Почему цапля стоит на одной ноге.

Цапля стоит на одной ноге неспроста. На это у неё есть, как минимум, две причины.

Первая причина состоит в том, что при охоте цапле приходится подолгу неподвижно стоять в холодной воде на заболоченной местности. И так как вода холоднее её тела, цапля может переохладиться. Поскольку по её ногам циркулирует кровь, а они действуют как радиатор у машины, то и охлаждают всё тело. Чтобы снизить этот эффект в два раза, цапля поджимает одну ногу и стоит на другой.

В добавок к этому, цапля может сокращать количество крови, поступающее в опорную конечность. А противоточное кровообращение в ногах цапли, позволяет охлаждённой крови из ноги, опять нагреться на обратном пути. Поясним: сосуды по которым в ногу цапли поступает тёплая кровь из тела, расположены рядом с сосудами, по которым уже охлаждённая кровь возвращается обратно. Это позволяет охладившейся об холодную воду крови нагреться обратно.

А чтобы не отморозить саму ногу, цапля периодически меняет опорную конечность - поджимает охлаждённую лапу к телу и согревает её.

Вторая причина зачем цапля стоит на одной ноге – непосредственно сам способ охоты.

Чтобы схватить добычу, ей требуется совершить пару шагов, при этом максимально быстро. Поджатая, стоящая на изготовке для рывка нога, позволяет выиграть время. Эти доли секунды могут стать решающими в удачной охоте.

P.S. Цаплей насчитывается больше десятка видов. Все они имеют длинные конусообразные клювы, длинные шеи и длинные ноги. Цаплей с короткими ногами не бывает, хотя в семействе цаплевые есть и такие птицы. В России гнездятся серая и рыжая цапли.

Введение

Птицы – неотъемлемая часть природы, они придают прелесть роще, лесу, степи. Они лучшее украшение городских парков и садов. Птицы совершенно преображают даже самый унылый ландшафт и своими яркими красками, звучной песней делают его радостным и приметным. Скучный большой пейзаж зимы сразу становится иным, едва появится и стрекотунья белобока или резвая синичка, или красногрудый красавец снегирь.

В зоопарке я наблюдал за удивительной птицей – цаплей. Часами без движений цапли стоят на воде, всматриваясь в нее и выискивая себе пропитание в виде различной живности. Если приглядеться к ним, то мы сможем увидеть, что они стоят в водоеме только на одной ноге, поджав вторую под брюшко. Я задался вопросом: с чем это связано и что я знаю о цаплях?

Актуальность темы: несмотря на чрезвычайно широкое распространение, численность этого вида к концу XIX века повсеместно катастрофически сократилось по причине его истребления ради красивых перьев.

Гипотезы:

· цапля стоит на одной ноге, т.к. это способствует теплообмену птицы.

Меня заинтересовали особенности жизни цапли, и я решил узнать об этом. Целью моей исследовательской работы является изучение особенностей обитания цапель.

Объект исследования: цапли.

Предмет исследования: строение цапли

Задачи:

· исследовать видовой состав цапель, используя научную литературу;

· познакомиться со строением цапель;

· провести наблюдения за цаплями и их оперением

В соответствии с поставленными задачами в работе используются следующие методы исследования : научный поиск, сопоставительный анализ, анализ специальной литературы, наблюдение.

Работа имеет практическое значение. Она направлена на изучение и распространение опыта сохранения жизни цапель.

1. Удивительная птица - цапля

1.1. Что за птица цапля

Цапля – очень удивительная птица, наблюдая за ней, невольно возникают вопросы, о ее повадках, характере, о странном поведении этой птицы.

В среднем продолжительность жизни цапли 20 – 25 лет, и проживают всю жизни лишь те особи, которые находятся в безопасности, т. е. в зоопарках или в заповедниках. Но такие цапли забывают, что они цапли и не используют свои охотничьи инстинкты, не охотятся и перестают быть такими странными и забавными, какими сделала их природа.

Изучая эту прекрасную птицу, мы узнали много интересных фактов, которыми сейчас с вами поделимся.

При выборе цапли для изучения мы остановили свой выбор на большой белой цапле, потому что этот вид встречается в наших краях и занесен в Красную книгу.

Большая белая цапля - крупная болотная птица семейства цаплевых. Высотой птица 94 – 104 см., а размах крыльев достигает 145 см. весит взрослая цапля 912 – 1140 гр., но самцы обычно крупнее самок. Оперение полностью белое. Клюв длинный, прямой, окрашен в желтый цвет в форме кинжала, а окраска клюва меняется в зависимости от времени года. Шея длинная, при полете она согнута назад. Шестой шейный позвонок вытянут и построен таким образом, что птица способна быстро вытянуть или наоборот втянуть ее в себя. Хвост у цапли короткий, клинообразный.

