Полет — основной тип передвижения (локомоции) большинства видов птиц, который помогает им питаться, мигрировать и бежать от хищников. Умение летать требует от птиц способности решать многие задачи, от, собственно, полета к взлета, посадки и ориентации; способы решения этих задач сильно зависят от размера птицы и его экологической ниши. Хотя определенные биологические адаптации (например, уменьшение массы) характерны для всех птиц, другие (например, форма крыльев) характерны только для определенных групп и обусловливают присущие именно им способы полета.
Эволюционные преобразования
Когда предки современных птиц устремились в небо, их структура тела и скелета постепенно подстроилась под новый образ жизни. В частности, мышцы увеличились, а масса тела снизилась. Кости внутри они стали полыми или ячеистыми, что придало им легкости. Изогнутые пластины костной ткани увеличили прочность.
Скелет пернатых состоит из следующих элементов:
- черепа и клюва;
- позвоночника;
- ребер, киля и грудины;
- костей пояса передних конечностей;
- костей передних конечностей;
- костей пояса задних конечностей;
- костей задних конечностей.
В отличие от древних рептилий и ящеров, зубы у птиц отсутствуют за ненадобностью. На смену им пришел клюв. А вместо чешуи на поверхности кожи появились перья, о которых можно прочесть в статье «Виды и строение перьев птицы».
Между внутренними органами птиц находятся воздушные мешочки. Они отвечают за работу дыхательной системы, создавая комфорт во время полета.
3.Структура перепончатых крыльев
Шаг 1
Крылья летучих мышей не такие сложные, как у птиц, но они все равно завораживают. Руки летучих мышей очень похожи на руки людей, так как у них есть длинные пальцы. Все пальцы соединяются между собой мембраной. Когда летучие мыши расправляют свои крылья, мембрана может растягиваться, вот почему она не мнется, когда крылья сложены.
Шаг 2
Но, хей, многим ли на самом деле так интересно рисовать летучих мышей? Они, конечно, милые, но…честно говоря, всех больше интересуют их крылья. Ведь мы можем использовать их для рисования драконов и демонов! Плохая новость — мы не способны рисовать анатомически точные крылья драконов. Хорошая новость — на это никто не способен. К сожалению, драконов не существует, а если бы и существовали, то у них были бы другие механизмы для полетов (и летали бы они не так величественно, как мы себе это представляем). Однако, я могу дать вам пару советов о том, как рисовать их настолько реалистично, насколько возможно.
Во-первых, сильные мускулы рук. Когда тело хорошо сложено, крылья должны соответствовать, быть достаточно сильными, для удержания его в воздухе. Вы можете воспользоваться анатомией человеческих рук, в качестве референсов.
Шаг 3
Во время рисования «пальцев», важно уделить особое внимание суставам. Они придают реалистичности и позволяют прикрепить мембрану правильно.
Шаг 4
Многие совершают одну ошибку(когда-то и я тоже). Это, возможно, из-за того, что руки летучих мышей не такие длинные, как у драконов (судя по тому, как мы их представляем). Когда драконьи крылья расправлены, можно увидеть складку под локтем. Отсюда вывод — там есть кость, которая создает её, это как стопы летучих мышей деформируют мембрану на хвосте. Нет особого смысла, рисовать эту кость у драконов, но многие профессиональные художники делают это. Конечно, это не запрещено, но вам решать нужна ли эта кость вашему дракону.
Шаг 5
Теперь, покроем руки мембраной. Как вы видите, рука — кости и мускулы — расположены внутри мембраны, а не на ней. Вот почему необходимо плавно переходить от пальцев к крыльям. Также, больше всего мембрана растягивается между суставами.
Кое-где на мембране есть разрывы из-за натяжения, они придают реалистичности (как бы намекая на то, что крылья используются по назначению), но они должны быть настолько малы, насколько возможно, иначе они бы мешали при полетах.
