ploše. Kachny mají silné tlapky, které nejsou citlivé na mráz, takže klidně plavou ve studené vodě.
Na souši jsou tlapky umístěny svisle. Takže se těžiště posune a kachna se pohybuje pomaleji. Pokud spěchá, spadne na hruď. Chůze vypadá poněkud nemotorně.
Když jsou ve vodě, tlapky jsou umístěny v mírném úhlu. Když pták vstoupí do vodní plochy, jeho tělo funguje jako loď a jeho tlapky fungují jako kormidlo. Díky krátkým tlapkám jsou možné rychlé manévry a brzdění.
Peří
Hlavním důvodem nepotopitelnosti je přítomnost unikátního opeření (je neustále čištěno a udržováno v pořádku). Peří těsně přiléhají k sobě a k tělu kachny. V důsledku toho se vytvoří bariéra, která chrání před vlhkostí.
Peříčka mají tenké ostny, které drží pohromadě miniaturní háčky. Díky tomuto spojení s ocasem je zajištěna jeho pevnost a zachován tvar. Kromě opeření chrání před nepřízní počasí také tlapky, které nereagují na změny teplot. Vrstva podkožního tuku zabraňuje pronikání chladu do těla ptáka. Vzduch nahromaděný pod vrstvou ptačího peří navíc dodává tělu lehkost při plavání. V důsledku toho není možné se utopit.
Zajímavé funkce
Kromě párových hrudních váčků mají tito ptáci nepárové klíční váčky. Díky umístění dutin se vzduchem v kostech a vnitřních orgánech je zajištěna lehkost kostry, která pomáhá nejen plavat, ale také létat.
Vzhledem k tomu, že objem vzduchu v takových vacích je regulován, pták během potápění a migrace nejen mění hustotu svého těla, ale také kontroluje svou teplotu. Ve vzduchové dutině nedochází k výměně plynů. Neúčastní se tedy procesu dýchání.
Je také zajímavé, jak se tito ptáci potápějí. V důsledku vytvoření odporu během procesu potápění je vzduch vytlačen hrudníkem, prsty se otevírají a pohybují se vpřed. Díky těmto procesům se kachna ze stoje ponoří do libovolné hloubky. Jeho bratři vodního ptactva jsou nuceni se potápět z velkých výšek.
Ne všechny druhy kachen se umí potápět, protože to není jednoduchá práce. Chcete-li se ponořit, musíte udělat prudký pohyb dolů hlavou a tělem. Pták si pomáhá silnými pohyby tlapek. Kachna je také schopna přistát z vody.
Vodu milují i malá kachňata. Za matkou začnou plavat, jakmile se vynoří z ulity. Přitom se jim daří najít potravu. Matka mláďata ovládá a postupně je přivyká samostatnosti.
Mláďata mohou plavat na vodě, pokud jsou pod matčiným křídlem. Tím, že se peřím kachní matky dotknou peřím, pokrývají vlastní opeření tukovou vrstvou, která jim pomáhá plavat na vodě. Pokud je miminko bez matky nebo chované v inkubátoru, samo chmýří tukem nepokryje. Může tedy nejen zmoknout, ale i zemřít.
Tajemství vodního ptactva
Koljašnikov V.V. 1
1 Městská autonomní vzdělávací instituce městské formace města Nyagan „Komplexní střední škola č. 3
Tikhomirova T.A. 1
1 Městská autonomní vzdělávací instituce městské formace města Nyagan „Komplexní střední škola č. 3
Autor práce byl oceněn diplomem vítěze III. stupně
Text práce je umístěn bez obrázků a vzorců.
Plná verze práce je k dispozici v záložce “Job Files” ve formátu PDF
V rybnících často vidíme plavat ptáky, jako jsou kachny, husy a labutě. Jedná se o poměrně velké ptáky. Mohou bezpečně plavat na vodě. Jednoho dne, když jsme s rodiči procházeli po zoo a viděli obrovskou plavou labuť, přemýšlel jsem, proč se neutopil? Tak vznikl nápad na můj výzkum.
