2 Bau und Eigenschaften von federn a Vergleiche das Gewicht einer Vogel-

Transkript

1 Vögel - angepasst ans Fliegen Finger- Mittelhand- Handwurzelknochen knochen knochen l 1 Taube im Flug Zu fli egen wie ein Vogel - ohne Hilfsmittel gelingt das keinem Menschen! Vögel sind an den Lebensraum Luft auf vielfältige Weise angepasst... l 2 Skelett einer Taube 1 Federsammlung Im Wald findest du häufig Vogelfedern. Lege eine Federsammlung an. Notiere dazu die Vogelart, den Federtyp, den Fundort und das Funddatum. l 3 l 3 Federtypen Konturfeder ei nes Graupapageis Daunenfeder einer Taube 2 Bau und Eigenschaften von federn a Vergleiche das Gewicht einer Vogel- feder mit dem eines gleich großen Papierstücks. b Untersuche eine Feder mit der Lupe. Wie ist sie gebaut? Zeichne und beschrifte ihre Tei le. Schau dir dazu den Text Grundlagen an. c Wodurch wird die Fahne der Feder fest zusammengehalten? d Knicke einen Federschaft hin und her, bis er abbricht. Zähle, wie oft du ihn knicken musst. Wiederhole den Versuch mit einem Stück Draht. e Halte eine große Feder vor eine Kerzenflamme. Versuche mit einem Trinkhalm die Kerze durch die Feder hindurch auszublasen. 14 Führe denselben Versuch zum Vergleich mit einem straff gespannten Taschentuch durch. 14 Luft durch eine Feder blasen 3 Körpergewicht von Vögeln Verg leiche die Körpergewichte etwa gleich langer Säugetiere und Vögel aus der Tabelle. Was stellst du fest? Begründe die Unterschiede. Körper- Körperlänge gewicht Feldhase 67cm 4000g Stockente 60cm 1200g Wildkaninchen 46cm 1800g Rabenkrähe 48cm 550g 4 Leichtbauweise a Ermittle mit einer Ba lkenwaage die Gewichte zweier etwa gleich großer Knochen eines Vogels und eines Säugetiers. b Verg leiche den Längsschnitt durch einen Vogelknochen mit dem abgebildeten Flugzeugflügel. l 6 c Wo findest du die Leichtbauweise in der Technik? 5 Flügelform Betrachte an einem ausgestopften Vogelbalg die Form der Flügel. Achte auf die Form der Vorderkante und die der Hinterkante des Flügels. Verg leiche mit dem Querschnitt der Tragfläche eines Flugzeugs.

