Anatomi burung

Anatomi burung atau struktur fisik tubuh burung memperlihatkan banyak adaptasi, yang kebanyakan bertujuan untuk menunjang kemampuan terbang. Burung memiliki sistem kerangka yang ringan dan otot yang ringan tetapi kuat, dengan sistem kardiovaskular dan sistem pernapasan yang mampu dalam tingkat metabolisme yang tinggi serta asupan oksigen yang memungkinkan burung untuk terbang. Perkembangan paruh telah membawa evolusi pada sistem pencernaan. Kekhususan anatomi tersebut telah menempatkan burung dalam klasifikasi ilmiah mereka dalam filum vertebrata.

Sistem kerangka 

Kerangka burung sangat beradaptasi untuk terbang. Kerangka tersebut sangat ringan, namun cukup kuat untuk menahan tekanan pada saat lepas landas, terbang, dan mendarat. Salah satu kunci adaptasi yakni tergabungnya tulang dalam osifikasi tunggal. Hal ini membuat burung memiliki jumlah tulang yang sedikit dibanding vertebrata lain yang hidup di darat. Burung juga tidak memiliki gigi bahkan rahang, namun memiliki paruh yang lebih ringan. Paruh pada anak burung memiliki "gigi telur" yang digunakan untuk membantu keluar dari cangkang telur.

Burung memiliki banyak tulang yang berongga yang saling bersilang untuk menambah kekuatan struktur tulang. Jumlah tulang berongga bervariasi antar spesies, meskipun burung yang terbang dengan melayang atau melambung cenderung memiliki tulang berongga yang lebih banyak. Kantung udara dalam sistem pernapasan sering membentuk kantung-kantung udara dalam tulang semi berongga pada kerangka burung. Beberapa burung yang tidak mampu terbang seperti penguin atau burung unta hanya memiliki tulang yang padat, hal ini membuktikan hubungan antara kemampuan terbang burung dengan adaptasi pada sistem rongga pada tulang.

Burung juga memiliki tulang leher yang lebih banyak dibanding binatang lainnya. Kebanyakan memiliki tulang leher yang sangat fleksibel yang terdiri dari 13–25 tulang. Burung merupakan satu-satunya binatang vertebrata yang memiliki tulang selangka yang menyatu (furcula atau tulang dada). Hal ini berfungsi sebagai penopang otot pada saat terbang, atau serupa pada penguin untuk menopang otot pada saat berenang. Adaptasi ini tidak dimiliki oleh burung yang tidak bisa terbang seperti burung unta. Menurut catatan, burung perenang memiliki tulang dada yang lebar, burung yang berjalan memiliki tulang dada yang panjang atau tinggi, sementara burung yang terbang memiliki tulang dada yang panjang dan tingginya mendekati sama.

Burung memiliki bengkokan tulang rusuk yang merupakan perpanjangan tulang yang membengkok yang berfungsi untuk menguatkan tulang rusuk dengan saling bertumpang tindih. Fitur ini juga ditemukan pada Sphenodon. Mereka juga memiliki tulang panggul tetradiate yang memanjang seperti pada beberapa reptil. Kaki belakang memiliki sambungan intra-tarsal yang juga ditemukan pada beberapa reptil. Ada perpaduan yang lebar pada tulang tubuh sama seperti perpaduan tulang dada. Mereka memiliki tengkorak diapsid seperti pada reptil dengan lekukan air mata. Tengkoraknya memiliki oksipital kondilus tunggal.

Tengkorak burung terdiri dari lima tulang utama: frontal (atas kepala), parietal (belakang kepala), premaksilari dan hidung (paruh atas), dan mandibula (paruh bawah). Tengkorak burung normal biasanya beratnya sekitar 1% dari berat badan keseluruhan burung. Mata burung menempati sebagian besar tengkorak dan dikelilingi oleh cincin mata-sklerotik, cincin tulang kecil yang mengelilingi mata.

Sistem tulang belakang dapat dibagi menjadi tiga bagian: cervical (11–25) (leher), Synsacrum (menyatu pada tulang punggung, juga menyatu pada pinggul), dan pygostyle (ekor).

Dada terdiri dari furcula (tulang garpu) dan coracoid (tulang leher), di mana dua tulang, bersama-sama dengan tulang belikat membentuk pectoral korset. Sisi dada dibentuk oleh tulang rusuk, yang bertemu di tulang dada.