Шаг 6
Ниже показано как вы можете изобразить их:
Шаг 7
Мембрана это живой материал, она должна питаться кровью, как и любой другой орган. Сеть вен добавят реалистичности вашему скетчу. Просто помните — большие кровеносные сосуды расходятся в тонкие капилляры. Они начинаются на руке, а не где-то на кромке крыла. Иначе каждый маленький разрыв приводил бы к серьезному кровотечению!
Шаг 8
Рисуя вены, изображайте их светлыми и почти не видимыми. Есть одна хорошая уловка – не вырисовывать концы каждой вены, а выделять только некоторые из них.
Шаг 9
Вы можете так же добавить крыльям текстуру кожи. Самый легкий способ – широкая пересекающаяся штриховка. Меняйте её плотность в зависимости от растяжения мембраны – чем больше натяжение, тем тоньше текстура.
И вот, крылья дракона готовы!
Структура птичьего черепа
Костная ткань черепа имеет монолитную структуру. Сросшиеся кости делают его прочным, что крайне важно, поскольку птица часто работает клювом: добывает пищу из коры деревьев, разбивает орехи. Череп и первый позвонок шеи тоже срослись.
Птицы имеют большие глазницы. Размер настолько внушителен, что глазная зона потеснила мозговую коробку.
Клюв состоит из надклювья (верху) и подклювья (внизу). Его структура – это роговое вещество. Надклювье подвижно, поскольку прикреплено к мозговой коробке по принципу шарнира.
Слуховые отверстия располагаются под глазницами в нижнем краю.
Общая характеристика
Птицы — это теплокровные позвоночные животные. Перья птицам нужны для того, чтобы летать; кроме того, перья служат прекрасным теплоизолятором. Птицы ходят на двух задних конечностях, а передние конечности — это крылья. Их тела, сильные, но легкие, идеально приспособлены для полета, однако не все птицы летают. Детеныши птиц — птенцы — вылупляются из яиц.
- Особенности строения
- Самый большой размах крыльев
- Какие птицы не летают
- Зачем птицам клюв
- Почему птицы поют
- Почему птицы улетают в тёплые края
- Сколько живут птицы
- Яйца птиц
- Умные птицы
О структуре костей грудной клетки
Позвонки в зоне груди и ребер защищают сердечную мышцу и птичьи легкие. У быстро летающих пернатых имеется грудина больших размеров, которая вследствие эволюционных преобразований разрослась в киль. К ней крепятся основные летательные мышцы. Птицы, относящиеся к нелетающим, киля не имеют.
Плечевой пояс объединяет три косточки, образующие своеобразный треножник. Одна из трех ножек называется «воронья кость» — она упирается непосредственно в грудину. Другая, лопатка, располагается в области ребер. А третья срослась с ключицей, что образовало присущую для всех птиц «вилочку».
Лопатка с вороньей костью на месте скрепления образуют впадину. В этой области осуществляется поворот головки плечевой кости.
5.Крылья в движении
Шаг 1
Важно знать, что крылья не двигаются только вверх и вниз, когда они хлопают. Единственная цель этих движений толкать воздух вниз, а движение вверх необходимо для следующего толчка вниз. Что это значит?
- Во время взмаха вниз крылья широко расправлены, они пытаются «толкнуть» настолько много воздуха, насколько возможно.
- Во время взмахов вверх крылья слегка складываются, а первичные маховые перья разделяются. Они не возвращаются на место так же, на самом деле они делают это незаметно, чтобы не помешать только что созданной подъемной силе.
Это подходит и для крыльев летучих мышей и для крыльев драконов.
Шаг 2
Вы можете ясно увидеть махание крыльев со спины/спереди. Хорошенько рассмотрите махи вниз и вверх. Также обратите внимание на то, как движение воздуха меняет форму кончиков первичных перьев.
Шаг 3
Складывание крыльев птицы станет не таким сложным процессом, как только вы узнаете одно простое правило – первичные перья перекрываются с остальной частью крыла во время складывания. Вот и все!
Шаг 4
Складывание перепончатых крыльев немного сложнее. Вы должны в первую очередь обратить внимание на места, где напряжение будет сильнее всего. Они могут выглядеть как простые перьевые крылья. Когда крыло сгибается, перья становятся ближе друг к другу, перекрывая друг друга.