Relevance práce je taková, že mezi mými spolužáky, studenty 1. A školy č. 3, 85 % respondentů zvažuje otázku „Proč se vodní ptactvo neutopí?“ zajímavé, 90 % respondentů na tuto otázku nezná odpověď.
Předmět studia: vodní ptáci.
Věc: společné znaky ve struktuře vodního ptactva.
Účel výzkumu: Zjistěte, proč se vodní ptactvo netopí ve vodě.
Porozumět vlastnostem opeření a péči o něj vodním ptactvem;
Proveďte vědecký experiment;
Vyvodit závěry a shrnout, co bylo ve zprávě zjištěno;
Aplikovat znalosti v praxi.
Hypotéza: Všechny vodní ptactvo mají nějaký společný rys, který jim pomáhá zůstat na vodě.
Teoretická část
Vodní ptáci. Kdo jsou oni?
Vodní ptáci – ptáci, kteří vedou vodní životní styl. Nepatří sem všichni ptáci, kteří loví ve vodní sféře, ale pouze ptáci, kteří vědí, jak se udržet na vodní hladině. Mezi vodní ptactvo patří např.
Tito ptáci nejsou příbuzní, na první pohled jsou zcela odlišní: různé velikosti, barvy, každý druh má své vlastní prostředí. Ale všichni tito ptáci mají společné to, že mohou s jistotou plavat na vodě. Čím? Co má společného stavba vodního ptactva? Odpověď spočívá v jejich struktuře.
Nohy s pavučinou
První věc, která vás upoutá, jsou tlapky: vodní ptactvo má tlapky s plovacími blány, jako žáby. Ukazuje se, že pavučinové tlapky ptáků mají značný význam pro veškeré vodní ptactvo, protože díky pavučinovým nohám se plocha samotných chodidel výrazně zvětšuje, což poskytuje vysoce kvalitní interakci mezi ptáky a vodou, což zase , zajišťuje jejich poměrně rychlý pohyb po vodní hladině.
Porovnejme tlapy suchozemského a vodního ptactva:
Obrázek 1: Nohy vodního ptactva
Obrázek 2: Nohy brodivých ptáků 1
Obrázek 1 ukazuje, že tři prsty tlapky směřující dopředu jsou spojeny plovací membránou (u tučňáků, potápníků, hus, kachen, racků); U pelikánů spojuje všechny čtyři prsty plovací blána. U malého počtu druhů (potápky, lysky, phalaropes) se místo chybějící společné plovací blány vyvíjí hustý keratinizující kožovitý okraj každého prstu. To vše zvětšuje celkový povrch tlapky a tím zvyšuje hnací sílu při veslování.
Ale například brodiví ptáci nepotřebují veslovat a zůstat na hladině vody. Je pro ně důležité zůstat v bažině, proto mají prsty široce roztažené a vybavené dlouhými drápy.
Lehká kostra
Ptáci mají lehké kosti. Lehkost ptačí kostry je dosažena tím, že kosti jsou tenké, většina z nich je naplněna vzduchem. Kostra ptáků je přizpůsobena k letu. Lebka ptáků je velmi lehká, jasně rozdělená na mozkovou a obličejovou část. To vše dělá ptáka snadným. Tato vlastnost platí pro všechny ptáky, protože potřebují k letu lehkost.
“Magická” žláza
Všichni jsme slyšeli výraz „voda z kachního hřbetu“. Chápeme význam tohoto výrazu, ale nevíme, kde se tento výraz vzal.
Už dávno si lidé všimli jedinečné schopnosti hus nezmoknout se ve vodě. Ptáci přilétají na břeh, mírně se setřásají a jejich peří je úplně suché. Ve skutečnosti se tato vlastnost týká nejen hus, ale veškerého vodního ptactva.