Bahu terdiri dari skapula (tulang belikat), coracoid (tulang leher), dan humerus (tulang lengan atas). Lengan atas bergabung dengan tulang pengumpil dan ulna (lengan) untuk membentuk siku. Tulang-tulang karpus dan metakarpus membentuk "pergelangan tangan" dan "tangan" dari burung, dan jari-jari yang digabungkan bersama. Tulang-tulang di sayap sangat ringan sehingga burung bisa terbang lebih mudah.

Pinggul terdiri dari panggul yang meliputi tiga tulang utama: Illium (atas pinggul), iskium (sisi pinggul), dan pubis (depan pinggul). Ketiga tulang ini menyatu menjadi satu (tulang innominate). Tulang innominate merupakan evolusi yang signifikan yang memungkinkan burung untuk bertelur. Mereka bertemu di acetabulum (soket pinggul) dan mengartikulasikan dengan tulang paha, yang merupakan tulang pertama dari kaki belakang.

Kaki bagian atas terdiri dari tulang paha. Pada sendi lutut, tulang paha menghubungkan ke tibiotarsus (tulang kering) dan fibula (sisi tungkai bawah). Tarsometatarsus membentuk bagian atas kaki, serta jari yang membentuk kaki. Tulang kaki burung merupakan tulang yang paling berat, berkontribusi pada rendahnya titik berat burung. Hal ini membantu dalam penerbangan. Sebuah kerangka burung terdiri dari hanya sekitar 5% dari total berat badan burung.

Kaki burung 

Kaki burung diklasifikasikan menjadi anisodactyl, zygodactyl, heterodactyl, syndactyl atau pamprodactyl. Anisodactyl merupakan bentuk kaki burung yang paling umum, dengan tiga jari di depan dan satu di belakang. Bentuk seperti ini banyak ditemui di burung penyanyi, burung pengicau, elang, rajawali, dan falkon.

Beberapa burung memiliki bentuk kaki syndactyl yakni bentuk kaki yang menyerupai anisodactyl namun jari ketiga dan keempat atau ketiga jari depan menyatu seperti yang terdapat pada burung raja udang. Jenis kaki ini merupakan karakteristik burung dari ordo Coraciiformes.

Zygodactyl (dari bahasa Yunani ζυγον, kuk) adalah bentuk kaki burung, dengan dua jari kaki menghadap ke depan (jari 2 dan 3) dan dua jari menghadap ke belakang (jari 1 dan 4). Pengaturan ini paling sering terjadi pada spesies arboreal, terutama spesies yang naik batang pohon atau memanjat melalui dedaunan. Bentuk kaki zygodactyl dapat dijumpai pada burung bayan, burung pelatuk dan beberapa burung hantu. Dari hasil penelusuran, zygodactyl telah ditemukan dari periode 120–110 juta tahun yang lalu (awal zaman kapur), 50 juta tahun sebelum fosil zygodactyl pertama kali diidentifikasikan.

Heterodactyl menyerupai zygodactyl, yang membedakan hanya pada heterodactyl jari 3 dan 4 menghadap ke depan sedang jari 1 dan 2 menghadap ke belakang. Bentuk kaki seperti ini hanya ditemukan pada trogon, sedangkan pamprodactyl adalah susunan jari kaki di mana keempat jari dapat menghadap ke depan, atau burung dapat memutar kedua jari belakang. Bentuk kaki seperti ini merupakan karakteristik dari burung walet.

Sistem otot 

Kebanyakan burung memiliki sekitar 175 otot yang berbeda, yang sebagian besar mengontrol sayap, kulit dan kaki. Otot terbesar dari seekor burung adalah otot pektoralis atau otot dada yang mengatur gerakan sayap dan burung penerbang, berat otot ini sekitar 15–25% dari berat tubuhnya. Otot ini memberikan kepakan sayap yang kuat untuk terbang.

Otot medialis (bawah) sampai pectorals adalah supracoracoideus. Otot ini mengangkat sayap pada saat burung mengepakkan sayap. Kedua otot supracoracoideus dan pectorals ini memiliki berat sekitar 25–35% dari keseluruhan berat badan burung.

Otot-otot kulit membantu burung pada saat terbang dengan menyesuaikan arah bulu yang melekat pada otot kulit dan membantu burung saat melakukan manuver penerbangan.

Bagian tubuh dan ekor hanya memiliki beberapa otot, tetapi otot-otot tersebut sangat kuat dan sangat penting bagi burung. Pygostyle mengontrol semua gerakan di bagian ekor dan mengontrol bulu di bagian ekor. Hal ini menjadikan ekor memiliki permukaan yang lebih besar yang membantu menjaga burung di udara.

