2 Vögel sind fliegende Wirbeltiere

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1 2 Vögel sind fliegende Wirbeltiere 2.1 Vögel -Wirbeltiere in Leichtbauweise Immer wieder schaut Felix bewundernd den Flugkünsten der Möwen zu. Warum können wir nicht segeln und fliegen wie die Vögel?", fragt er seine Mutter. Nun" antwortet diese, der Vogelkörper ist für das Fliegen gebaut, ein Mensch aber nicht." Schauen wir uns den Vogelkörper einmal genauer an. Er ist stromlinienförmig gebaut. Den gesamten Körper bedeckt ein Federkleid, nur Schnabel und Füße sind ohne Gefieder. Durch die dachziegelartige Anordnung der Federn werden Unebenheiten ausgeglichen. So kann die Luft ohne großen Widerstand vorbeiströmen. Unter den Deckfedern bilden die weichen Daunenfedern eine wärmende Schutzschicht. Sie schließen viel Luft ein und bewahren den Vogel vor Wärmeverlusten. Flügel und Schwanz besitzen große, zum Fliegen notwendige Schwungfedern. An ihnen kannst du besonders gut den Aufbau einer Feder erkennen. Von einem hohlen Schaft zweigen nach beiden Seiten viele Federäste ab. Sie bilden die Fahnen. Von jedem Federast zweigen wiederum Strahlen ab. Sie sind - wie bei einem Klettverschluss - durch kleine Häkchen miteinander verzahnt. Vögel haben ein Knochenskelett wie alle anderen Wirbeltiere. Trotzdem ist ein Vogel wesentlich leichter als ein Säugetier gleicher Größe. In den großen Röhrenknochen befindet sich Luft. Dadurch sind sie erheblich leichter als die mit Mark gefül lten Säugetierknochen. Ein Netzwerk aus knöchernen Verstrebungen verleiht ihnen Stabilität. Das geringe Körpergewicht stellt eine weitere Angepasstheit an das Leben in der Luft dar. Die Wirbelsäule ist starr, da alle Wirbel von der Brust bis zum Schwanz miteinander verwachsen sind. Dadurch können Vögel während des Fluges die richtige Körperhaltung bewahren. Auch die Rippen und das Brustbein sind fest miteinander verbunden. An dem kielförmig gebauten Brustbein sitzen die starken Brustmuskeln, mit denen die Flügel bewegt werden. Eine besondere Einrichtung bei Vögeln sind die Luftsäcke. Sie zweigen von der Lung~ ab und liegen zwischen den Muskeln und Organen des Rumpfes. Einige reichen bis in die Knochen. Wie Blasebälge pumpen sie die Luft beim Ein- und Ausatmen durch die Lunge. So kann das Blut mehr Sauerstoff aufnehmen. Beim Fliegen erbringen die Muskeln Hochleistungen und brauchen besonders viel Sauerstoff. 1 Möwe 268 ~ Wi e Vögel fliegen, Seite 270/27 1 ~ Pr a ktikum : Einfache Versuche zum Fli egen, Seite 272/273

2 Auch die Ernährungsweise ist dem FI iegen angepasst. Vögel fressen häufig. Dabei nehmen sie aber immer nur kleine Mengen an Nahrung zu sich. Die Nahrung w ird rasch verda ut. Unverdauliche Reste werden schn ell ausgeschieden. So w ird der Körper nicht durch zusätzliches Gewicht belastet. B 1 Sogar die Art der Fortpfl anzung dient der Gewichtsverminderun g. Vögel pflanzen sich mithilfe von Eiern fort. Diese reifen nicht gleichzeitig, sondern nacheinander. Sie werden mit ze itlichem Absta nd gelegt. So spart der Vogel Gewicht. Außerdem entw ickeln sich die Jungen außerh alb des Vogelkörpers. Auch das bringt im Vergleich zu den Säugetieren eine Gewichtsersparni s. Hand Unterarm Oberarm 1 Vögel sind durch Stromlinienform, Federkleid, Bau des Skeletts, Ernährung und Fortpflanzung dem Lebensbereich Luft angepasst. A D Betrachte den Bau des Vogelflügels und vergleiche mit dem Bau eines Hundebeines. El Untersuche das Vogelskelett. Verwende dazu das Skelett eines Brathähnchens. a) Finde Hand, Unterarm und Oberarm heraus. b) Beschreibe den Aufbau des Brustbeins. El Untersuche eine Vogelfeder, auch mit Hilfe einer Lupe. a) Zeichne die Feder in dein Heft. b) Beschrifte deine Zeichnung mit den Begriffen aus Abbildung 2 C. c) Untersuche und erkläre, wie die Teile der Feder zu einer geschlossenen Fläche vereinigt sind. 2 Körperbau der Möwe. A Leichtba uweise des Körpers; B Schwungfeder; C Bau der Feder; D Luftsäcke; f Bau der Knochen ~ Die Fl edermaus im Flug, Seite 266/267 ~ Wasse rvöge l sind den Zonen des Sees angepasst, Seite 342/3 43 =========~ 269

