Vtáky - Pravtáky a bežce

Vtáky (Aves) sú triedou stavovcov charakteristickou prítomnosťou peria, bezzubého zobáku a vysokou metabolickou aktivitou. Sú vynikajúci letci, hoci niektoré skupiny druhotne schopnosť letu stratili. Tomuto jedinečného spôsobu života je prispôsobená celková stavba kostry a zmyslových orgánov (predovšetkým majú dobre vyvinutý zrak).

Vtáky sa koncom druhohôr vyvinuli z plazov. Svedčia o tom nasledujúce znaky:

• Koža vtákov je hladká, bez žliaz, nachádza sa v nej jediná párová nadchvostová žľaza (glandula uropygii), najviac vyvinutá u vodného vtáctva.
• Stavba niektorých vnútorných orgánov a kostry je podobná, vrátane diapsidnej lebky.
• Plazy aj vtáky majú močopohlavné ústroje – kloaku – a dusíkaté látky vylučujú prostredníctvom kyseliny močovej.
• Podobný je aj spôsob rozmnožovania – vajcami – a vývin zárodku.

Hlavnými znakmi vtákov, ktoré ich odlišujú od plazov, sú:

• pokryv tela tvorí perie
• predné končatiny sa premenili na krídla schopné letu (plavce a bežce ju druhotne stratili)
• bohaté zvukové prejavy
• starostlivosť o potomstvo u drvivej väčšiny druhov
• teplokrvnosť

Charakteristickým znakom vtákov je perie, ktoré chráni telo pred stratou tepla. Perie je zložené prevažne z vláknitého proteínu keratínu. Pravidelne sa vymieňa v procese pŕchnutia.

Podľa štruktúry rozoznávame 2 základné typy peria.

• spodné perie (páperie) – jemné perie s jednoduchou štruktúrou
• obrysové (kontúrové) perie – povrchové, aerodynamické perie zabezpečujúce ochranu a letové funkcie

V súvislosti s obrysovým perím rozoznávame niekoľko pojmov. Jeho centrálna časť sa nazýva stvol (scapus). Stvol začína v pokožke pevne zasadeným brkom (calamus), ktoré je takmer duté a holé. Tá časť stvolu, kde z neho po oboch stranách vyrastajú tenšie paralelné rady vetvičiek (barbae), sa nazýva kostrnka (osteň, rachis). Z vetvičiek ďalej vybiehajú ešte tenšie lúče (barbulae), ktoré môžu mať na konci háčiky (hamuli), čím drží perie svoj aerodynamický tvar a umožňuje obtekanie vzduchu počas letu. Vetvičky s lúčmi tvoria dohromady zástavicu (vexillum). Ľavá a pravá strana zástavice je zvyčajne asymetrická, čo sa týka dĺžky lúčov (dlhšia strana býva orientovaná smerom k prednej časti tela vtáka).

Páperie (plumae) je samostatným typom spodného peria alebo môže vyrastať aj zo stvolu obrysového peria medzi brkom a kostrnkou. Je oveľa jemnejšie, jeho zástavica nemá háčiky, a slúži najmä ako tepelný izolant. Taktiež je prvým typom peria u väčšiny čerstvo vyliahnutých vtákov do doby, kým im nenarastú obrysové perá.

Medzi špecializované typy obrysového peria patria napríklad:

• kormidlové perie (na chvoste) – silné a pevné perie na manévrovanie letu
• letky (na krídlach) – dlhé a silné perie, tvoria hlavnú časť krídel
• krycie perie (na trupe, krku, hlave a časti nôh) – poskytuje dodatočnú ochranu a izoláciu, je mäkkšie a kratšie ako typické letové perie

Za farbu peria sú zodpovedné farebné pigmenty, ako melaníny a karotenoidy, ktoré sú uložené vo vetvičkách a lúčoch peria. Okrem pigmentov môže byť farba peria (najčastejšie modrá) úzko spojená s jeho štruktúrou, napríklad s prítomnosťou vzduchových bubliniek. Tieto bublinky spolu s optickými vlastnosťami peria spôsobujú fyzikálne javy ako ohyb a lom svetla, ktoré ovplyvňujú vnímanú farbu. Existujú aj perá s menlivými farbami, ktoré menia farbu v závislosti od uhla dopadu svetla, čo je spôsobené zmenami v štruktúre peria a interakciou so svetlom.

Kosti vtákov sú ľahké a pritom pevné. Sú pneumatizované (vyplnené vzduchom), čo značne uľahčuje lietanie. Lebka sa spája s chrbticou pomocou jedného výbežku. V lopatkovej časti sa nachádzajú krkavčie kosti.