Sistem integumen

Sisik 

Sisik burung terdiri dari keratin yang sama seperti yang terdapat pada paruh, cakar, dan taji. Sisik-sisik ini ditemukan terutama pada jari kaki dan metatarsus, namun pada beberapa burung dapat ditemukan juga di pergelangan kaki. Kebanyakan sisik burung tidak terlalu tumpang tindih, kecuali pada burung raja-udang dan burung pelatuk. Sisik burung dianggap homolog dengan sisik pada reptil dan mamalia.

Pada tahap janin, kulit burung mulai berkembang dalam kondisi mulus. Di kaki, stratum, atau lapisan terluar, kulit ini dapat terkeratin, menebal dan sisik mulai terbentuk. Sisik-sisik ini dapat digolongkan dalam;

 Cancella – sisik sangat kecil, yang hanya berupa penebalan serta pengerasan dari kulit, saling bersilang dengan alur yang dangkal.
 Reticula – kecil tetapi berbeda, terpisah, berbentuk sisik. Ditemukan pada permukaan lateral dan medial metatarsus ayam. Sisik ini terbuat dari alpha-keratin.
 Scutella – Sisik yang tidak sebesar scute, seperti yang ditemukan pada bagian belakang, dari metatarsus ayam.
 Scute – sisik terbesar, biasanya ditemukan pada permukaan bagian depan metatarsus dan permukaan dorsal jari. Sisik ini terbuat dari beta-keratin seperti pada sisik reptilia.

Pada beberapa kaki burung, bulu dapat bercampur dengan sisik. Kantung bulu dapat terletak di antara sisik atau bahkan langsung di bawah sisik, di lapisan dermis kulit yang lebih dalam. Dalam kasus terakhir ini, bulu mungkin muncul secara langsung melalui sisik, dan sepenuhnya akan dilingkari di bidang munculnya oleh keratin sisik.

Rampoteka dan Podoteka 

Paruh pada sebagian besar burung wader memiliki ujung saraf yang membantu mereka mendeteksi mangsa yang bersembunyi di bawah pasir yang basah dengan merasakan perbedaan tekanan yang mendadak di dalam air.

Semua burung berevolusi dengan memindahkan bagian rahang atas terhubung dengan tengkorak otak. Namun hal ini lebih menonjol dalam beberapa burung dan dapat dengan mudah dideteksi pada burung bayan.

Daerah di antara mata dan paruh di sisi kepala burung disebut Lore. Daerah ini kadang-kadang berbulu, dan kulit dapat berwarna, seperti dalam banyak spesies dari keluarga pecuk.

Selaput bersisik yang melingkupi kaki burung disebut podoteka.

Sistem pernapasan 

Karena laju metabolisme basal yang tinggi diperlukan untuk terbang, burung memiliki kebutuhan oksigen yang tinggi. Perkembangan sistem pernapasan yang efisien memungkinkan evolusi burung untuk terbang. Burung melakukan pertukaran udara di paru-paru dengan menggunakan kantung udara.

Kantung udara ini tidak langsung melakukan pertukaran udara, tetapi berlaku seperti ubub yang memindahkan udara ke sistem pernapasan, memungkinkan paru-paru menjaga volume udara dalam jumlah yang tetap dengan udara segar selalu mengalir melewatinya.

Tiga pasangan organ yang menjalankan tugas pernapasan; Kantung udara anterior (interclavicular, cervicals, dan anterior thoracics), paru-paru, dan kantung udara posterior (posterior thoracics dan abdominals). Kantung udara posterior dan anterior, biasanya sembilan, mengembang pada saat menghirup napas. Udara masuk melalui trakea. Separuh dari udara masuk ke kantung udara posterior, separuh udara yang lain melewati paru-paru dan masuk ke kantung udara anterior. Udara dari kantung udara anterior langsung terbuang melalui trakea dan keluar melalui hidung. Kantung udara posterior mengeluarkan udara melalui paru-paru. Udara yang melewati paru-paru saat burung mengembuskan napas dibuang melalui trakea. Beberapa grup taksonomi (burung pengicau) memiliki 7 kantung udara, karena kantung udara klavikularis dapat saling behubungan atau menyatu dengan kantung udara cranial thoracic

Karena udara mengalir melalui sistem kantung udara dan paru-paru, maka tidak pernah terjadi percampuran antara udara yang kaya oksigen dengan udara yang miskin oksigen, kaya karbon dioksida, seperti pada paru-paru mamalia. Dengan demikian tekanan oksigen dalam paru-paru burung sama dengan tekanan di udara terbuka, sehingga burung memiliki pertukaran oksigen dan karbon dioksida yang lebih efisien dibandingkan dengan mamalia.