2 Grundlagen Wie Vögel ans Fliegen angepasst sind Federn und Flügel Vögel sind die einzigen Wirbeltiere mit Federkleid. l 5 Die flauschigen Daunenfedern hüllen den Körper ein und schützen ihn vor Wärmeverlust. Darüber liegen die Deckfedern wie Dachziegel übereinander und nehmen dem Körper die Ecken und Kanten. So erhält er eine strömungsgünstige Form. Große Schwungfedern sitzen an den Unterarm- und Handknochen des Flügels. Sie bilden beim Fliegen die Tragfläche. Die Schwanzfedern dienen zum Steuern. Die Federn sind so gebaut, dass kaum Luft hindurchströmen kann. Eine Taube hat rund 4000 Federn, alle zusammen wiegen nur 15 g! Die Leichtbauweise Das Skelett eines Vogels ist erheblich leichter als das eines gleich großen Säugetiers. Viele Knochen sind hohl und von Luftsäcken durchzogen. l 6 Innen sind sie durch Verstrebungen verstärkt. So erhalten sie trotz des geringen Gewichts genug Stabilität. Am Kamm des Brustbeins setzen gewaltige Flugmuskeln an. Bei einer Taube wiegen die Brustmuskeln ein Drittel des gesamten Körpergewichts, das Skelett aber nur ein Zwanzigstel. Die Schädeldecke der Vögel ist papierdünn. Anstelle eines schweren Gebisses besitzen Vögel einen leichten Hornschnabel. Besonders leicht sind die Federn gebaut. Ast Anpassungen im Stoffwechsel Zum Fliegen ist viel Energie nötig. Bei Vögeln laufen daher alle Stoffwechselvorgänge rasch ab. Sie fressen viel und verdauen schnell. Ihre Atmungsorgane sind besonders leistungsfähig. Sie bestehen aus Lunge und 5 Paar Luftsäcken. Die Luftsäcke wirken wie Blasebälge und sorgen für eine gute Belüftung der Lunge. Das Herz schlägt sehr rasch. Vogelkörper sind d11rch Leichtba11- weise an das Fliegen angepasst. Die vorderen Gliedmaßen der Vögel sind zu Flügeln umgebildet und wie der ganze Körper mit Federn bedeckt. Fedem sind das Kennzeichen aller Vögel. Fedem bestehen aus Horn und werden von der Haut gebildet. Die Lungen der Vögel stehen mit Luftsäcken in Verbindung und silld dadurch sehr leist11ngsfähig. \ 5 Aufbau einer Feder Luftsack im Oberarmknochen Unterarm Handgelenk Ausschnitt (vergrößert) Schwungfeder Vergleiche die Atmungsorgane eines Vogels mit denen eines Menschen. Nenne die wesentlichen Unterschiede. : Das Herz eines Rotkehlchens schlägt bis zu 600-mal in der Minute. Vergleiche seinen Puls mit der Häufigkeit der Herzschläge beim Menschen. Begründe den Unterschied. Fasse die Anpassungen des Vogelkörpers an das Fliegen in einer Tabelle zusammen. Kennst du Vogelarten, die nicht fliegen können? Hohlraum Oberarmknochen Knochenlängsschnitt l 6 Vögel sind in ihrem Körperbau an das Fliegen angepasst

3 Wie Vögel fliegen \ 1 Höckerschwan beim Ruderflug \2 Abschlag Grundlagen Vom Vogelflug Beim Fliegen muss der Vogel mit drei Problemen fertig werden: - Sein eigenes Gewicht zieht ihn nach unten. - Der Luftwiderstand bremst seine Geschwindigkeit. - Luftwirbel können ihn zum Absturz bringen. Trotzdem sind die meisten Vögel ausgezeichnete Flieger. Vogelflügel und Vogelkörper sind strömungsgünstig gebaut. So wird der Vogel beim Vorwärtsgleiten kaum durch den Luftwiderstand gebremst. Um beim Fliegen nicht allmählich an Höhe zu verlieren, nutzen viele Vögel aufsteigende warme Luftströmungen. Aufwinde entstehen auch dort, wo Luft gegen einen Hang strömt. Beobachtungen am Höckerschwan \ 1 Der Start: Nach einem langen Anlauf mit ausgebreiteten Flügeln versucht der Schwan genügend Fahrt zu bekommen. Weit ausholend schlägt er kraftvoll mit den Flügeln, bis er sich schließlich in die Luft erhebt. Der Ruderflug: Der Schlag der Flügel nach unten, der Abschlag, lässt den Vogel steigen und bringt ihn voran. Die Schwungfedern bilden einen lückenlosen Fächer, der keine Luft durchlässt. Hand- und Armschwingen wirken als Tragfläche. \ 2 Beim Aufschlag führt der Vogel die Flügel wieder nach oben. Dabei knickt er die Flügel im Handgelenk ein. Jetzt wirken nur noch die Armschwingen als Tragfläche. \ 3 Steuern: Beim Fliegen steuert der Schwan mit den Schwanzfedern. Landen: Zum Landen senkt der Vogel die Schwanzfedern. Um die Geschwindigkeit zu verringern, spreizt er Flügel und Schwanz. Gleichzeitig streckt er die Beine vor. Flügelform Die Flügelform hängt von verschiedenen Ansprüchen ab. Schnell fliegende Vögel haben spitzwinklige Flügel. Sie setzen dem Auftrieb wenig Widerstand entgegen. Für kurze Entfernungen sind breite, abgerundete Flügel besser. So kann der Vogel schneller abheben. Beschreibe mit der Bildfolge oben, wie der Höckerschwan fliegt. Warum nimmt der Vogel einen Anlauf? Wie hält er seine Flügel beim Aufund beim Abschlag? : Warum kann ein Mensch nicht aus eigener Kraft fliegen? 1 Wte verschiedene Vögelflieq#ll Beobachte im Garten, in einem Park oder an einem See, wie Vögel losfliegen und landen. a Wie fliegt der Vogel los? b Wie hält er sich in der Luft? c Achte auf die Stellung des Schwa zes beim Steigen, Fallen, Abbremse Stehen und Wenden in der Luft. Stellst du Unterschiede zwischen de verschiedenen Arten fest? d Was ist gleich wie beim Höckerschwan, wo findest du Unterschiede