Как уже было сказано выше, нет нужды добавлять множество складок на сложенную мембрану. Она должна быть просто менее гладкой, чем при полностью расправленном крыле.
Шаг 5
Раз уж вы узнали об анатомии крыльев, вы теперь можете рисовать их в любой позиции используя перспективу(ага, от неё не сбежать, она повсюду!). Небольшой трюк — лучше начинать с позы для крыльев летучих мышей так как пальцы помогут вам с перьями.
Есть несколько ошибок, которые, на определенном уровне, совершают большинство из нас. Они, как правило, является результатом незнания — вы думаете, что знаете, как крыло выглядит, так почему бы вам не нарисовать его?
О строении крыльев
В строении крыльев птицы есть что-то общее со структурой рук человека. Речь идет о плечевой кости, а точнее об ее верхней части в области конечностей. В локтевом суставе она срослась с костями предплечья.
Вообще, большинство элементов кисти пернатых срослись между собой. Некоторые из них утратились вследствие эволюционных процессов. В этом и состоит главное анатомическое отличие крыльев и человеческих рук. А также в том, что птичье запястье состоит всего из двух основных костей и четырех фаланговых — пальцев.
https://youtu.be/n-3BJUqAx6A
Вес крыла пернатых намного меньше, чем масса конечностей других позвоночных с аналогичными габаритами. Причины тому – меньшее число элементов, отсутствие мышечной ткани и полая структура костей.
Роль мышц играют сухожилия и хорошо развитые мускулы грудины.
Внутри плечевой косточки крыла у пернатых находится воздушный мешочек.
Структура крыльев с перьями
Шаг 1
Не вся конечность птицы образует крыло. На самом деле оно начинается перед локтем.
Шаг 2
Вы когда-нибудь видели крылья у куриц? Они состоят из костей, мускулов и кожи. Для создания реалистичных крыльев нам понадобится добавить перья на их голые руки.
Шаг 3
У перьев разные направления в зависимости от части руки, к которой они прикреплены.
Шаг 4
Это , их следует рисовать поменьше, они доходят примерно до середины второго покрова. Это маленькие чешуевидные перья, которые охватывают верхнюю часть крыла. Они заканчиваются крылышком — небольшой группой перьев, прикрепленных к большому пальцу. Вы можете относиться к этой части, как к пальцу для более легкого понимания.
Шаг 5
Даже при размещении этих маленьких чешуйчатых перьев, необходимо помнить о правильном направлении. Но это на самом деле единственное правило, о котором не следует забывать в настоящее время; Вы можете нарисовать их совсем хаотично и легко. Тут нет необходимости, рисовать их один за другим, они настолько малы, и находятся в труднодоступных местах, и как правило, вы не можете разглядеть отдельные перья.
Шаг 6
Прежде чем двигаться дальше, вам следует узнать об одном важном пункте, которое обычно незнакомо любителям. У крыльев две стороны — верх и низ. Перья накладываются друг на друга не случайным образом. С верхней точки зрения вы можете увидеть только наружные края перьев, снизу — только внутренние.
Шаг 7
Поскольку вы знаете о направлении и перекрытии, вы можете начать рисовать большие кроющие перья. И отсюда два новых правила:
- Не заостряйте перья — те, которые используются для полетов, всегда округляются;
- Чем ближе к суставам, тем короче перья
Шаг 8
Это оперение плеча. Рисовать его довольно просто.
Шаг 9
Эти перья также должны быть размещены позади локтя, хотя, как правило, в этом месте они начинают смешиваться с перьями на животе и спине.
Шаг 10
После того, как вы покроете «руки» перьями, наступит время заняться самыми важными из них. Эти перья называются маховыми перьями 1-ого порядка. Мы можем видеть здесь два соединения — на запястье, и вместе, где начинаются пальцы. Перья, прикрепленные к пальцам, прекрасно подходят для точных маневров. У крупных птиц (орлы, например), есть «прорези» в этой части. Они потрясающе выглядят и помогают быть более ловкими.