Tajemství spočívá v tom, že veškeré vodní ptactvo má speciální žlázu umístěnou u kořene ocasu, která produkuje tukové mazivo. Toto mazivo je mastné. Když to vypadá, že si husa právě čeří peří, ve skutečnosti se odehrává důležitý proces. Ptáci uchopí tuk zobákem a opatrně si ho vetře do peří, čímž tuk rozmazávají. Ptáci provádějí tento proces několikrát denně, když si uvědomí, že předchozí vrstva „magického“ oleje na jejich peří mizí a je třeba ji obnovit. Peří, které se namaže, začne odpuzovat vodu, a proto se nemůže namočit. Můžete plavat pomalu bez rizika utonutí.
Péřový potápěčský oblek
Vodní ptactvo má zvláštní opeření, ne stejné jako běžní ptáci. Takové opeření lze bezpečně nazvat „potápěčským oblekem“, protože voda neproniká k vnitřnímu peří a kůži. Je to dáno jednak tím, že peříčka jsou mazána tukem, ale také speciální strukturou obrysových peříček. Husté propletení péřových barbulí tvoří silnou, mřížovitou vrstvu, která dokáže odpuzovat vodu. Když tedy husy (nebo jakékoli jiné vodní ptactvo) plavou, voda omývá pouze vnější stranu peří. Takže křídla i potápějících se ptáků zůstávají vždy suchá a po vynoření může pták okamžitě vzlétnout.
Pod obrysovými peříčky jsou měkké, nadýchané prachové peří. Jsou také svým způsobem kouzelné, protože zadržují nespočet vzduchových bublinek, kterým se běžně říká „vzduchový polštář“. Tento „vzduchový polštář“ lze přirovnat k nafukovací matraci, která dokáže udržet celou naši rodinu na vodní hladině. Stejně tak „vzduchový polštář“ prachového peří drží ptáka na vodě.
V rámci studia vědecké a publicistické literatury jsme se tedy dozvěděli, že vodní ptactvo jsou ptáci, kteří mohou plavat na vodě. Existuje velké množství takových ptáků, patří do různých řádů, což znamená, že se liší velikostí, barvou, rozpětím křídel atd. Ale tito ptáci mají společné strukturální rysy:
Nohy-ploutve, kde jsou prsty spojeny membránami. Takové tlapky pomáhají ptákovi veslovat.
Lehká kostra. Lehkost ptačí kostry je dosažena tím, že kosti jsou tenké, většina z nich je naplněna vzduchem.
Péřový „potápěčský oblek“, který se skládá ze speciálních peří na vnější straně blokujících cestu vody a chmýří na vnitřní straně tvořící „vzduchový polštář“.
“Kouzelná” žláza, která vylučuje speciální mazivo pro ptáka, aby se staral o jeho peří.
Speciální struktura nohou pomáhá vodnímu ptactvu veslovat. Ale nejdůležitější roli v tom, že ptáci mohou plavat na vodě, hraje vzduch. Je přítomen jak v kostech ptáků, díky nimž je pták lehčí, tak v chmýří. A aby voda nevytlačila vzduch, ptáček potřebuje tuk. To znamená, že vzduch a tuk jsou dvě složky úspěchu vodního ptactva.
Našli jsme zajímavý příběh zmíněný v několika zdrojích, který se odehrál v Německu asi před 120 lety. Jedné osobě byly z Ameriky přivezeny vzácné čistokrevné kachny. Cestou bylo o kachny velmi špatně postaráno, nesměly plavat ani se o sebe postarat, kvůli tomu bylo opeření ptáků špinavé a po příjezdu vypadali špinavě a neupraveně. Šťastný kupec kachny důkladně umyl. Potom umístil ptáky do kádě naplněné vodou a chvíli tam nechal. O půl hodiny později majitel zjistil, že se všechny kachny utopily.
Proč se to stalo? Muž udělal chybu, když ptáky umyl mýdlem: smyl z peří tuk a uvolnil všechen vzduch z prachového peří. Podívejme se na příklad, jak funguje vzduch a tuk. A pak věnujme pozornost tomu, jak „fungují“ tlapky.
experimentální část
Experiment č. 1: „Magické mazivo“
Před zahájením vodních procedur si vodní ptactvo maže peří tukem vylučovaným „magickou“ žlázou. Opeřený tvor se postaví a začne se otírat. Tyto pohyby pomáhají zvednout peří na základně – zvětšují „vzduchový polštář“ v prachovém peří a pomáhají tuku pokrýt všechna obrysová peří. Abychom na vlastní oči viděli, jak to „funguje“, provedli jsme experiment.
