Удивительный дизайн перьев
Общая характеристика пера как естественного наружного покрова птиц, сложность его строения, дизайн и свойства. Данные о перьях в летописи окаменелостей и основные теории относительно их эволюции. Сущность разногласий относительно роли в терморегуляции.
| Рубрика | Биология и естествознание |
| Вид | реферат |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 15.01.2010 |
| Размер файла | 227,0 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
8
На первый взгляд может показаться, что перо это всего лишь яркий кусочек пуха. Кто-то может спросить: как такая простая на вид вещь, обнаруживаемая в природе, может представлять какие-либо убедительные сведения в пользу Сотворения? Но перья на самом деле являются очень мощным свидетельством. Они говорят о чудесах разумного проектирования и указывают на невероятный дизайн. Перья являются уникальной оболочкой [естественным наружным покровом], которая свойственна только птицам. Ричард Прам описал их как «наиболее сложные эпидермические отростки, которые можно обнаружить у животных» (1999, стр. 291). Давайте же рассмотрим дизайн перьев.
Каждое перо имеет стержень, который проходит по центру. Пушистые ниточки, тянущиеся от стержня, называются опахалом. Каждое опахало состоит из меньших нитеподобных жилок, которые называются бородками. Эти бородки позволяют перу обеспечивать подъемную силу. При более детальном рассмотрении эта система оказывается намного изящнее. На каждой стороне бородки находятся микроскопические бородочки. На одной стороне бородки расположены бородочки, которые состоят из гребней, а на другой - бороздочки в форме крючочков. Таким образом, крючочки присоединяются к соседним бородочкам-гребням, образовывая, таким образом, настоящую застёжку-молнию. На самом деле дизайн пера намного лучше дизайна молнии, потому что гребни позволяют бородкам скользить, не повреждая поверхность, но при этом обеспечивают необходимую для полёта гибкость.
Поперечное сечение двух бородок, показывающее как их бородочки “сцеплены” друг с другом. ОБОЗНАЧЕНИЯ: A. Стержень (Стебель пера); B. Опахало; C. Бородки; D. Крючкообразные бородочки (крючочки); E. Гребнеобразные бородочки.
Но на этом сложность пера не заканчивается. Скользящее место соединения, состоящее из крючков и бородочек, должно смазываться маслом. Когда бородки пера разъединяются, потом их трудно соединить опять вместе. Но хозяин пера обеспечен решением этой проблемы. Птица уделяет очень много времени чистке своих перьев -- методично и регулярно прочесывая, разглаживая, очищая и смазывая свои перья. Железа, расположенная в основании позвоночника птицы, выделяет специальное масло, предназначенное для чистки перьев. Без этого масла полёт птицы был бы невозможен. Это масло также позволяет птицам быть водонепроницаемыми, и вместе с этим предохраняет их от потери тепла. Все эти замечательные особенности пера побудили Роджера Питерсона написать следующее:
«Перо - это чудо природной инженерии. Оно и чрезвычайно лёгкое, и структурно прочное, намного гибче растянутой кожи летучей мыши, с помощью которой она удерживает себя во время полёта, и жёсткой конструкции крыльев самолёта. Оно намного быстрее восстанавливается или заменяется при повреждении. Несмотря на то, что перо почти невесомое, оно достаточно крепкое. Прочный стержень очина пера обеспечивает жесткость, когда необходима опора, однако ближе к верхушке, когда требуется гибкость при маневрировании в воздухе в считанные доли секунд, он становиться мягче. Пощупайте опахало - на ощупь оно гладкое, мягкое, но всё же прочное. Разделите бородки; соедините их снова вместе, проведя их через кончики пальцев, как это делает птица, когда чистит их своим клювом. Сложность такого дизайна можно оценить при рассмотрении пера под микроскопом» . (1963, стр. 33,).
