AUS: CARACTERÍSTIQUES, TIPUS, SISTEMES, REPRODUCCIÓ - BIOLOGIA - 2025

Les aus són animals voladors, homeoterms, vertebrats i amb plomes. Dins dels vertebrats, és la segona classe més rica en nombre d'espècies, amb més 9700, superada només pels peixos. La característica més important d'aquesta classe d'animals és la modificació de les extremitats superiors en ales.

Així, les aus han conquerit el cel de diferents ecosistemes, incloent boscos, deserts, muntanyes, prats, entre d'altres. Les plomes també són una característica indispensable: si un organisme posseeix plomes, és una au.

Font: pixabay.com

Encara que hi ha una àmplia diversitat d'espècies, la morfologia de les aus és homogènia. Totes presenten uniformitat en la seva anatomia: ales, plomes i un bec queratinizado. Aquesta uniformitat tan marcada ha estat restringida al llarg de l'evolució, presumiblement, pel vol.

Es pensa que totes les característiques de les aus han estat el resultat de la selecció natural, afavorint als individus que millor es desplaçaven per l'aire. Així, l'anatomia d'un au semblés estar "dissenyada" per al vol, des dels seus ossos neumatizados fins als seus pulmons i el seu metabolisme eficient.

Les aus es caracteritzen per tenir una visió excel·lent. Tenen unes òrbites oculars enormes i pràcticament immòbils - fet compensat amb una alta rotació del cap.

Les aus modernes es divideixen en dos grups fonamentals: paleognatas i neognatas. El primer comprèn a les aus no voladores o ratites. La neognatas, per la seva banda, inclouen a la resta de les aus amb músculs potents per al vol.

La branca de la zoologia que estudia a l'aus es denomina ornitologia, terme provinent de les arrels gregues ornis = "ocell".

Característiques generals

Característiques morfològiques i fisiològiques

Morfologia d'un au. Exemple d'Vanellus malabaricus. 1-Bec, 2-Cap, 3-Iris, 4-Pupil·la, 5-Manto, 6-Coberteras menors, 7-Escapularis, 8-Coberteras, 9-Terciàries, 10-Rabadilla, 11-Primàries, 12-Respirador, 13 -Muslo, 14-Articulació tebi-tarsal, 15-Tars, 16-Dits, 17-Tibia, 18-Ventre, 19-Flancs, 20-Pit, 21-Gola, 22-Zarzo, 23-Eyestripe. Font: Wikimedia Commons

Les aus són organismes els membres davanters han estat modificats per al vol, en forma d'ales. Si comparem aquestes extremitats amb els d'un vertebrat terrestre, ens adonarem que els ocells han perdut algunes falanges i el membre s'ha allargat.

Les extremitats posteriors, que permeten el cardat de l'individu, la caminada o la natació, també han patit modificacions. Presenten quatre dits, en alguns casos fins a 3 o 2.

L'epidermis està coberta per plomes i les extremitats posteriors d'escates. Les glàndules són escasses en les aus, encara que posseeixen secrecions olioses especialitzades a la fi de la cua.

Les aus són organismes endotermos, és a dir, són capaços de regular la seva temperatura corporal. Tot i que els mamífers també són endotermos, no van adquirir aquesta capacitat fisiològica d'un ancestre en comú, per la qual cosa és un exemple d'evolució convergent.

En els seus diversos sistemes, les aus es caracteritzen per la pèrdua o reducció d'alguns òrgans. Per exemple, les femelles només posseeixen un ovari i un oviducte funcional (l'esquerre). Si es compara amb vertebrats no voladors de mida similar, els intestins van patir una reducció significativa.

Presumiblement, aquestes característiques són adaptatives i permeten la reducció de la massa en el vol.

Característiques òssies

Els ossos de les aus presenten cavitats aèries que disminueixen el pes de l'animal durant el vol. Aquest tipus d'estructura s'anomena ossos pneumàtics. A més de l'pes, l'esquelet és rígid, la qual cosa és indispensable per al control de el vol.

Els ossos de l'crani estan fusionats en un sol còndil occipital. Aquest exhibeix un patró diápsido i la mandíbula ha estat modificada en una estructura queratinitzada en forma de bec, sense dents. Al orella mitjana només hi ha un sol osset.

La cua està reduïda a una estructura anomenada pigostilo. L'estèrnum posseeix una quilla. Aquest os funciona com un punt d'unió dels músculs que participen en el vol: els pectorals i supracoracoideo.