Цапли населяют все части света, все пояса и страны за исключением Крайнего севера. Они перелетные птицы и прилетают к нам в конце марта – апреле. Для своего летнего пребывания они выбирают трясины и воды, поросшие густым камышом или кустами, или болотными растениями. Изучая места обитания цапли, мы побывали в болотистой местности на реке Неман, и в Гродненском зоопарке.

Они нередко живут на маленьких прудах, в непосредственной близости от деревень и никто здесь и не подозревает об их присутствии. Днем цапля сидит неподвижно, так хорошо спрятавшись в тростнике или на ветке дерева, что ее не сразу можно заметить, она прекрасно умеет находить такие места, которые по цвету соответствуют окраске ее оперения. Передвигается птица медленно и величаво, вытягивая шею и вглядываясь впереди себя в поисках пищи. Охотиться она в одиночку или группами в дневное и сумеречное время, с наступлением темноты сбиваются в группы вместе с другими цаплями в поисках убежища. Очень часто цапля отнимает пищу у других меньших по размеру цапель, а также вступает в драку с другими птицами своего вида. У цапли хитрый взгляд, она коварная птица. Если к ней приближается враг и она от него не может убежать, то внезапно нападает сама и наносит ему сильнейшие удары клювом. Удары обычно направлены в глаза, а человеку – в руки или другие открытые части тела, очень часто они бывают опасными.

Спит цапля чутко, и замечает нарушителя спокойствия гораздо раньше, чем он ее.

Не все знают о цапле то, что они по достижению определенного возраста начинают делать норы. Для этого они летят вертикально не расправляя крыльев. При выдерживании угла в 90 0 по отношению к линии горизонта, цапля входит в землю и делает себе нору. Цапли охотно гнездятся в обществе своих собратьев, родичей и совсем чужих птиц. Их большие, грубо сделанные гнезда находятся на деревьях, в камышах или на согнутых стеблях. Птенцы остаются в гнезде пока не научаться летать или почти до этого времени, после вылета их еще некоторое время кормят родители.

Цапли умеют принимать самые удивительные позы, но ни одна из них не может назваться красивой.

1.2. Виды цапель

Цаплю, когда она летит, узнать легко: шея не вытянута вперед, как у аиста или журавля, и изогнута латинской буквой S. Крыльями машет медленно, плавно и редко когда парит.

В мире насчитывается 63 разновидности цапель (Приложение 2) . Которые, в свою очередь, делятся на подвиды. Отличия между ними заключаются в размере птиц и их окраске. Самая маленькая птица достигает в высоту максимум шестьдесят сантиметров, а самая большая – почти полтора метра. Некоторые особи могут достигать полутора метров в высоту и весить до 2,5 кг. Они бывают белые, рыжие, черные, серые, а порой и двухцветные. В основном у цапель темные лапы и желтый клюв, но иногда встречаются цапли с черным клювом. Оперение у птиц гладкое, а голова цапли часто украшена хохолком, размер которого зависит от вида, но хохолок присутствует не у всех видов. Цапли, живущие в северных широтах, зимой улетают на юг.

1.3. Строение цапли и ее жизнедеятельность

Тело птицы обтекаемой формы состоит из небольшой головы, шеи, туловища и хвоста. Передние конечности - крылья, задние - ноги. На голове клюв, состоящий из надклювья и подклювья. Клюв покрыт роговым чехлом. У основания надклювья лежат отверстия ноздрей, к ним прилегает участок мягкой голой кожи - восковица. По бокам головы располагаются большие глаза, защищенные верхними, нижними веками и мигательной перепонкой. За глазами находятся наружные слуховые отверстия. Шея длинная и подвижная.

Длинные тонкие ноги (очень длинные пальцы и небольшие перепонки) и шея, длинный клюв (сжат с боков). Кожа тонкая, сухая. Единственная кожная железа, находящаяся у основания хвоста (копчиковая), выделяет жироподобный секрет для смазывания.

Когда цапли, летят в небе, это выглядит так, словно их колени смотрят назад. Но это впечатление обманчиво. Строение ноги птицы в принципе похоже на строение ноги млекопитающего. То, что у птицы кажется коленом, на самом деле является голеностопным суставом. То есть птицы ходят на пальцах, а само колено скрыто под перьями. Строение ноги (Приложение 3)

1.4. Почему цапля стоит на одной ноге?