Mazivo jsme nahradili rostlinným olejem, protože oba jsou tučné.
Ptáček bude nahrazen vatovou podložkou, uvnitř je vzduch jako v ptačím peří a vnější strana je pevně stlačena, což nám připomíná obrysová pírka s do sebe zapadajícími ostny.
Jeden vatový tampon jsme navlhčili olejem, druhý nechali oschnout a oba namočili do nádob s vodou. Bavlněná podložka, která byla suchá, rychle zvlhla a potopila se.
Ale vatový tampon, který jsme namočili do oleje, se vůbec nehodlal potopit a vesele plaval na hladině vody.
Tento experiment nám ukázal, že tuk (tuk nebo olej) odpuzuje vodu. Pokud pták peří neošetřuje, voda snadno pronikne přes obrysová peří, namočí prachové peří, vytlačí vzduch a pták se utopí.
Experiment č. 2 „Síla vzduchu“
Pro tento vědecký experiment jsme potřebovali kovovou matici a dva kusy polyethylenu, jeden hladký a druhý „hrbolatý“, tzn. se vzduchovými bublinami.
Ořech nahradil ptáka. Obyčejný polyetylen symbolizoval nevodní ptactvo a „uhrovitý“ polyetylen symbolizoval vodní ptactvo. Pojďme si vysvětlit proč. Z předchozích zkušeností jsme zjistili, že naolejované peří odpuzuje vodu a zabraňuje promáčení peří. Díky tomu se v mazaném peří zadržují vzduchové bubliny. A v nenamazaném peří se vzduch neudrží, voda ho vytlačí ven. Zkontrolujeme, zda to pomáhá vodnímu ptactvu zůstat na vodě. Na hladinu vody jsme položili kus „hrbolatého“ polyethylenu a na něj kovovou matici. Ořech se nepotopí. Vzduch je totiž lehčí než voda, drží těžký ořech.
Jak se chová jednoduchý polyetylen, který, jak si pamatujeme, znázorňuje peří nevodního ptactva? Provedli jsme všechny stejné operace: na hladinu vody jsme položili obyčejný polyethylen a na něj matici.
Ořech se potopil. A to je pochopitelné, protože v polyetylenu nebyl vzduch, nebylo co udržet náklad. Z toho můžeme usoudit, že vzduchová mezera v peří zabraňuje utonutí vodního ptactva.
Závěr: peří ošetřené lubrikantem zabraňuje utonutí vodního ptactva a pomáhá mu zůstat na vodě. Tajemství tohoto lubrikantu je v tom, že zabraňuje vodě smáčet peří, což znamená, že uvolňuje vzduch, který je mnohem lehčí než voda, drží ptáka a zabraňuje tomu, aby se utopil. Totéž jsme dokázali na příkladu: polyetylen se vzduchem dokázal udržet těžký ořech, ale obyčejný polyetylen ne; vata napuštěná olejem plave na hladině vody, ale obyčejná vata ne, to vše proto, že vata napuštěná olejem zadržuje vzduch, který zabraňuje klesnutí vaty ke dnu.
Pokus č. 3 „Veslování“
Ve vědecké literatuře čteme, že membrány zvětšují plochu nohou, a to pomáhá ptákovi veslovat, „tlačit vodu“. Tyto plovací ploutve nám připomínaly plavecké ploutve.
Bez ploutví překonal plavec vzdálenost 3 metrů za . sekund
S ploutvemi byla stejná vzdálenost překonána za. sekund.
Tento experiment prokázal, že ploutve zvyšují rychlost plavce.