Dolná končatina sa nazýva behák. Podľa jeho stavby rozoznávame niekoľko typov končatín (kráčavé, skákavé, brodivé, plávacie, hrabacie, chytacie).

Svalstvo je prispôsobené lietaniu. Hrebeň prsnej kosti je vysoký a úplne vyplnený mohutným svalstvom. Takisto je vyvinuté aj mohutné stehnové svalstvo.

V tvárovej časti vytvárajú čeľuste zobák. Pažerák sa rozširuje a vytvára hrvoľ, ktorý slúži na zmäkčovanie požitej potravy. Žalúdok sa rozdeľuje na žľaznatý a svalnatý.

Dýchacia sústava vtákov patrí k najvýkonnejším v celej živočíšnej ríši. Okrem pľúc majú väčšinou vyvinutých aj niekoľko párov (5) vzdušných vakov, ktoré majú úlohu nadľahčovať a ochladzovať telo a prebieha tu čiastočne aj výmena dýchacích plynov. S dýchaním súvisí aj hlasový aparát – tzv. syrinx, ktorý je tvorený hlasivkovými väzmi a svalstvom a mnohokrát flexibilne dokáže meniť výšku a tón hlasu. K hlasovému prejavu niekedy dopomáhajú rôzne rezonátory v priedušnici a krku.

Srdce vtákov je úplne rozdelené na 2 predsiene a 2 komory. Vtáky majú pravý oblúk aorty, čo znamená, že aorta sa po opustení srdca oblúkuje doprava. V dôsledku rýchlejšieho metabolizmu (pre potreby lietania) majú vtáky vysoký tep a vyššiu stálu telesnú teplotu ako cicavce (40–42°C).

Spoločné vyústenie vylučovacích a pohlavných žliaz nastáva cez kloaku.

Zo zmyslových orgánov je najviac vyvinutý zrak, hoci oči sú relatívne málo pohyblivé (na rozdiel od cicavcov). Vtáky žmurkajú pohybom spodného viečka nahor (opačne ako cicavce). Vtáky vnímajú zrakom široké spektrum vlnových dĺžok, vrátane ultrafialového svetla. Dokážu tiež vnímať geomagnetické pole Zeme, čo im pomáha pri navigácii počas migrácie. Tento zmysel je spojený s proteínmi v ich očiach, ktoré reagujú na magnetické pole a poskytujú vizuálne informácie o smere. Okrem výborného zraku majú vtáky dobre vyvinutý aj sluch, ktorý je dôležitý pre komunikáciu a vyhľadávanie potravy.

Nervová sústava je na vysokej úrovni, čo je dôsledkom potreby spracovávania signálov zo zmyslov, ale prejavuje sa jednak aj pomerne zložitými reflexami, vrodenými aj získanými. Mnohé poznatky etológie (veda o správaní živočíchov) boli získané práve z pozorovania vtákov.

U vtákov sa spravidla vyvinie jeden z vnútorných pohlavných orgánov a oplodnenie je vnútorné. Dĺžka vývinu závisí od druhu a u vtákov je častý pohlavný dimorfizmus.

Vývin prebieha vo vajci, ktoré je polylecitálne, pozostávajúce z tmavého a svetlého žĺtka, uchyteného pútkom (chaláza), a z riedkeho a hustého bielka, ktoré obsahuje 97% vody. Žĺtok slúži ako hlavný zdroj výživy a zárodočný terčík je uložený na jeho povrchu. Vajce je obalené jemnou papierovou blankou a vápenatou škrupinou, ktorá má póry, prostredníctvom ktorých embryo dýcha. Na tupom póle vajca sa nachádza vzduchová komôrka, ktorá zabezpečuje komunikáciu zárodku s vonkajším prostredím.

Mláďatá sa liahnu samé pomocou rohovitého vaječného zúbka na hornej čeľusti zobáka, ktorým rozbíjajú škrupinu; tento zúbok po vyliahnutí zaniká.

Z hľadiska vyliahnutia poznáme vtáky:

• kŕmivé (nidikolné) – rodia sa holé a sú odkázané na starostlivosť rodičov (patrí sem väčšina spevavcov)
• nekŕmivé (nidifúgne) – hneď po vyliahnutí sú operené a schopné pohybu a zháňať si potravu (kurčatá, kačky)

Počas párenia sa vtáky dávajú do dvojíc. Žijú monogamne ale aj polygamne. Niektoré druhy tvoria premyslené hniezda, niektoré si na vzhľade a konštrukcii hniezda nepotrpia, niektoré nestavajú žiadne hniezda.