Одна из загадок цапли, это то, что цапля стоит на одной ноге. Почему же цапля стоит на одной ноге?

Этот вопрос интересует не только детей, но и взрослых и на него есть несколько ответов. Цапля добывает себе пропитание, охотясь на мелкую рыбу, лягушек, жуков. Эти существа - очень юркие, и хищной птице приходится потрудиться, чтобы схватить их. Для броска есть всего лишь доли секунды, поэтому цапля заранее вынимает одну ногу из воды, чтобы успеть сделать молниеносный бросок за добычей. На протяжении многих веков птенцы повторяют модель поведения родителей.

Цапля имеет интересное строение коленного сустава: когда разгибается нога, включается своеобразный замок, и птица может стоять очень долго, давая при этом отдохнуть второй ноге. К тому же такая поза является очень хорошей маскировкой для охоты, так как одна нога птицы не так выделяется на общем фоне болота и ее можно принять за высокую траву или стебель камыша. Обитатели водоема спокойно проплывают мимо, не подозревая об опасности, и становятся жертвой хищницы. Цапли долгое время стоят неподвижно, подкарауливая добычу в воде, а затем молниеносно протыкают ее длинным клювом. После чего стряхивают улов с клюва и заглатывают.

Еще одной причиной того, что цапля стоит на одной ноге, является осуществление терморегуляции тела. Большую часть своей жизни пернатая хищница проводит, стоя неподвижно в ожидании добычи, поэтому хорошая терморегуляция имеет огромное значение.

2. Исследование «Разнообразие перьев цапли»

Мною в классе было проведен опрос с целью изучения знаний учащихся о цапле. Для учащихся были предложены следующие вопросы:

1. Ты знаешь, кто такие цапли?

2. Где ты встречал или мог встретить цаплю?

3. Почему цапля стоит на одной ноге?

4. Почему цапель называют пернатыми?

Судя по ответам ребят, можно сказать, что общие представления об этой птице они имеют. Цаплю они видели в зоопарке. А вот на остальные два вопроса, ответы вызвали трудности. Приложение 4.

Во многих источниках цапель называют пернатыми, так как перья – это главный отличительный признак птиц. Поэтому в своем исследовании я рассмотрел перья цапли.

Мои действия	Мои наблюдения и выводы
Опыт 1. Рассматриваю перья цапли глазами и с помощью лупы	Перья отличаются размером, формой, цветом; У пера есть прочный и гибкий стержень, от которого отходят волокна – бородки. Они соединяются между собой с помощью крючочков и выемок. Так образуется единая поверхность пера
Опыт 2. Дую на перо, положив его на ладонь	Перо летит. Оно очень легкое. Возникает вопрос: почему оно легкое?
Опыт 3. Отрезаю кончик пера ножницами и рассматриваю перо внутри	Внутри перо пустое: вот почему оно так легко летит
Опыт 4. Проверяем гибкость перьев	На стержне махового пера есть защитная пленка, которая укрепляет перо, без нее стержень пера хрупкий и крохкий. На пуховом пере такой пленки нет.
Опыт 5. Капаю на перо капельку воды из пипетки	Капелька скатилась, перо не намокло. Значит, перья защищают птицу от дождя. Вопрос: почему перья не намокают? Оказывается, свое оперение птицы чистят, укладывают и смазывают. Для смазывания они пользуются жидкостью из железы над хвостом. Вот почему перья не намокают.
Опыт 6. Сравниваю 2 пера одной и той же птицы: Одно перо мягкое и пушистое, а другое – упругое и жесткое. Вопрос: зачем ей разные перья?	Большие, упругие перья у птицы – на крыльях. Они называются маховыми и служат птице для полета. Мягкие и пушистые перья согревают птицу. Их называют кроющими. Под кроющими перьями у птиц находятся пуховые перья. Они сохраняют тепло. Наблюдая за птицами в холодные дни, можно увидеть, что они взъерошивают перья, сидят нахохлившись. Они запускают между перышками больше воздуха, который плохо проводит тепло. Так птицы спасаются от холода. Вязкое и густое вещество, нанесенное на перо, склеила ворсинки между собой. Вследствии чего птица теряет возможность ооталкивать воду и тонет.
Опыт 9. Разъединим замочки на маховом пере и посмотрим можно ли их заново скрепить между собой	Волосинки на маховом пере прекрасно разъединяются, а если их прижать пальцами и провести от основания до кончиков, то замочки на волосинках закроются и соединяться между собой. Этот процесс цапля проделывает ежедневно клювом.