Шаг 11
Остальные перья крепятся в районе запястья. Они большие и округлые.
Шаг 12
Второстепенные маховые перья крепятся к предплечью. Они выглядят как увеличенные копии маховых перьев 2-ого порядка.
Шаг 13
Третичные маховые являются частью, где смешиваются перья крыла с перьями тела. Когда вы рисуете крыло в виде сверху, изобразите их как «пучок» из длинных перьев. Если смотреть снизу, эти перья только частично будут видны и частично покрыты вторичными маховыми перьями.
Шаг 14
Вот и полностью нарисованное крыло.
Мышечная система
В структуре тела птиц присутствуют 175 скелетных поперечных мышц. Их система парная, большинство из них расположено симметрично справа и слева. Контроль за мышцами сознательный, поэтому их сокращение произвольное.
Грудная и надкоракидная мышцы – это основные элементы мышечной системы пернатых. Первая больше второй, обе начинаются в зоне грудины. У кур, индеек и других одомашненных птиц такие мышцы именуются «белым мясом». Остальные относят к «черному».
Функция грудной мышцы: обеспечение движения птицы прямо и вверх за счет подтягивания крыла вниз. Что касается надкоракоидной мышцы, эта часть системы выполняет обратную функцию — оттягивает крыло вверх в противоположном направлении относительно грудной мышцы.
Гладкая мускулатура состоит из мышечных групп, расположенных в области мочеполовой, сосудистой, дыхательной и пищеварительной системах. Находятся они и в глазной зоне, обеспечивая птице фокусировку. Они функционируют непроизвольно, то есть без сознательного контроля.
Теория полета
Шаг 1
Чтобы в полной мере понимать, как рисовать крылья в различных позициях, нужно сначала узнать, как же они работают и почему они имеют именно такую форму. Помимо очевидных знаний о крыльях, разве плохо знать, как же они функционируют?
Так как же это птицы и летучие мыши могут летать? Давайте начнем с того, с чего начинается каждый полет – с отрыва от земли. Наша птичка – Бобби – сидит на жердочке. Точки вокруг него – частички воздуха. Они не двигаются, когда вокруг безветренно.
Шаг 2
Бобби только что расправил свои крылья и прыгнул! Гравитация потянула его вниз на мгновение, но он у него есть свои способы бороться с ней…
Шаг 3
Бобби использует свои сильные мускулы на руках, чтобы хлопать крыльями. Они достаточно широкие, чтобы двигать частички воздуха под его телом.
Шаг 4
Но теперь здесь есть пустое пространство над Бобби, а частички под ним собрались в кучу. Частицы воздуха любят баланс. Они стремятся равномерно распространиться в пространстве, без какого-либо вакуума. Так что эти собранные вместе частицы летят вверх, чтобы заполнить пустое пространство. И делая это, они толкают тело Бобби вверх.
Шаг 5
Но этого не достаточно, чтобы заставить Бобби летать. Махание крыльев просто помогает ему двигаться вперед быстрее, таким образом, создавая ветер (движение воздуха), который птица может использовать, чтобы подниматься выше.
Проще говоря:
Кое-что о выталкивающей (подъемной) силе:
- Когда она сильнее, чем сила гравитации, птицу «выталкивает» вверх
- Когда выталкивающая сила равна силе гравитации, птица скользит/летит
- Когда выталкивающая сила слабее, чем сила гравитации, птица падает (и нуждается в махании крыльями – создавая подъемную силу – оставаясь в воздухе)
Строение лап
Ноги в пернатом мире есть только у страуса. Конечности остальных птичек именуются лапами, так как они выполняют дополнительные функции: хватательную, держательную и другие.
Все птицы имеют по две лапы. Их строение характеризуется наличием бедренной кости, голени, коленного сустава и пальцев.
Малая и большая берцовые косточки у пернатых срослись, образовав тибиотарзус. После сращивания от малой берцовой косточки остался лишь небольшой выступающий рудимент, прилегающий к тибиотарзусу.