3 1 Rauchschwalbe. A Gleitflug; B Wasser aufnehmend; C Ruderflug 2.2 Wie Vögel fliegen Es ist immer wieder faszinierend, Rauchschwalben bei ihren Flugmanövern zu beobachten. In schnellem Flug steuern sie zum Beispiel eine Wasserfläche an und gleiten dicht über die Oberfläche. Sie tauchen kurz mit dem Schnabel ein um Wasser aufzunehmen und steigen mit ein paar Flügelschlägen wieder auf. Das alles geht so schnell, dass man die einzelnen Flugphasen kaum unterscheiden kann. leichter ist der Flug beim Höckerschwan zu beobachten. Ehe der Schwan von einer Wasserfläche auffliegen kann, nimmt er Wasser tretend einen langen Anlauf. Dabei bewegt er die Flügel auf und ab, um die Schwerkraft zu überwinden und den nötigen Auftrieb zu erzeugen. Beim Abwärtsschlag werden die Flügel schräg nach un- ten geführt. Die Federn bilden eine geschlossene, luftundurchlässige Fläche. So kann sich der Schwan in der Luft halten und gleichzeitig vorwärts bewegen. Beim Aufwärtsschlag werden die Federn so gedreht, dass die Fahnen senkrecht stehen und die Luft zwischen ihnen hindurchströmen kann. Die Flügel werden angewinkelt nach oben gezogen, sodass der Flug nicht abgebremst wird und der Schwan nicht an Höhe verliert. Dieser Ruderflug ist die häufigste Form des Vogelflugs. Die Landung erfolgt im Gleitflug. Dabei werden die Flügel nicht mehr bewegt, sondern ausgebreitet in der Luft gehalten. Die Anziehungskraft der Erde sorgt dafür, dass der Vogel langsam zu Boden gleitet. Die Flügel bremsen wie 3 Ruderflug des Höckerschwans 2 Auffliegender Höckerschwan 270 ~ Praktikum: Einfache Versuche zum Fliegen, Seite 2 72/273 ~ Praktikum: Vogelflug, Seite 274

4 6 Schwirrflug des Kolibris ein Fall schirm und der Schwa nz w ird als Steuer ei ngesetzt. Größere Vögel kön nen sich auch während des Fluges lange Zeit ohne Flügelschl ag in der Luft halten. Sie nutzen bei ihrem Segelflug aufsteigende warme Luftströmungen oder Aufwinde aus, wie das auch die Segelflieger tun. Eine ganz besondere Flugtechn ik beherrschen die Kolibris. Sie bewegen ihre Flügel bis zu 70 Mal in der Sekunde vor und zurück. Dadurch können sie im Schwirrflug auf der Stelle 11 stehen 11 1 senkrecht nach oben oder unten und soga r rückwärts fliegen. Auch der Turmfa lke 11 steht 11 beim Rüttelflug auf der Stelle. Er benutzt diese Techn ik, um den Erdboden nach Beuteti eren abzusuchen. Dabei bewegt er seine Flügel sehr schnell. Die Schwanzfedern si nd breit gefächert gegen die Flugri chtung gestellt und w irken als Bremse. Der Flug der Vögel beruht auf einem Zusammenspiel von Muskelkraft, Flügelform und Federstellung. 5 Rüttelflug des Turmfalken D Beschreibe die Flugtechnik bei der Rauchschwalbe, beim Höckerschwan und beim Kolibri. B Beschreibe den Rüttelflug anhand des Textes und Abbildung 5. EJ Welche der beschriebenen Flugtechniken benötigen besonders viel Muskelkraft? Begründe. 271 ~ Str ei f z u g : Der Traum vom Fliegen, Sei te 275

5 rzll Ruderflug ' l!el Segeln gegen den Wind Material: Bleistift; Papier (DIN A 5) Durchführung: Wickle das Ende des Papiers um den Bleistift. Das Papier entspricht dem Flügel des Vogels. Aufgaben: a) Was geschieht mit dem Blatt, wenn du darüber bläst? b) Wiederhole den Versuch und blase diesmal von unten gegen das Blatt. Beschreibe deine Beobachtungen. c) Welcher Zusammenhang besteht zwischen dem Versuch und dem Segelflug der Vögel? Beschreibe die Stellung der Flügel und der Federn beim Aufwärts- und Abwärtsschlag der Blaumeise. Welche Auswirkungen hat die Federstellung auf den Flug des Vogels? ~ Segelflug Erläutere, wie der Mäusebussard bei seinem Segelflug ohne Flügelschlag an Höhe gewinnen kann. ~ Wie wirkt warme Luft? Material: Teelicht; Hülse einer Haushaltsrolle; Streichhölzer; Daunenfeder Durchführung: Zün- ~ ~ de ein Teelicht an. Halte die Papierhülse wie in der Abbildung über das Teelicht. Lasse eine Daunenfeder über der Hülse los. Aufgaben: a) Was passiert mit der Feder? Notiere deine Beobachtung. b) Was kannst du daraus schließen? c) Was bedeutet das für den Vogelflug? 274