Заключение

В ходе исследования я выяснил, что цапля действительно удивительная птица. Она таит в себе много тайн и загадок. Поражает многообразием видов, и каждый из них по своему красив, интересен не только повадками и поведением, но и своим быстро меняющимся настроением, ведь птица опасная. В ходе своего исследования я убедился, в том, что мои гипотезы:

· перья цапли – один из главных ее отличительных признаков

· цапля стоит на одной ноге, т.к. это способствует теплообмену птицы - оказались верны.

Да, все цапли между собой разные, нет одинаковых птиц. Разнообразное оперение поражает своей структурой, легкостью, и многообразием цветов. А стояние на одной ноге позволяет цапле не только совершать теплообмен, но и помогает ей в охоте на добычу.

Цапля стоит на одной ноге, не так просто, как кажется. Можно сказать даже больше: однозначного ответа на него не существует! Хотя вопрос интересует не только малышей: им занимались и орнитологи, и биологи, и даже биофизики. На сегодняшний день существуют, по меньшей мере, три версии, и каждая довольно убедительна.

Цапли таким способом поочерёдно согревают ноги.
Птицам так удобнее охотиться.
Это своеобразный маскировочный приём.

Рассмотрим все версии подробнее.

Версия терморегуляции

Известно, что цапли живут и охотятся вблизи водоёмов. Обычно это болото, заливной луг, медленная река. В этих местах птица способна часами замирать неподвижно, высматривая свою добычу. Почти всегда это стойка на одной ноге. Вторая - поджата под живот, прячется в густом оперении.

Учёные выдвинули теорию, что цапли таким образом поочерёдно греют свои ноги. Ведь им приходится стоять в холодной воде, и если бы они опирались на обе ноги, тело постоянно теряло бы значительно больше тепла. Опора на одну ногу позволяет сокращать расходы на обогрев тела.

Тот, кто видел, как охотится цапля, наверняка заметил: жертва птицы редко подплывает совсем близко к ноге. Как правило, цапле приходится в момент броска делать резкий шаг вперёд. А теперь представим, что обе ноги в это время находятся под водой.

В этом случае нужно очень быстро вытянуть одну ногу из воды, преодолевая сопротивление жидкости, пронести её над водой и снова окунуть обратно. На эти операции ушли бы драгоценные доли секунды, а именно они зачастую являются залогом успешной охоты.

Если же птица изначально стоит на одной ноге, для броска ей достаточно резко разогнуть свободную ногу и «бросить» её вперёд, приближаясь к намеченной жертве. Этот широкий шаг можно сделать значительно быстрее, чем если бы нога была изначально под водой. Таким образом, мы приходим ко второму логическому выводу: стойка на одной ноге обеспечивает цапле более стремительный бросок на жертву.

«Маскировочная» версия утверждает, что стойка на одной ноге куда незаметнее для рыб и лягушек, чем две стоящие рядом ноги. Одна нога, замершая в воде, здорово напоминает обычную веточку или даже камыш, в то время как две ноги сразу выглядели бы немного подозрительно. Ведь в природе мало симметрии!

Опираясь всего на одну ногу, цапля обманывает свои жертвы, позволяя им подплывать совсем близко, чтобы совершить последний бросок. Этому способу маскировки научили цаплю долгие тысячелетия эволюции.

Какой же из приведенных вариантов является истинным? Никто не знает точного ответа, да он вряд ли и существует. Не исключено, что в определенной мере верны все варианты. Можно логически рассудить, что в «одноногой стойке» есть и терморегулирующий смысл, и маскировочный, да и чисто физический, помогающий ускорить молниеносность атаки.

Более того, есть даже четвёртая версия, твердящая, что, меняя поочерёдно свои ноги, птица просто даёт им возможность отдохнуть. А почему бы и нет? Известно, кстати, что так отдыхают многие птицы: аисты, журавли, даже обычные волнистые попугайчики, живущие в наших квартирах.

А теперь, когда мы узнали, почему эти птицы подолгу выстаивают на одной ноге, вспомним ещё некоторые любопытные факты об этой птице.

Цапли живут почти во всех частях света, за исключением Арктики и Антарктиды.
В России обитают два вида: серая и рыжая цапли.
Эти птицы живут до 25 лет.
Цапли, всю жизнь проводя на болотах и в воде, не любят плавать, их перья быстро намокают, потому что не имеют особой смазки, как у других водоплавающих птиц.
В полёте цапля втягивает шею, прижимая голову к туловищу. Это разительно отличает цапель от аистов, гусей или уток.
Цапли способны охотиться днём и ночью, что несвойственно другим водоплавающим птицам.

