Warum können Vögel fliegen?

Transkript

1 Eine Kohlmeise fliegt mit breit gefächertem Schwanz und weit ausgebreiteten Flügeln am Fenster vorbei. Mit lang gestreckten Beinen und gespreizten Zehen steuert sie auf einen Ast zu. Die vier Zehen umschließen den Zweig, der Vogelkörper sackt zusammen, die Flügel werden angelegt eine perfekte Landung. Das scheint ganz einfach zu sein Abb.1 Mensch mit Flügeln und hat die Menschen schon immer begeistert. Manche versuchten, sich mit künstlichen Flügeln in die Luft zu erheben. ALBRECHT BERBLINGER ( ) ist daran ebenso gescheitert wie viele andere auch. Es genügt also nicht, Flügel anzuschnallen. Unser Körper ist einfach nicht zum Fliegen geschaffen. Wir sind zu schwer und die Kraft der Armmuskeln reicht nicht aus. Federleicht Das Korpergewicht der Vögel ist vergleichsweise gering. So wiegt eine Taube nur halb so viel wie ein gleich großer Igel. Ein Grund dafür sind die mit Luft gefüllten Röhrenknochen der Vögel. Diese sind bei Säugetieren mit Knochenmark gefüllt und deshalb viel schwerer. Abb.2 Erste Flugversuche

2 Abb. 3 Schwanzmeise Die große Flügelfläche verhindert ein schnelles Absinken. Kräftige Flügelschläge drücken den Körper gegen die Luft nach oben und nach vorn. Dass Fahrzeuge mit einer Stromlinienform weniger Benzin und damit weniger Energie verbrauchen als andere, haben Autohersteller inzwischen erkannt. Der Vogelkörper macht es vor: Auch er ist stromlinienförmig gebaut, sodass die Tiere bei geringem Energieverbrauch hohe Fluggeschwindigkeiten erreichen können. Während des Fliegens wirken durch die auf- und abschlagenden Flügel ganz erhebliche Kräfte auf den Körper des Vogels. Die Flugmuskeln benötigen deshalb bei ihrer schweren Arbeit einen festen Halt. Die zusammengewachsenen Brust- und Lendenwirbel und die Knochen des Brustkorbes bilden trotz der,leichtbauweise der Knochen ein starres und stabiles Gerüst. Die kräftigen Flugmuskeln sind fest mit dem breiten Brustbein verwachsen. Auch wenn die Flügel beim Fliegen noch so sehr daran ziehen, bleibt der Vogelkörper im Flug stabil.

3 Abb. 4: Vögel haben einen Stromlinienförmigen Körperbau. Strömungsgünstiger als ein Sportwagen Pinguine haben eineenorm strömungsgünstige spindelartige Körperform. Mithilfe von Strömungsversuchen im Wasserkanal haben Forscher für Pinguine Widerstandsbeiwerte (cw-werte) von unter 0,04 ermittelt. Schon das Profil eines Sportwagens erzeugt einen zehnmal größeren Widerstand, was sich auch in einem entsprechend größeren Energieverbrauch niederschlägt. Erstaunlicherweise sind neben der spindelartigen Form gerade auch die stufenweisen Verdickungen und Verjüngungen vom dünnen Schnabel zum dickeren Kopf über den schmaleren Hals zum massigen Körper für die herausragenden Eigenschaften des Pinguins verantwortlich. Die Übergänge verhindern, dass die Umströmung beim Schwimmen vorzeitig abreißt und dadurch den Strömungswiderstand erhöht. Was im Wasser gilt, gilt auch in der Luft, nur das Pinguine nicht fliegen können.