Paru-paru burung tidak memiliki alveolus, sebagai yang dimiliki paru-paru mamalia, tetapi berisi jutaan bagian kecil yang dikenal sebagai parabronkhus, terhubung di kedua ujunnya oleh dorsobronchi dan ventrobronchi. Udara mengalir melalui dinding sarang lebah dari parabronkhus ke vesikula udara, yang disebut serambi, yang menjorok dari parabronkhus. Serambi ini meningkatkan kapilaritas udara, di mana oksigen dan karbon dioksida yang bertukar dengan kapilaritas darah yang mengalir bersilangan melalui proses difusi.

Burung juga tidak memiliki diafragma. Rongga seluruh tubuh bertindak sebagai pengembus untuk memindahkan udara melalui paru-paru. Fase aktif respirasi pada burung adalah mengembuskan napas, yang membutuhkan kontraksi otot.

Siring adalah organ yang menghasilkan suara pada burung, terletak di dasar trakea burung. Seperti pada laring mamalia, suara yang dihasilkan oleh getaran udara mengalir melalui organ ini. Siring memungkinkan beberapa spesies burung untuk menghasilkan vokalisasi yang sangat kompleks, bahkan meniru ucapan manusia. Pada beberapa burung penyanyi, siring dapat menghasilkan lebih dari satu suara pada suatu waktu.

Sistem peredaran darah 
Burung memiliki jantung dengan empat bilik, yang sama dengan manusia, kebanyakan mamalia, dan beberapa reptil (yakni Crocodylia). Adaptasi ini memungkinkan transportasi nutrisi dan oksigen yang efisien ke seluruh tubuh, memberikan burung dengan energi untuk terbang dan mempertahankan aktivitas yang tinggi. Hati Archilochus colubris berdetak hingga 1200 kali per menit (sekitar 20 denyut per detik).

Sistem pencernaan 

Banyak burung memiliki kantong otot di sepanjang kerongkongan disebut tembolok. Fungsi tembolok adalah sebagai tempat menghaluskan makanan serta mengatur aliran makanan ke dalam sistem pencernaan dengan menyimpannya sementara. Ukuran dan bentuk tembolok dari beberapa variasi burung cukup berbeda. Burung dari ordo columbidae seperti merpati menghasilkan susu tembolok bergizi yang diumpankan ke anak mereka dengan regurgitasi. Burung memiliki ventriculus, atau ampela, terdiri dari empat larik otot yang memutar dan menghancurkan makanan dengan menggeser makanan dari satu tempat ke tempat lain di dalam ampela. Ampela dari beberapa spesies mengandung potongan kecil pasir atau batu yang sengaja ditelan oleh burung untuk membantu proses penggilingan pencernaan, yang berfungsi seperti gigi pada mamalia atau reptil. Penggunaan batu ampela pada burung memiliki kesamaan dengan dinosaurus.

Perilaku minum 
Ada empat cara yang umum dilakukan burung untuk minum: menggunakan gravitasi, mengisap, menggunakan lidah, mendapatkan air hanya dari makanan.

Sebagian besar burung tidak dapat menelan dengan gerakan peristaltik "mengisap" atau "memompa" di kerongkongan mereka (seperti yang dilakukan manusia), dan minum dengan berulang kali mengangkat kepala mereka setelah mengisi mulut mereka untuk memungkinkan cairan mengalir oleh gaya gravitasi, metode yang digambarkan sebagai "menyeruput". Pengecualian yang tercatat adalah Columbidae, menurut Konrad Lorenz pada tahun 1939,

"Ordo ini dapat dikenali dengan sebuah karakteristik tingkah laku, yaitu bahwa pada saat minum, air dipompa oleh gerakan peristaltik dari esofagus yang terjadi tanpa pengecualian. Satu-satunya kelompok lain yang menunjukkan tingkah laku yang sama adalah Pteroclidae, diletakkan dekat dengan merpati hanya karena karakteristik lama yang tidak diragukan lagi."

Meskipun aturan umum ini masih berlaku, sejak saat itu, beberapa observasi telah membuat beberapa pengecualian dari kedua arah.

Sebagai tambahan, burung pengisap nektar seperti Nectariniidae dan Trochilidae minum dengan menggunakan lidah yang menyerupai palung, dan Psittacidae minum dengan menjilat air.