Таким образом, мы так и не смогли однозначно ответить, почему цапля стоит на одной ноге. Но мы узнали много интересного об этой замечательной , которую раньше можно было увидеть едва ли не на каждом болоте. Сейчас, к сожалению, цапель стало значительно меньше. Почему так случилось - предмет особого разговора, и версий ответов здесь, увы, ещё больше.

Цапля

Цапля – крупная водная птица, которая несмотря на массивное тело, ходит на двух длинных тонких ногах. К тому же, птица обладает удивительной способностью стоять на одной ноге. Простая, но интересная загадка природы: почему цапля стоит на одной ноге?

Этот частый вопрос, который задают посетители зоопарка и биологи, в силу наличия разных теорий имеет несколько вариантов ответа.

Отдых на одной ноге

Причиной, по которой цапля стоит на одной ноге, исследователи изначально назвали отдых птицы. Зоологи пришли к выводу, что такое положение ног помогает снизить нагрузку на ноги и уменьшить усталость, а также позволяет быстрее убежать от хищников. Эта теория подтверждается на практике, поскольку цаплям свойственна привычка спать, опираясь только на одну ногу .

Цапля спит на одной ноге

В дальнейшем ученые исключили это предположение, поскольку исследования показали, что цапле требуется больше усилий, чтобы двигаться вперед после пребывания на одной ноге, чем после отдыха на двух. Ученые также установили, что у цаплей нет предпочтений по поводу того, на какой ноге стоять: левой или правой.

Другие предположения

Ещё одна предложенная теория о том, что позиция стоя на одной ноге помогает цаплям сохранить равновесие при ветряных погодных условиях, в последствии отклонена. Исследователи отказались от некоторых других оригинальных предположений, как, например, суждение о том, что стоя на одной ноге помогает цапле лучше циркулировать кровь, ограничивая влияние силы тяжести на систему кровообращения.

Гипотеза терморегуляции тела

Исследователи обнаружили, что цапля предпочитает стоять на одной ноге, гораздо чаще, когда пребывает в воде, чем на суше. Поскольку вода поглощает тепло тела, такое поведение птиц поддерживает гипотезу терморегуляции.

Гипотеза терморегуляции состоит в том, что цапля стоит на одной ноге с целью сохранить температуру тела . Находясь в воде, цапля чередует ноги для того, чтобы опорная конечность слишком не охлаждалась, поскольку температура воды ниже температуры воздуха. Если бы птица постоянно стояла на одной ноге или опустила обе ноги, рисковала бы большей потерей тепла и в результате повреждением тканей при простуде, поскольку проводит много времени в заболоченной местности. Это доказательство того, что функция терморегуляции – основная причина того, почему цапля в стойке использует только одну нижнюю конечность.

Комплекс rete mirabile

Терморегуляция в организме цапли происходит с помощью формы ветвления сосудов под названием rete mirabile (лат. «чудесная сеть»), которая минимизирует потери тепла птицы. Этот комплекс сплетения артерий и вен представляет собой теплообменник, который состоит в том, что внутренняя температура ног птицы становится намного ближе к температуре окружающей среды, и, следовательно, конечности не теряют столько тепла, сколько бы потеряли при температуре тела.

Стойка цапли как способ охоты

Другая популярная теория предполагает, что цапля стоит на одной ноге, чтобы выглядеть менее подозрительно для водной добычи. Живность, видя одну ногу птицы, принимает её за стебель растения и таким образом не видит опасности. Птица охотится не только неподвижно находясь в воде, а и подбираясь к жертве на мелководье.

Цапля стоит на одной ноге для удобной охоты

Характерная поза цапли обеспечивает постоянную готовность к движению: птица может без затруднения сделать шаг и схватить живность водоема (рыбу, лягушку, рака) резким рывком.

Однако британские орнитологи считают, что охота цапли не зависит от позиции ног, и, склоняясь к теории терморегуляции, пришли к общему выводу касательно ног цапли: когда одна нога пребывает в воде, вторая, поднятая и поджатая под брюшко, – обсыхает и греется.

Таким образом, наиболее вероятная и исчерпывающе обоснованная причина того, почему цапля стоит на одной ноге, связана с терморегуляцией тела птицы , которая заключается в сохранении тепла и избежания переохлаждения нижних конечностей при продолжительном пребывании в водной среде обитания.

Положение ног у цапли обусловлено и другими факторами – уменьшение нагрузки на конечности, сохранение равновесия, улучшение кровообращения, готовность к передвижению, добыча пищи и др., – которые остаются только предположениями исследователей.

Другие водные птицы – фламинго, аисты, утки – также часто стоят на одной ноге, видимо, по тем же причинам, что и цапля.