4 l 3 Aufschlag 2 Flugarten im Modellversuch: Gleitflieger Vögel können durch die Luft gleiten, segeln und rudern, sie können rütteln und schwirren. Wir untersuchen jetzt das Gleiten. Bastle einen Papierflieger. Achte darauf, dass er symmetrisch ist. a Finde durch Ausprobieren die beste Flugmodell 3: ein DIN-A-5-Bogen, Flugmodell 4: zwei übereinander geklebte D 1 N-A-5-Bögen. Bestimme das Gewicht deiner Papiermodelle. Vergleiche ihre Flugzeit mit der Stoppuhr. Achte darauf, dass die Flugbedingungen immer gleich sind. Wurftechnik heraus. Flugmodell Gewicht Flugzeit b Optimiere deinen Flieger durch Trim- Nr. ing ins men. Wenn der Schwerpunkt richtig liegt, wird er am weitesten fliegen. 14??? c Vergleiche unterschiedlich schwere und verschieden große Papierflieger. Baue dazu 4 Flugmodelle aus folgenden Materialien: Flugmodell 1: ein DIN-A-4-Bogen, Flugmodell 2: zwei übereinander geklebte DIN-A-4-Bögen, d Verändere an deinen Papierfliegern die Flügelform und miss erneut. e Formuliere aus deinen Messergebnissen, welche Bedingungen für einen guten Flieger wichtig sind. 3 Flugarten im Modellversuch: Segelflug im Aufwind a Durch Erwärmen von Luft kommt es zu Aufwinden. l 5 Halte über die Glasröhre eine Daunenfeder. Lass sie los, damit sie in die Glasröhre fällt. Führe den Versuch einmal bei gelöschter Kerze und einmal bei brennender Kerze durch. Beobachte und erkläre. b Stelle ein Buch auf den Tisch. Lass eine Daunenfeder vom Buchrücken auf den Tisch fallen. l 6 Wiederhole das Ganze bei eingeschaltetem Föhn. Erkläre deine Beobachtungen. Welche Verhältnisse in der Natur soll das Buch darstellen? Papier zum -,,...-1 fümoo, Stativ ~cc Föhn 14 Trimmen des Papierfliegers l 5 Aufwind durch Erwärmung l 6 Aufwind durch Umlenkung der Luft