6 Der Traum vom Fliegen Fliegen können wie ein Vogel - dies ist ein alter Traum der Menschheit. Immer wieder haben Menschen versucht, diesen Traum zu verwirklichen. Eine alte Sage aus Griechenland erzählt von DÄDALUS und seinem Sohn IKARUS (um 1500 vor Christus). Die beiden flohen aus der Gefangenschaft, indem sie Vogelfedern mit Wachs zusammenklebten schinen vorangetrieben. Die Motoren waren zunächst nicht besonders leistungsstark. halb wurden die Flugzeuge aus leichten Materialien wie Holz und Leinwand gebaut. Durch Verbesserung der Motorstärke konnte man die Flugzeuge schließlich aus stabilem Metall bauen. Es entbrannte ein Wettstreit um immer leistungsstärkere Maschinen. 1 DÄDALUS und IKARUS Eine der größten Pionierleistungen war die Atlantiküberquerung des Amerikaners Charles LINDBERGH ( ). Er legte 1927 allein und im Nonstopflug eine Strecke von 5810 Kilometern zurück - in einem kleinen, einmotorigen Flugzeug! In der weiteren Entwicklung wurden die Flugzeuge größer und erhielten mehrere Motoren. Sie konnten lange Strecken ohne Zwischenstopp zurücklegen und mehr Menschen und Frachtgut transportieren. und diese Flügel" an ihren Armen befestigten. IKARUS kam bei seinem Flug der Sonne zu nahe. Das Wachs schmolz, die Flügel zerfielen und IKARUS stürzte ins Meer und starb. Im Mittelalter beschäftigte sich der Wissenschaftler und Künstler Leonardo DA VINCI ( ) mit dem Entwurf und Bau von Flugapparaten. Aber es dauerte bis zum 19. Jahrhundert, ehe die ersten gebaut wurden. Diese Flugapparate mussten entweder mit Muskelkraft betrieben werden oder sie waren nur zum Gleiten geeignet. Otto LILIENTHAL ( ) machte 1891 seine ersten Gleitversuche mit selbst gebauten Flugapparaten. Er startete von einem Turm aus und brachte es auf eine Weite von 500 Metern. Bei einem Flugversuch im Jahr 1896 verunglückte er tödlich. Die von Otto LILIENTHAL gebauten Gleiter ähnelten den heute benutzten Drachen der Drachenflieger. Die Versuche mit Flugapparaten, die mit Muskelkraft betrieben wurden, konnten nicht gelingen. Denn für Menschen ist es aufgrund ihres Körperbaus und ihrer Masse unmöglich, wie Vögel zu fliegen. Erst mit der Erfindung des Motors zu Beginn des 20. Jahrhunderts wurde auch der Bau von Flugma- 3 Charles LINDBERGH Ein weiterer Höhepunkt in der Entwicklung der Luftfahrt war die Erfindung des Düsentriebwerkes. Große Passagiermaschinen fliegen heute fast ausschließlich mit Düsentriebwerken. Wir finden es selbstverständlich, mit Flugzeugen schnell und bequem in alle Länder der Erde reisen zu können. Für seinen Atlantikflug brauchte Charles LINDBERGH mehr als 33 Stunden. Die Concorde, das erste Überschall-Verkehrsflugzeug, flog in etwa drei Stunden von New York nach London! 275

7 Fortbewegung im Tierreich Vögel - angepasst ans Fliegen (1) s G) Eine Vogelfeder wird untersucht. a) Beschrifte die Abbildung. b) Ziehe die Äste der Federfahne zuerst von der Spitze bis zur Spule durch die Finger und danach in umgekehrter Richtung. Beobachtung: c) Halte eine Deckfeder vor eine brennende Kerze. Versuche durch die Federfahne hindurch mit einem Strohhalm die Kerze auszublasen. Beschreibe. d) Gib mit einer Pipette ein paar Wassertropfen auf die Feder. Beschreibe deine Beobachtung und gib an, was das für den Vogel bedeutet. Vögel sind besonders leicht gebaut. a) Die Abbildung zeigt, woran das liegt. Beschreibe. Verstrebung b) Auch der Kopf ist leicht gebaut. Beschreibe. Oberarmknochen Knochenlängsschnitt