4 Das versteifte Rumpfskelett bildet eine feste Einheit. Die Brustwirbel tragen Rippen (5), die mit dem großen Brustbein (6) verbunden sind und so den Brustkorb bilden. Die hinteren Brustwirbel, die Lendenwirbel und das Becken sind miteinander verwachsen. Die letzten Schwanzwirbel (10) sind miteinander verwachsen, an dem Schwanzfedern sitzen. Am Brustbein setzt die kräftige Flugmuskulatur an. Bei allen flugfähigen Vögeln trägt es eine hohe Brustbeinleiste (6), die die Ansatzfläche vergrößert. Vogelskelett 1 Schädel 2 Halswirbel 3 Gabelbein 4 Rabenbein 5 Rippe 6 Brustbeinkamm 7 Wadenbein 8 Oberschenkelknochen 9 Schambein 10 Schwanzwirbel 11 Oberarmknochen 12 Speiche 13 Elle 14 Daumen

5 Schnelle Verdauung Auch das Gewicht der Nahrung belastet die Vögel kaum. Sie ist energiereich, aber wasserarm. Auferdem wird sie schnell verdaut und ausgeschieden. Leichte Federn Die Oberbekleidung der Vögel bilden die Deckfedern, die den Vogelkörper wie Dachziegel bedecken. So schützen sie die Daunenfedern vor Nässe und Wind und geben dem Vogel seine stromlinienförmige Gestalt. Falken oder Brieftauben besitzen sehr harte Gefiederflächen. An diesen Federn streicht der Wind wie an einem starren Flugzeugrumpf nahezu ungebremst vorbei. Dadurch erreichen sie beim Fliegen hohe Geschwindigkeiten. Die Schwungfedern bilden die Tragfläche des Flügels. Mit den Schwanzfedern kann der Vogel während des Fluges steuern und bei der Landung abbremsen. Eine Feder besteht aus einem langen Röhrchen, das zur Spitze hin immer dünner wird. Das ist der Federkiel. Der obere Teil des Federkiels, der Schaft, ist lufthaltig. Dies bewirkt ein geringeres Gewicht der Feder. Der untere Teil, die Spule, ist hohl.

6 Das Korpergewicht der Vögel ist vergleichsweise gering. So wiegt eine Taube nur so viel wie ein gleich großer Igel. Ein Grund dafür sind die mit Luft gefüllten der Vögel. Diese sind bei Säugetieren mit gefüllt und deshalb viel schwerer. Die große verhindert ein schnelles Absinken. Kräftige Flügelschläge drücken den Körper gegen die Luft nach oben und nach vorn. Dass Fahrzeuge mit einer Stromlinienform weniger Benzin und damit weniger Energie verbrauchen als andere, haben Autohersteller inzwischen erkannt. Der Vogelkörper macht es vor: Auch er ist gebaut, sodass die Tiere bei geringem Energieverbrauch hohe Fluggeschwindigkeiten erreichen können. Während des Fliegens wirken durch die auf- und abschlagenden Flügel ganz erhebliche Kräfte auf den Körper des Vogels. Die Flugmuskeln benötigen deshalb bei ihrer schweren Arbeit einen festen Halt. Die zusammengewachsenen Brust- und Lendenwirbel und die Knochen des Brustkorbes bilden trotz der,leichtbauweise der Knochen ein und Gerüst. Die kräftigen Flugmuskeln sind fest mit dem breiten Brustbein verwachsen. Auch wenn die Flügel beim Fliegen noch so sehr daran ziehen, bleibt der Vogelkörper im Flug stabil.

7 Auch das Gewicht der Nahrung belastet die Vögel kaum. Sie ist energiereich, aber wasserarm. Auferdem wird sie schnell verdaut und ausgeschieden. Die Oberbekleidung der Vögel bilden die, die den Vogelkörper wie Dachziegel bedecken. So schützen sie die Daunenfedern vor Nässe und Wind und geben dem Vogel seine stromlinienförmige Gestalt. Falken oder Brieftauben besitzen sehr harte Gefiederflächen. An diesen Federn streicht der Wind wie an einem starren Flugzeugrumpf nahezu ungebremst vorbei. Dadurch erreichen sie beim Fliegen hohe Geschwindigkeiten. Die bilden die Tragfläche des Flügels. Mit den kann der Vogel während des Fluges steuern und bei der Landung abbremsen. Eine Feder besteht aus einem langen Röhrchen, das zur Spitze hin immer dünner wird. Das ist der Federkiel. Der obere Teil des Federkiels, der, ist lufthaltig. Dies bewirkt ein geringeres Gewicht der Feder. Der untere Teil, die, ist hohl.