La fúrcula és una estructura típica de les aus que funciona com un ressort. Aquest element emmagatzema energia, de manera que l'aleteig cap avall impulsa l'aleteig en la direcció contrària.

L'estructura de la pelvis és òptima per a la posta dels ous, i rep el nom de pelvil opistopúbica.

classificació

Les gairebé 9700 espècies d'aus s'agrupen en més de 30 ordres. La classificació que presentarem a continuació és la de Gill (2006), modificada per Hickman (2001):

superorden paleògnat

Estruç. Font: HombreDHojalata, from Wikimedia Commons

Les paleognatas són les aus modernes amb un paladar primitiu. Aquest grup inclou a les formes d'estruços i similars, les rees, emús, kiwis, entre d'altres.

Està compost per quatre ordres: Struthioniformes, formada pels estruços; Rheiformes, les integrants són dues espècies de rees que habiten en Sud Amèrica; Dinornithiformes, formada per tres espècies de kiwis a Nova Zelanda; i l'ordre Tinamiformes, integrada per gairebé 50 espècies de tinamúes, yutos o inambúes americans.

superorden Neognathae

Aquest superordre està compost per una gran quantitat d'espècies amb paladar flexible. A continuació descriurem breument cadascun dels ordres que formen part de les neognatas o "Neoaves".

Ordre Passeriformes: és l'ordre més abundant de les aus. Comprèn 5750 espècies (més de la meitat de les espècies d'aus) que es distribueixen per tot el món. Es caracteritzen per la posició de les seves falanges: quatre dits, 3 posicionats cap endavant i un altre cap a enrere. La majoria són de petita grandària.

Ordre Anseriformes: aproximadament 162 espècies de cignes, oques, ànecs i afins, distribuïdes a nivell mundial. Adaptacions característiques a les potes per la natació.

Ordre Galliformes: prop de 290 espècies de galls dindis, guatlles, faisans i similars. La seva distribució és mundial. La seva alimentació és herbívora. Els seus becs i potes són fortes i pesats.

Ordre Sphenisciformes: 17 espècies de pingüins. Són coneguts per la seva capacitat de natació, amb ales modificades en formes de paleta que els permeten desplaçar-se amb eficiència per l'aigua.

Ordre Gaviiformes: format pels calàbries, un grup d'aus aquàtiques.

Ordre Podicipediformes: 22 espècies d'aus amb hàbits de busseig conegudes popularment com cabussons, macáes i cabussons. Són comuns en estanys, on es poden distingir els seus nius surant.

Ordre Phoenicopteriformes: 5 espècies d'aus aquàtiques molt acolorides. Es coneixen comunament com flamencs. Existeixen espècies actuals i extintes.

Ordre Procellariiformes: 112 espècies de distribució mundial, són aus pelàgiques que inclouen a albatros, petrells, fulmares i similars.

Ordre Pelecaniformes: 65 espècies de distribució mundial. Trobem en aquest ordre als pelicans, corbs marins, mascarells, piquers, i altres. S'alimenten de peixos.

Ordre Ciconiiformes: 116 espècies de distribució mundial. Inclouen a les garses, amarres, cigonyes, ibis, espàtules, voltors i altres. Es caracteritzen per l'allargament significatiu de les potes i de coll.

Ordre Falconiformes: 304 espècies d'aus distribuïdes per tot el món. Comprenen a les àguiles, falcons, falcons, còndors i voltors. Aquests espècimens tenen una excel·lent visió que els permet caçar les seves preses.

Ordre Gruiformes: 212 espècies de distribució mundial. Inclouen a les grues, rails, fotges, galinules i afins.

Order Charadriiformes: Més de 350 espècies distribuïdes per tot el món. Comprenen a les gavines i altres aus platja.

Ordre Columbiformes: unes 300 espècies de distribució mundial. Inclouen als coloms i a el dodo extint. Es caracteritzen per posseir colls, potes i becs curts.

Ordre Psittaciformes: més de 350 espècies distribuïdes per tot el món. Inclouen als lloros, periquitos i afins.

Order Opisthocomiformes: ordre constituït per una sola espècie; el hoacín hoatzín, situat a la conca de l'Amazones.

Ordre Musophagiformes: 23 espècies endèmiques d'Àfrica. Són coneguts com els turacos.

Ordre Cuculiformes: unes 140 espècies de distribució mundial. Inclouen als cucuts i als correcaminos.