Специально разработанный дизайн пера позволяет птице парить в воздушном потоке изящнее, чем наилучший летательный аппарат, когда-либо разработанный инженерами. Если, например, бородки лишены крючочков (как у страуса), то птица не сможет летать. Крючочки имеют такой дизайн, что при определённых условиях они могут разъединяться, предохраняя, таким образом, крыло и перья от повреждения сильным ветром. В то же время они могут легко заново присоединяться, когда птица чистит свои перья. Процесс чистки является частью неснижаемой сложности всего дизайна пера.
Перья должны быть спроектированы таким образом, чтобы обеспечивать птице подъемную силу, заставляя при этом воздушный поток на верхней поверхности пера течь быстрее, чем на нижней поверхности (явление, известное как эффект Бернулли). Подъемная сила достигается маховыми крыльями с помощью меньшего опахала на переднем краю, которое находится в прямом контакте с воздухом во время полёта. Птицам нужны перья, чтобы летать, но также и для того, чтобы обеспечивать необходимую защиту птице в условиях неблагоприятной погоды, особенно против холодного воздуха и воды. Расположенные в виде кровельных плиток и покрытые масляным слоем, перья защищают птицу от воды и потери тепла точно так же, как и кровельные плитки помогают защищать дом. (Бергман, 2003, стр. 3).
Данные о перьях в летописи окаменелостей
В одной статье, которая была опубликована в журнале American Zoologist ("Пояснительная История Происхождения Перьев"), Уолтер Бок пишет:
«Фактически, все имеющиеся у нас знания, на которые мы можем полагаться относительно эволюции птичьих покровов, являются очень ограниченными (2000, 40:480). Нам известно очень много о биологическом значении кожи и перьев современных птиц. Также существует достаточно информации о современной чешуе рептилий. Чего нам не хватает - так это сведений о каких-нибудь промежуточных формах "репти-птиц."»
Дальше Бок продолжает:
«Окаменелые останки кожи рептилий встречаются редко, и почти не дают нам информации о морфологии чешуи возможных птичьих предков среди рептилий… Нам полностью не хватает окаменелостей всех промежуточных стадий между чешуйками рептилий и наиболее примитивным пером» . (40:480).
Такая же "сложная морфология" представлена во всех перьях, обнаруженных в летописи окаменелостей.
«Самые древние обнаруженные перья относят к Позднему Юрскому периоду, и они уже современны по своей форме и микроскопическим деталям».(Мартин и Черкас, 2000, 40[4]:687).
Признанный специалист в области перьев Алан Браш теоретизировал о том, как перо могло произойти из туберкулов рептилий, а не из чешуи:
«Наиболее ранние этапы в эволюции протопера в значительной степени отображают развитие современных эпидермических структур…. Это задействовало теберкулподобную морфологию. Подобные структуры были обнаружены у динозавров и у существующих рептилий. Туберкулы вели к образованию волокна, и вполне возможно, полого. Следуя этой теории, зародыш раннего пера был радиально симметричным. Гребни бородок образовали колонны, а не пластинки клеток…. Следовательно, туберкул представлял собой полноценную морфологическую единицу» (2000, 40:634).
К несчастью для Доктора Браша, его теории имеют, если имеют вообще, мало оснований для того, чтобы быть истинными. Открытие Археоптерикса (который якобы существовал 145 миллионов лет назад) привело к возникновению гипотезы, которая утверждала, что современные птицы произошли от динозавров. Однако, эти сведения, первоначально используемые как доказательство эволюции, оказались неверными (смотрите Хараб и Томпсон, 2001).
Теоретическое происхождение перьев
В области эволюции существует две основные теории относительно эволюции перьев: (1) теория полёта; и (2) теория теплоизоляции. Теория полёта предполагает, что примитивные перья были представлены именно маховыми перьями, которые образовались из вытянутых чешуек, находящихся на задней части передних конечностей рептилий. Затем, имея такие перья и планируя с деревьев, птицы научились летать. По мере того, как чешуйки удлинялись, они становились потрёпанными, и постепенно превратились в структуру бородок перьев. А затем перья разрослись по всему телу.