История исследования
Начало исследованиям полета птиц заложил еще Аристотель в работе «Части животных», в четвертой книге. Он считал, что скорость пропорциональна силе, действующей на тело, поэтому для его движения постоянно необходим «двигатель», что движет тело, а сам при этом остается неподвижным. Чтобы объяснить движение летающих объектов, Аристотель был вынужден ввести понятие передачи функции «двигателя» частям воздуха. Понятие инерции, ускорения и аэродинамического сопротивления тогда еще не были известны, поэтому фактически физика полета осталась необъяснимой.
Только через два тысячелетия следующий значительный шаг вперед сделал Леонардо да Винчи в своей работе «О полете птиц». Его заметки, написанные в виде инструкций для птиц, подробно описывали, что нужно делать не только при равномерном полете, но и для взлета и посадки, при порыве ветра и в других ситуациях. Его изображение детально показывали этапы движения частей тела птиц. Также он ввел понятие давления воздуха и его изменений вокруг крыльев. Однако работы Леонардо да Винчи о полете птиц долго оставались малоизвестными — их было опубликовано лишь в середине ХХ века.
В работе Джованни Альфонсо Борелли «О движении животных», опубликованной 1680-го, подробно описано анатомию птиц с точки зрения механики и построено модель, которая объясняла образования подъемной силы. Также Борелли опроверг идею Аристотеля о роли хвоста птиц в регулировании направления полета.
Следующие этапы развития знаний о полете птиц связаны со становлением гидродинамики. Так, Христиан Гюйгенс в XVII веке измерил зависимость аэродинамического сопротивления от скорости, а его ученик, Готфрид Лейбниц фактически ввел понятие закона сохранения энергии. В 1738 году Бернулли в работе «Гидродинамика» опубликовал выведенный им закон, связывал давление жидкости с ее скоростью (сейчас известный как закон Бернулли), на основе которого Леонард Эйлер вывел набор дифференциальных уравнений, описывающие движение жидкости. Эти уравнения впервые позволили количественное описание полета, хотя и не давали правдоподобных результатов из-за отсутствия в них вязкости. Только в 1843 году в работе Жан-Клода Барре де Сен-Венана, написанной на основе работ Мари-Анри Навье и, независимо, в работе 1845 Габриэля Стокса уравнения Эйлера были дополнены вязкостью и получили название уравнений Навье- Стокса.
Первые попытки применения этих принципов для копирования полета птиц и создание летательных аппаратов тяжелее воздуха были осуществлены Джорджем Кейли в начале XIX века. В своих трудах 1809-1810 годов он опубликовал первые количественные расчеты деталей полета птиц и вывел форму наименьшего сопротивления для заданного объема. Он осуществил первые попытки создания искусственных летательных аппаратов, однако, завершились неудачей. Эти попытки были продолжены Лилиенталь, который также подробно исследовал полет птиц и сделал на его основе собственный летательный аппарат, но его эксперименты закончились даже хуже — сам Лилиенталь погиб от травм, полученных при аварии. В 1880-х годах Этьен-Жюль Маре еще дальше продвинулся в исследовании полета птиц, когда снял первые кинофильмы полета птиц и сконструировал очень сложные экспериментальные установки для измерения сил и давления воздуха во многих точках вокруг птицы, в частности он измерил эмпирическую зависимость аэродинамического сопротивления от поверхности .
В начале ХХ века, с созданием работающих самолетов, основное направление гидро- и аэродинамики сместился с исследования птиц на исследования аппаратов с неподвижными крыльями. Для этих аппаратов были созданы детальные теории, и хотя обычно считалось, что их можно применять и для птиц, экспериментальных исследований практически не проводилось. Большим прорывом середины XX века стало, однако, создание треугольного крыла (например, в Конкорда) с целью создания стабильного вихря на переднем крае крыла, принцип, что, как было показано позднее, широко используется насекомыми и, вероятно, птицами.