Order Strigiformes: unes 180 espècies nocturnes de distribució mundial. Inclouen als mussols i afins. Són depredadors nocturns, de vol silenciós i excel·lent visió.

Ordre Caprimulgiformes: 118 espècies de distribució mundial. Comprenen als podargos, els enganyapastors, i altres.

Order Apodiformes: unes 429 espècies de distribució mundial. Inclou als colibrís i als falciots. Són de potes curtes i de ràpids aleteig.

També hi ha els ordres Coliiformes, Trogoniformes, Coraciiformes i Piciformes.

sistema digestiu

Les aus tenen un sistema digestiu modificat que els permet digerir el menjar eficientment, i compensa la manca d'estructures dentals. A més, l'absorció de nutrients ocorre en intervals temporals curts.

El sistema digestiu compta amb una pedrer que ajuda a moldre els aliments que l'animal consumeix. Les aus compten amb un sistema de glàndules salivals molt rudimentàries que secreten un moc per lubricar el pas del menjar.

Certes aus tenen una modificació en l'esòfag que permet l'emmagatzematge d'aliment. En algunes espècies, aquest eixamplament no només serveix com a lloc d'emmagatzematge, també és productor d'una substància lletosa nutritiva -análoga a la llet dels mamífers- que serveix per alimentar els pollets indefensos.

L'estómac es troba dividit en dos compartiments. El primer és el proventricle, encarregat de la secreció de l'suc gàstric. El segon és el pedrer, encarregada de moldre la matèria nutritiva. Per contribuir en el procés de trituració dels aliments, les aus consumeixen roques o altres objectes, que s'allotgen en el pedrer.

alimentació

Les dietes dels ocells són variades. Existeixen espècies insectívores, carnívores (que s'alimenten de cucs, mol·luscs, crustacis, peixos, mamífers i fins d'altres aus), nectarívoras, i moltes són omnívores.

La mida i la forma de el pic de les aus estan elegantment adaptats per a la manera d'alimentació típic de l'individu que el porta. Per exemple, les aus que consumeixen llavors tenen pics curts i forts, mentre que les nectarívoras - com els colibrís - posseeixen pics fins i llargs que els permeten consumir el nèctar de les flors.

Les aus rapinyaires carnívores - com els mussols, per exemple - formen petites pilotes de el material orgànic que no poden digerir, com pèls o ossos que després regurgiten.

sistema circulatori

Model de cor d'un au. Wagner Souza i Silva / Museum of Veterinary Anatomy FMVZ USP

El sistema circulatori de les aus està format per un cor amb quatre cambres: dos atris i dos ventricles. Posseeix dos sistemes de circulació, un pulmonar i l'altre sistèmic.

En línies generals, el sistema circulatori de les aus no es diferencia molt de sistema típic que trobem en els mamífers.

La freqüència cardíaca de les aus és alta, trobant-se una relació inversa entre la mida de l'organisme i la freqüència.

Els eritròcits o glòbuls vermells presenten nucli - a diferència dels nostres, que quan maduren degeneren aquesta estructura. Els fagòcits són cèl·lules molt actives i participen en la reparació de ferides i altres funcions de sistema immune.

sistema nerviós

El sistema nerviós de les aus és complex i està ben desenvolupat. Es distingeixen dotze parells de nervis cranials. El cervell és gran, a l'igual que el cerebel i els lòbuls òptims. En contrast, l'escorça cerebral està pobrament desenvolupada.

Quant als sistemes sensorials, l'olfacte i el gust són ineficients en la majoria de les espècies. No obstant això, hi ha múltiples excepcions a aquest patró, com en les aus carnívores i oceàniques, on aquests sentits compleixen un paper fonamental en els estils de vida d'aquestes espècies.

La visió en les aus és magnífica. El seu òrgan fotoreceptor recorda a l'ull dels altres vertebrats, encara que és més gran, menys esfèric i virtualment inamovible. Per compensar la fixesa parcial dels ulls, han desenvolupat una capacitat increïble de mobilitat del cap.

L'audició també és bona. L'oïda es divideix en la regió externa, una oïda mitjà amb un únic osset, la columela, i un sector intern amb la còclea.

sistema respiratori

A causa de les demandes energètiques de el vol, el sistema respiratori d'aquests vertebrats voladors ha de ser altament eficient. Tenen estructures especialitzades anomenades parabronquios, amb sacs aeris. Aquests òrgans difereixen substancialment dels òrgans respiratoris que trobem en la resta dels vertebrats.