Те, кто выдвигают теорию теплоизоляции, утверждают, что примитивные перья были представлены типом контурных перьев, и не должны были быть хорошими изоляторами. Так как птицы являются теплокровными существами, они должны находить способ предотвращения переохлаждения для того, чтобы выживать при пониженных температурах. Прослойки воздуха между перьями действуют как эффективный изоляционный материал. Эта функция является настолько существенной для выживания птицы, что многие Дарвинисты построили теорию, согласно которой перья на самом деле возникли как изоляционный механизм, и только позже способствовали полёту (смотрите Бок, 2000).
Существует много разногласий относительно роли терморегуляции в эволюции перьев. Кеннет Паркс утверждал, что если «начальная необходимость птичьего предка заключалась в эпидермическом разрастании, которое выполняло функцию терморегуляции, то зачем было беспокоиться о создании чего-либо настолько сложного как перо? Было бы намного проще создать волос!» (слова Бока, 40:481). На самом деле, волосоподобная структура намного лучше для изоляции! Именно по этой причине, некоторые учёные доказывают, что перья возникли для того, чтобы снижать температуру тела птицы, функционируя по типу "солнцезащитных очков", которые уменьшают уровень теплопоглощения (40:481). Бок сделал вывод, что тепловая теория эволюции перьев является, в лучшем случае лишь "слабо проверенной теорией":
«И хотя я думаю, что теория теплоизоляции может быть более предпочтительным и удовлетворительным объяснением эволюционного происхождения птичьих перьев, это объяснение может быть предложено только как слабая теория и такая теория, которую нельзя подтвердить лучше, чем это сделано до настоящего времени. Теория теплоизоляции, как бы я не предпочитал её, также имеет не больше оснований, чем теория полёта» (40:484).
Странно, что для изоляционных целей птица случайным образом развила способность летать, а также водонепроницаемые способности. Браш прокомментировал это следующим образом: «Вопрос, 'Зачем был необходим сравнительно сложный механизм, чтобы произвести сравнительно простое приспособление?', остаётся без ответа» (Браш, 2000, 40:639).
Эти теории, как оказалось, в основном являются результатом предположений: «Согласно летописи окаменелостей, обнаруживаемая чешуя является полностью развитой чешуёй, перья являются полностью сформированными перьями, а кожа является кожей» (Бергман, стр. 5).
Никаких переходных структур с перьями, которые были бы наполовину перьями, а наполовину чешуйками, или даже перьями, которые были бы не такими современными, никогда не обнаруживались (Бергман, стр. 5). Бок был вынужден признать:
«Морфология примитивного пера до сих пор остаётся неразгаданной головоломкой -- то ли это было простое контурное перо с пуховым основанием или без пухового основания, то ли это было контурное перо с придаточным пером; было ли это пуховое перо или маховое? Было ли примитивное перо водонепроницаемым или, лучше сказать, водоустойчивым? На сегодняшний день никаких эмпирических данных, с помощью которых это можно было бы проверить, просто не существует» (40:482).
Филипп Регал дополнил:
«Все эволюционные теории относительно происхождения перьев и полёта (и даже сохранения тепла) являются неадекватными, и просто не существует доказательства такого эволюционного происхождения » (1975, стр. 35).
Перо - это ещё один сложный и удивительный дизайн, обнаруженный в природе. Оно уже давно является слабым местом для эволюционистов, и, по-видимому, всегда таким и будет. Изучение данных подводит нас к одному очевидному заключению - перья не могли возникнуть постепенно в ходе эволюции. Правильнее полагать, что они - продукт разумной причины. Перья являются результатом Божественного планирования благодетельного Создателя.
Ссылки и примечания
1. Джерри Бергман, Эволюция перьев: большая проблема для Дарвинизма
2. Bock, Walter J. (2000), "Explanatory History of the Origin of Feathers," American Zoologist, 40:478-485.
3. Brush, Alan H. (2000),"Evolving a Protofeather and Feather Diversity," American Zoologist, 40[4]:687-694.
4. Carroll, Robert (1997), Patterns and Processes of Vertebrate Evolution (New York: Cambridge University Press).
5. Harrub, Brad and Thompson, Bert (2001) "Archaeopteryx, Archaeoraptor, and the "Dinosaurs-to-Birds" Theory," Reason & Revelation, April, 21:25-31.