Banyak burung laut yang memiliki kelenjar di dekat matanya yang memungkinkan mereka minum air laut. Garam yang terkandung dalam air laut akan dikeluarkan melalui lubang hidung.

Banyak burung gurun pasir mendapat air hanya dari makanan yang mereka makan. Pembuangan limbah nitrogen sebagai asam urat mengurangi kebutuhan tubuh akan air.

Sistem urogenital dan endokrin 

Meskipun kebanyakan burung jantan tidak mempunyai alat kelamin di luar, namun burung jantan memiliki dua testis yang dapat membesar ratusan kali pada saat musim kawin untuk memproduksi sperma. Testis burung pada umumnya tidak simetri, di mana kebanyakan burung memiliki testis sebelah kiri yang lebih besar dari sebelah kanan. Burung betina pada sebagian besar famili hanya memiliki sebuah ovarium yang dapat berfungsi (Ovarium sebelah kiri), terhubung pada saluran telur - walaupun pada embrio burung betina dapat ditemukan dua ovarium. Beberapa spesies burung memiliki dua ovarium yang dapat berfungsi, dan ordo Apterygiformes selalu memiliki dua oravium.

Pada burung jantan dari spesies yang tidak memiliki falus, sperma disimpan di dalam semen glomera di dalam tonjolan kloaka sebelum persetubuhan. Pada saat persetubuhan, burung betina menggerakkan ekornya ke arah samping, dan burung jantan menunggangi burung betina, bisa dari samping atau dari atasnya. Kloaka kemudian bersentuhan, sehingga sperma dapat masuk ke dalam sistem reproduksi burung betina. Hal ini bisa terjadi dengan sangat cepat, bahkan kadang kurang dari setengah detik.

Sperma disimpan dalam penyimpanan sperda di tubuh burung betina dalam waktu satu minggu sampai lebih dari 100 hari, tergantung dari jenis spesiesnya. Kemudian telur-telur akan dibuahi satu per satu saat telur tersebut keluar dari ovarium, sebelum cangkang telur mengeras. Setelah telur dikeluarkan oleh burung betina, embrio terus berkembang di dalam telur di luar tubuh burung betina.

Banyak unggas air dan beberapa jenis burung lain seperti burung unta dan kalkun, memiliki falus. Panjang falus ini diduga berhubungan dengan kompetisi sperma. Bila tidak melakukan persetubuhan, falus tersebut tersembunyi dalam ruang proktodeum dalam kloaka, di dalam lubang anus.

Setelah telur menetas, induk burung memiliki kepedulian yang beragam dalam hal penyediaan makanan serta perlindungan. Burung Precocial sudah dapat mengurus diri sendiri hanya dalam waktu beberapa saat setelah menetas, burung altricial pada saat baru menetas tidak bisa melakukan apa pun, buta, tidak berbulu, dan membutuhkan perhatian penuh dari induknya. Anak ayam dan beberapa burung yang bersarang di tanah seperti partridge dan wader sering dapat berlari begitu menetas, burung yang seperti ini dikelompokkan dalam nidifugous. Sebaliknya, burung yang bersarang di dalam lubang, sering kali tidak bisa melakukan apa pun begitu menetas.

Beberapa burung seperti merpati, angsa, dan bangau mahkota merah memiliki pasangan yang tetap sepanjang hidupnya dan dapat menghasilkan keturunan secara teratur.

Sistem saraf 

Burung memiliki penglihatan yang tajam. Burung pemangsa memiliki penglihatan delapan kali lebih tajam dari manusia. Hal ini disebabkan tingginya densitas reseptor warna yang ada di dalam retina (sampai 1.000.000 per mm persegi pada elang buteo, sementara manusia hanya memiliki 200.000 per mm persegi), sejumlah besar saraf optik, otot mata kedua yang tidak dimiliki binatang lain, dan pada beberapa jenis, fovea yang menjorok yang dapat memperbesar bagian tengah bidang pandang. Banyak spesies, termasuk kolibri dan albatros memiliki dua fovea pada masing-masing mata. Banyak burung yang mampu mendeteksi cahaya yang terpolarisasi.

Burung memiliki otak yang relatif besar jika dibandingkan dengan rasio tubuh. Hal ini tecermin dalam kecerdasan burung yang tinggi dan kompleks.

Lihat juga 
 Penglihatan burung
 Kecerdasan burung

Catatan

Referensi 
 Peter Grant & Killian Mullarny The New Approach to Identification, in Birding World, Vols. 1&2

Pranala luar 
  Bird skulls and skeletons 
  The avian respiratory system

 
Burung