5 Welche Phasen lassen sich beim Ruderflug des Rotkehlchens unterscheiden? Grundlagen Flugformen Auf welche Art ein Vogel fliegen kann, hängt von seinem Körpergewicht sowie von der Größe und Gestalt seiner Flügel ab. Zum Beispiel sind kleine Singvögel mit ihren rundlichen Flügeln schlechte Gleitflieger. Segeln können sie überhaupt nicht. Ruderflug Der Ruderflug ist die häufigste Flugform der Vögel. Dabei werden die Flügel mit Muskelkraft auf und ab geschlagen. Beim Abschlag bilden die Federn der Flügel eine luftundurchlässige Fläche. Der Vogel wird nach oben und vorn gedrückt. Beim Aufschlag sind die Handschwingen so gestellt, dass Luft von oben durchströmt. So sackt der Vogel nicht ab. Gleitflug Befindet sich ein Vogel schon hoch in der Luft oder auf einem Baum, kann er ohne Flügelschlag herabgleiten. Beim Gleiten benutzt er seine Flügel als starre Tragflächen. Je größer die Flügel im Verhältnis zum Körpergewicht sind, desto länger ist die mögliche Gleitstrecke. Segelflug Segelnde Vögel Jassen sich ohne Flüge!schlag von aufsteigenden Luftströmungen emportragen. Breite Flügel sind dabei eine günstige Voraussetzung. \ 2 Rüttelflug Der Rüttelflug ist ein Ruderflug auf der Ste\\e. Dabe\ scheint der Vogel für kurze Zeit in der Luft zu stehen. \3 Beim Gleitflug und Segelflug fliegt der Vogel ohne Flügelschlag. Ruderflug und Riittelflug erfordern Muskelkraft. Riittelflug ist Fliegen auf der Stelle.

6 EI Beschreibe den Ruderflug der Meise. Achte jeweils beim Ab- und beim Aufschlag auf die Bewegung des Vogels sowie auf die Stellung und Bewegung seiner Flügel. Übertrage die Tabelle in dein Heft und fülle sie aus. Interessantes Was sonst noch fliegt Ab schlag Auf schlag Bewegung des Vogels im Raum Flügelstellung Flügelbewegung EJI Sicherlich hast du schon verschiedene Flugformen beobachtet. Ordne einigen Vogelarten Flugformen zu. II Die Flügelform ist eine wichtige Voraussetzung für die Flugform. Vergleiche die Flugbilder von Vogelarten Es gibt zwei Grundtypen von Flügeln. Beschreibe sie. 2 Gib jeweils Vogelarten an, deren Flügel ähnlich sind. 3 Welche Arten sind gute Segler, welche gute Gleiter? 4 Erkläre den Zusammenhang zwischen der Flügelform und der vorwiegenden Flugart der einzelnen Vögel. DJ Von einem 1 0 m hohen Baum gleiten Vögel unterschiedlich weit. l 5 Welche Zusammenhänge erkennst du? 16 Mausohrfledermaus Die Fledermaus jagt Fluginsekten. l 6 Ihre Flughäute werden vor allem mithilfe der Arm- und Handknochen aufgespannt. Sie ist ein fliegendes Säugetier. In jeder Klasse der Wirbeltiere gibt es fliegende Vertreter. Aber nicht alle sind aktive Flieger, die ihre Flügel mit Flugmuskeln bewegen. Manche breiten beim Springen nur Flughäute oder große Flossen aus und können so ein Stück weit durch die Luft gleiten. l 7 Flugfrosch E Fledermäuse und Vögel sind Flugtiere. Welche Eigenschaften müssen Fledermäuse und Vögel gemeinsam haben? Was unterscheidet das Säugetier Fledermaus von den Vögeln? F Außer der Fledermaus jagen viele Vögel nach Insekten, ebenso der Grasfrosch und die Libelle, die selbst ein Insekt ist. informiere dich über diese Tiere und begründe, warum sie trotz der Konkurrenz untereinander genügend Nahrung finden. G Zu welchen Wirbeltierklassen gehören die abgebildeten Arten? l 7 Unterscheide zwischen aktiven Fliegern und passiven Gleitfliegern. Welche Flugeinrichtungen kannst du jeweils erkennen? l 7 Fliegende Wirbeltiere Faltengecko 14 Flugbilder l 5 Flugweite beim Gleitflug