6. Martin, Larry D. and Stephen A. Czerkas (2000), "The Fossil Record of Feather Evolution in the Mesozoic," American Zoologist, 40[4]:687-694.
7. Parkes, Kenneth (1966), "Speculations on the Origin of Feathers," Living Bird, 5:77-86.
8. Peterson, Roger Tory (1963), The Birds (New York: Time).
9. Prum, Richard O. (1999)"Development and Evolutionary Origin of Feathers," Journal of Experimental Zoology (Molecular, Developmental, Evolution), 285:291-306.
10. Regal, Philip (1975), "The Evolutionary Origin of Feathers," The Quarterly Review of Biology, 50[1]:35-66.
Подобные документы
Основные теории эволюции, положившие начало современному изучению форм естественного отбора. Общее понятие о теории эволюции Ч. Дарвина. Характеристика социобиологии как междисциплинарной науки. Теоретическое обоснование факторов эволюционного процесса.
курсовая работа [52,2 K], добавлен 10.09.2013Общая характеристика теорий эволюции Дарвина, Харди. Особенности существования древнейших людей. Причины возникновения вертикальной походки и изменения волосяного покрова. Сущность теории креоценизма, внешнего вмешательства и пространственных аномалий.
реферат [54,8 K], добавлен 22.11.2010Признаки сходства птиц с пресмыкающимися. Выделение птиц в особый класс благодаря приспособлению к передвижению по воздуху - полету. Особенности строения скелета, системы органов кожного покрова, мускулатуры и внутренних органов представителей класса.
реферат [3,2 M], добавлен 13.03.2016История открытия и характеристика Cs-137, применение цезиевых сорбентов. Строение, свойства и значение клетчатки. Характеристика соломы как носителя клетчатки. Методика исследования и изучение сорбционных свойств клетчатки соломы относительно Cs-137.
курсовая работа [54,5 K], добавлен 23.08.2009Изучение строения, физиологии, происхождения и эволюции птиц. Эколого-семантическая характеристика птиц отрядов куриных, голубеобразных (семейства рябковые, дронтовые, голубиные), гусеобразных, утиных. Рассмотрение проблем охраны промысловых птиц Крыма.
курсовая работа [45,4 K], добавлен 23.04.2010Особенности строения. Сезонные явления в жизни птиц, гнездование, кочевки и перелеты. Приспособленность птиц к различным средам обитания. Роль птиц в природе и их значение в жизни человека.
курсовая работа [2,3 M], добавлен 26.08.2007Определение теории эволюции, обстоятельства ее появления. Понятие вида как основной единицы биологической классификации. Понятие адаптации, естественного и искусственного отбора, борьбы за существование, приспособления как основные в теории эволюции.
контрольная работа [40,1 K], добавлен 06.10.2008Классы птиц и млекопитающих, являющиеся вершиной эволюции позвоночных, возникли независимо друг от друга. Рыбы – водные позвоночные животные, дышащие жабрами. Строение тела и скелет птиц, млекопитающих и рыб. Отличительные признаки млекопитающих.
контрольная работа [19,8 K], добавлен 24.04.2009Проблема происхождения и эволюции жизни на Земле. Моделирование как метод естественнонаучных исследований. Открытие принципа униформизма Ч. Лайелем. Учение Чарльза Дарвина о факторах эволюции путем естественного отбора, современные представления о ней.
контрольная работа [19,5 K], добавлен 18.08.2009Изучение особенностей костной системы птицы. Морфология ее мышечной системы и кожного покрова. Строение пищеварительной, дыхательной, мочеполовой, сердечно-сосудистой, нервной системы. Органы размножения самок и самцов. Железы внутренней секреции птиц.
курсовая работа [60,1 K], добавлен 22.11.2010