Praktická část
Jak získané znalosti využít v běžném životě
Po prostudování odborné literatury a provedení experimentů jsme dospěli k následujícím závěrům, které můžeme v životě (v praxi) využít:
Víme, že tuk odpuzuje vodu. Tento poznatek se může hodit na podzim nebo na jaře – kožené boty si namažeme olejem, dostane se do nich pak voda a nenamočíme si nohy. Obočí miminka můžete také před koupáním namazat olejem, při koupání se mu pak voda nedostane do očí.
Vzduch pomáhá vznášet se na hladině vody. To znamená, že při plavání můžete použít návleky na ruce, vestu nebo nafukovací kruh, abyste zabránili utonutí.
Nohy s popruhy pomáhají veslovat ve vodě. Lidé vynalezli podobné tlapky – ploutve. Jsou navrženy tak, aby pomohly člověku plavat rychleji.
Zajímalo nás, proč se vodní ptactvo netopí. Studium literatury zvýšilo náš zájem o toto téma. Ukázalo se, že vodní ptactvo jsou všichni ptáci, kteří mohou plavat na vodě, ale zároveň nejsou příbuzní. Pak jsme začali v jejich struktuře hledat podobné rysy, které jim umožňují plavat.
Ukázalo se, že veškeré vodní ptactvo má „kouzelnou“ žlázu, která produkuje tukové mazivo. Ptáci tuk zachycují zobáky a opatrně si ho vetírají do peří. Peří, které je mazáno tukem, začne odpuzovat vodu, a proto se nemůže namočit. Speciální obrysová peří navíc zabraňují pronikání vody, husté propletení jejich péřových ostnů tvoří silnou vrstvu, která dokáže odpuzovat vodu. Díky tomu se v opeření vytváří „vzduchový polštář“. Ona a lehká kostra drží ptáky na vodě.
Abychom viděli, jak to funguje na vlastní oči, provedli jsme dva experimenty, které potvrzují výše uvedené.
První pokus nám pomohl ujistit se, že tuk brání vodě „vyhánět“ vzduch, protože vata mazaná olejem se ve vodě nepotopila, ale neupravená vata se potopila. Vatové tampony nám nahradily peří a rostlinný olej – lubrikant.
Druhý experiment prokázal, že kachna se díky „vzduchovému polštáři“ neutopí. Těžkou kachnu nahradila kovová matice a opeření nahradila bublinková fólie. Matice položená na obyčejný polyetylen okamžitě klesla ke dnu, ale polyetylen se vzduchovými bublinami zabránil potopení ořechu. To znamená, že to byly vzduchové bubliny, které dokázaly udržet těžký předmět na hladině vody.
Ale tito ptáci nejen plavou na hladině, ale také plavou. Ve veslování jim pomáhají pavučinové tlapky. Na tomto principu lidé vytvořili plavecké ploutve. Abychom dokázali, že vám ploutve pomáhají veslovat, provedli jsme experiment v bazénu. Bez ploutví plavec uplave vzdálenost . metrů za . sekund, a nasadit ploutve na stejnou vzdálenost – za. sekund. To dokazuje, že plovací nohy pomáhají ptákům pohybovat se ve vodě a veslovat.
Cílem naší studie tedy bylo zjistit, proč se vodní ptactvo netopí ve vodě. Našli jsme odpověď na položenou otázku: vodní ptactvo se netopí díky tomu, že si peří ošetřuje speciálním lubrikantem vylučovaným z kostrční žlázy. Toto mazivo umožňuje odpuzovat vodu a zadržovat vzduch uvnitř chmýří. Cíle bylo dosaženo. Potvrzuje se i naše hypotéza vyslovená před zahájením prací – předpokládali jsme, že vodní ptactvo je si do jisté míry podobné, mají nějaký společný rys, který jim pomáhá zůstat na vodě. Tímto společným znakem je „kouzelná žláza“, péřový „oblek“, lehkost kostí. A speciální struktura jejich tlapek jim pomáhá plavat.
Ptáci Mititello Ksenia. Vodní ptactvo a polovodní živočichové. Eksmo, 2012