En les aus, les branques dels bronquis acaben en estructures similars a tubs, on té lloc un flux continu d'aire - a diferència de les terminacions en sacs (alvèols) que observem en els pulmons dels mamífers.

Els sacs aeris formen un sistema de nou elements connectats entre si que estan ubicats al tòrax ia l'abdomen. La funció d'aquestes estructures és promoure la ventilació, amb un flux d'aire perenne que passa pels pulmons.

En les aus de l'aire ingressa per la tràquea i els bronquis primaris, travessa els pulmons i es dirigeix ​​als sacs aeris posteriors. D'allí passa als pulmons i l'aire surt per la tràquea. Aquest cicle correspon a la primera exhalació.

A la segona exhalació, una porció de l'aire que va ingressar, passa pels sacs aeris posteriors i als pulmons. D'aquesta manera, l'aire suspès és empès cap als sacs anteriors. Després, l'aire surt de l'animal.

sistema excretor

Els ronyons de les aus són metanéfricos i la uretra desemboca en una claveguera. Dins dels tres sistemes renals que existeixen, els ronyons metanéfricos consisteixen en un òrgan que es connecta a la claveguera per mitjà de conducte de Wolff, prové de l'mesoderma mitjà dels segments toràcics i lumbars.

El principal producte de rebuig és l'àcid úric, de manera que les aus entren en la categoria de "uricotélicos". Aquesta substància és altament insoluble en aigua, de manera que precipita i crea un rebuig semisòlid, moltes vegades blanquinós. Les aus no tenen bufeta urinària.

reproducció

En totes les aus, els sexes estan separats i la fertilització és interna. Els mascles posseeixen dos testicles funcionals, mentre que les femelles han degenerat l'ovari i l'oviducte dret. En els mascles, només algunes espècies presenten penis com a òrgan copulatori, entre ells els ànecs, oques i algunes paleognatas.

Totes produeixen ous amb una closca dura. Els ous són incubats de manera externa: algun dels parentals se situa sobre ells i manté una temperatura òptima gràcies a la calor corporal.

El sistema de determinació de l'sexe de les aus ve donat per cromosomes sexuals ZW (l'equivalent als nostres cromosomes sexuals XY). A diferència dels mamífers, el sexe heterogamètic correspon a les femelles. És a dir, són els exemplars femenins els que posseeixen dos cromosomes diferents.

Depenent de l'espècie d'au pot néixer de l'ou un individu jove actiu, capaç de valer-se per si mateix, o bé un petit nu que necessita cura dels seus pares. A la primera variant de pollets independents se'ls coneix com cries precociales ia les que necessiten ajuda cries altriciales.

evolució

Els biòlegs evolutius consideren que l'origen de les aus és una de les transicions més impressionants en l'evolució dels vertebrats - al costat de el salt de l'aigua a la terra dels tetràpodes.

El registre fòssil ha mostrat una varietat de característiques úniques que trobem en les espècies vivents d'aus, com les plomes i la marcada reducció de la mida corporal.

Es considera que l'evolució de les aus va venir acompanyada amb l'origen de el vol, però se sospita que diverses característiques que associem a el vol evolucionar abans que les aus.

Archaeopteryx

El fòssil més famós en l'origen de les aus és Archaeopteryx; és de la mida similar a un corb, amb un pic similar a el de les aus actuals, però amb dents. L'esquelet de l'animal fossilitzat recorda un rèptil, amb una cua llarga.

El fòssil va ser descobert en 1861, dos anys després de la publicació de L'origen de les espècies. Va tenir un impacte mediàtic important, ja que aquest fòssil de "transició" semblava donar-li un suport significatiu a la teoria de la selecció natural.

L'única característica que exclou el fòssil de ser classificat con un dinosaure terópodo és la indiscutible presència de plomes.

Dels dinosaures a les aus

La semblança entre les aus i els rèptils és evident. De fet, el reconegut zoòleg Thomas Huxley va batejar a les aus com "rèptils glorificats".

Gràcies a un nombre significatiu de característiques compartides - entre elles el coll llarg en forma de S - queda clar que les aus estan estretament relacionades amb un grup de dinosaures anomenats teròpodes.

De fet, els dromeosáuridos són dinosaures terópodos amb una fúrcula (una clavícula fusionada) i amb característiques giratòries en els ossos de les nines que s'associen amb el vol.