Только в 1960-х годах исследования полета птиц началось прежде всего именно ради изучения птиц. К тому времени уже была подробно известна функциональная анатомия этих животных, хотя некоторые детали были открыты гораздо позже. Тогда же стало возможным и использование рентгеновской фотографии для визуализации костей в полете и сокращений отдельных мышц. Также были измерены затраты энергии на различные цели при полете. Исследования не ограничивались лабораторными, развитие радаров позволил измерять скорость полета в природных условиях и изучать стратегию поведения птиц в различных случаях.
Однако все еще неизвестно, насколько современная аэродинамическая теория может быть применена к птицам и способна ли она описать все режимы их полета. Птицы способны подниматься с места и приземляться где угодно, способны зависать на одном месте и эффективно использовать ветер. Каким образом они это делают, до сих пор остается предметом исследований.
Стопы птиц
Стопа пернатых находится в голеностопном суставе. Она состоит из одной косточки, пальцев. А также цевки, которая образовалась от срастания элементов плюсны и нижних предплюсневых костей.
Птичьи стопы выглядят по-разному. Такое многообразие обусловлено различными условиями и образом жизни птиц. Важно и то, какой пище они отдают предпочтение.
У хищных охотников сильные когтистые лапы, служащие им орудием, с помощью которого они разрывают своих жертв. Пернатые, живущие на ветвях, имеют изящные лапки с длинными когтями и гибкими пальцами. Водоплавающих птиц природа наградила лапами с перепонками, помогающими хорошо держаться на воде.
Большинство пернатых имеют по четыре пальца, три из которых направлены вперед, а четвертый располагается сзади. Они ступают по земле исключительно пальцами и опираются пяткой. Цевка в процессе ходьбы не участвует.
Оставляйте свои комментарии к этой статье. Если она вам понравилась, делитесь информацией с друзьями в социальных сетях.
1.Основы анатомии крыльев
Шаг 1
Крылья похожи на руки по своей структуре. Просто взгляните на план снизу и увидите в чем разница:
- У птиц большинство костей объединены в простые формы
- Пальцы летучих мышей очень длинные. Они начинаются прямо от запястья
- Птицы и летучие мыши используют свои пальцы на ногах для точных маневров
Шаг 2
Когда крылья сложены вместе, все кости стараются быть как можно ближе друг к другу
Шаг 3
Мы можем упростить скелет для лучшего понимания того, как все устроено. Так что эти основные линии, все что тебе необходимо для правильного изображения крыльев!
Шаг 4
Раз уж крылья так похожи на руки, то почему бы вам не использовать их для поиска хорошей позы? Попробуйте помахать руками, разведите пальцы — представьте, будто у вас есть перья и мембраны между пальцами. Это поможет вам понять, какие позы выглядят естественными (и поэтому выглядят реалистичными на рисунках).
Почему птицы улетают на юг
Миллионы самых разных птиц в конце лета улетают на юг. С неизменной закономерностью они покидают места, где появились на свет, и летят в сторону более теплого климата. Но уже весной птицы возвращаются обратно для выведения молодняка. Каждый год перелётные птицы преодолевают расстояние в 20 тысяч миль (то есть более 32 тысяч километров). При этом возвращение происходит всегда в одно и тоже время. Бывает такое, что некоторые птицы мигрируют в одиночку.
Считается, что птицы понимают, когда нужно начать перелёт по продолжительности светового дня, так как это явление напрямую воздействует на нервную систему. Когда день становится короче, птицы получаю сигнал, который сообщает им, что пора начинать миграцию в тёплые места. И наоборот, когда продолжительность светового дня увеличивается до определённого уровня, перелётные птицы получают другой сигнал — пора возвращаться домой.
Какие птицы не летают
Не все птицы могут летать. Крылья некоторых не приспособлены для полета. Одни птицы только бегают, у других крылья приспособлены для плавания (например, пингвин, преследуя рыбу, работает в воде крыльями как веслами). Нелетающие птицы живут в Африке (страус
), Южной Америке (
рея
), Австралии и Новой Гвинее (
эму
и
казуар
). Маленький нелетающий
киви
живет в лесах Новой Зеландии, которая когда-то была домом для огромной нелетающей птицы —
гигантского динорниса