Podľa zmeny teritória počas roka poznáme vtáky:

• stále – žijú stále na tom istom mieste a sú schopné prispôsobiť sa meniacim sa životným podmienkam
• prelietavé – sťahujú sa podľa okolností z miesta na miesto
• sťahovavé – v dôsledku zhoršených životných podmienok sú schopné prekonávať niekoľkotisíckilometrové vzdialenosti a vracať sa na pôvodné miesto

Počtom druhov patria vtáky medzi druhú najpočetnejšiu triedu stavovcov (po lúčoplutvovcoch). Tradične sa recentné druhy vtákov rozdeľovali do 3 nadradov:

1. nadrad: Bežce (Ratitae) – zodpovedajú dnešným Paleognathae
2. nadrad: Plavce (Impennes) – zahŕňajú tučniaky
3. nadrad: Letce (Carinatae) – zahŕňajú všetky ostatné vtáky, čo zodpovedá dnešným Neognathae, s výnimkou tučniakov

Po zohľadnení molekulárnych a fylogenetických štúdií už plavce netvoria samostatnú skupinu, ale sú zaradené medzi letce.

Podtrieda: Pravtáky link

Pravtáky (Saururae) sú vyhynutou skupinou prehistorických vtákov, no podobne ako rozlišujeme napr. plaplazy, aj tu existuje určitá prechodná, alebo lepšie povedané slepá vývojová vetva, ktorých zástupcovia nesú niektoré znaky zhodné s plazmi.

Podtrieda: Pravé vtáky link

Pravé vtáky (Ornithurae) predstavujú vývojovo pokročilejšiu skupinu vtákov. Ich hlavnými charakteristikami sú:

• redukcia chvostových stavcov, resp. ich zrastenie a skrátenie do podoby tzv. pygostylu
• heterocélne stavce
• kratšia stehenná kosť
• absencia pravých zubov v zobáku (zúbkozobce majú len zubom podobné výčnelky zložené z keratínu)

Patria sem všetky dnes žijúce vtáky, ktoré sa rozdeľujú na bežce a letce. Ich latinské pomenovanie však naznačuje, že hlavným rozlišovacím znakom je stavba lebky. Paleognátna lebka je pevná a robustná, čo poskytuje väčšiu silu a stabilitu, zatiaľ čo neognátna lebka je flexibilnejšia a umožňuje väčší rozsah pohybu zobáka. Toto rozdelenie tiež zodpovedá rozdielom na molekulárnej úrovni medzi týmito dvoma skupinami vtákov.

Nadrad: Bežce link

Bežce (Paleognathae) zväčša nemajú pneumatizované kosti a väčšina z nich stratila schopnosť letu (výnimka tinamy), hoci krídla aj chvost majú niektoré pomerne dobre zachované. Majú paleognátny typ lebky. Nelietajú predovšekým kvôli tomu, že nemajú vyvinutý hrebeň prsnej kosti, čo je výčnelok, na ktorý sa u iných druhov pripájajú mohutné prsné svaly zodpovedné za lietanie. Na druhej strane majú silné dolné končatiny a rýchlo behajú. Patria sem najväčšie žijúce vtáky.

Rad: Pštrosotvaré link

Do pštrosotvarých (Struthioniformes) patria africké druhy veľkých nelietavých vtákov, ktoré však majú krídla aj chvost pomerne dobre vyvinuté. Na nohách majú 2 prsty.

Rad: Nanduotvaré link

Nanduotvaré (Rheiformes) sú menšie juhoamerické nelietavú druhy, ktoré majú pneumatizované kosti, zachované krídla a skrátený chvost. Na nohách majú 3 prsty.

Rad: Kazuárotvaré link

Kazuárotvaré (Casuariformes) sú veľké nelietavé druhy obývajúce Austráliu a Novú Guineu. Nemajú chvostové perie ani letky na zakrpatených krídlach. Kosti majú slabo pneumatizované. Na nohách majú 3 prsty.

Rad: Kiviotvaré link

Kiviotvaré (Apterygiformes) sú malé novozélandské nelietavé druhy s redukovanými krídlami, chvostovým perím a typickým predĺženým zobákom. Ich perie pripomína srsť. Kosti nemajú pneumatizované. Na nohách majú 4 prsty.

Rad: Tinamotvaré link

Tinamotvaré (Tinamiformes) sú americké druhy a jediný rad bežcov, ktorého zástupcovia stále dokážu lietať, lebo majú zachovaný hrebeň prsnej kosti a aj pneumatizované kosti.