A més, hi fòssils que uneixen els dromeosáuridos amb les aus. Els espècimens són clarament dinosaures terópodos però amb plomes.

Es dedueix per la forma de les plomes que no podrien ser usades per al vol, però sí que podrien contribuir a un planatge rudimentari, o bé la coloració va poder tenir funcions socials associades a l'seguici.

Adaptacions per al vol

Si examinem amb detall els detalls morfològics i fisiològics de les aus, ens adonarem que són màquines "dissenyades" per volar; en la naturalesa ningú "dissenya" res, i les adaptacions que observem són producte de l'mecanisme de selecció natural.

Les adaptacions per al vol es concentren en dos objectius: reduir la massa durant el procés i potenciar el desplaçament.

plomes

Les plomes són apèndixs d'origen epidèrmic, que es troben revestint la pell de les aus. Com vam comentar en la secció anterior, les plomes van sorgir en el curs de l'evolució en un grup particular de dinosaures i es van conservar fins a les aus que veiem avui dia.

Són estructures summament lleugeres formades de beta queratina. Aquesta substància, rica en cisteïna, també està present en altres estructures de les aus, com el bec, les escates i les ungles.

Les plomes exerceixen diferents funcions. La primordial és facilitar el desplaçament per l'aire, el sòl i l'aigua.

Ofereix protecció mecànica davant el vent, i també protecció tèrmica enfront de temperatures extremes - ja sigui calor o fred -, evitant la pèrdua de calor corporal en ambients freds i les cremades solars en zones caloroses.

Coloms volant. Eadweard Muybridge (1893)

Les plomes, gràcies als seus exòtics colors i dissenys, participen en la comunicació visual i en les interaccions socials entre les aus. Generalment, les femelles exhibeixen colors opacs o críptics, mentre que els mascles presenten colors cridaners. En alguns casos les plomes participen en el camuflatge de l'animal.

Esquelet i ossos pneumàtics

L'esquelet de les aus es caracteritza per ser lleuger, però no per això és feble. Els ossos de les aus modernes són especialment delicats, amb cavitats aèries que disminueixen la seva massa.

Tot i que les aus van evolucionar d'organismes amb cranis diápsidos (dues obertures temporals), és extremadament difícil veure aquest patró anatòmic en les aus modernes.

El seu crani està tan modificat que es troba fusionat en una sola peça que no arriba a l'1% de la massa total de l'individu. Algunes espècies presenten cranis cinètics, com el que trobem en els llangardaixos i serps.

No obstant això, això no vol dir que l'esquelet de les aus és molt més lleuger que el d'un vertebrat volador de mida similar. Realment, els pesos són equivalents. La modificació es troba en la distribució de l'pes i no en el pes per se. Les estructures superiors són livianísimas, i les extremitats inferiors pesades.

referències

1. Butler PJ (2016). The Physiological basis of bird flight. Philosophical transactions of the Royal Society of London. Sèries B, Biological sciences, 371 (1704), 20.150.384.
2. Hickman, CP, Roberts, LS, Larson, A., Ober, WC, & Garrison, C. (2001). Integrated principles of zoology. McGraw-Hill.
3. Kardong, KV (2006). Vertebrates: comparative anatomy, function, evolution. McGraw-Hill.
4. Llosa, ZB (2003). Zoologia general. EUNED.
5. Moen, D., & Morlon, H. (2014). From dinosaurs to modern bird diversity: Extending the time scale of adaptive radiation. PLoS biology, 12 (5), e1001854.
6. Parker, TJ, & Haswell, WA (1987). Zoologia. Cordats (Vol. 2). Reverté.
7. Randall, D., Burggren, WW, Burggren, W., French, K., & Eckert, R. (2002). Eckert animal physiology. Macmillan.
8. Rauhut, O., Foth, C., & Tischlinger, H. (2018). The oldest Archaeopteryx (Theropoda: Avialiae): a new specimen from the Kimmeridgian / Tithonian boundary of Schamhaupten, Bavaria. PeerJ, 6, e4191.
9. Webb, JE, Wallwork, JA, & Elgood, JH (1979). Guide to living birds. The Macmillan Press.
10. Wyles, JS, Kunkel, JG, & Wilson, AC (1983). Birds, behavior, and anatomical evolution. Proceedings of the National Academy of Sciences, 80 (14), 4394-4397.