Weshalb bezeichnet man den Vogelkörper als Leichtbaukonstruktion
Dass sich der Vogel mit seinem Körper über weite Strecken in der Luft halten und der Schwerkraft entfliehen kann, gleicht einem kleinen evolutionären Wunderwerk, das in gewisser Weise sogar etwas mit dem Aussterben der Dinosaurier zutun hat. Vögel sind nämlich – das lässt sich an der DNA nachweisen und ablesen – die direkten der Nachfahren der Urzeittiere. In der biologischen Systematik wird die Klasse der Vögel deshalb in die Gruppe der Sauropsida eingeordnet, genauso wie die Reptilien, die ausgestorbenen Flugsaurier und Fischsaurier (Ichthyosaurier).
Vögel besitzen einen Körper, der über eine einzigartige Leichtbauweise verfügt. Diese zeichnet sich durch mehrere Merkmalen aus, die in ihrer Gesamtheit dazu führen, dass der Vogel energiesparend abheben und in nicht seltenen Fällen sogar mehrere 1000 Meilen oder gar ganze Ozeane überwinden kann.
Inhalt
Wesentliche Merkmale der Vögel
Auch Vögel werden grundsätzlich als Wirbeltiere klassifiziert. Wie auch Reptilien, Amphibien, Fische und jedes typische Säugetier so besitzt auch jeder Vogel eine Wirbelsäule, nach der alle Wirbeltiere klassifiziert werden. Aufgrund einzigartiger Merkmale lässt sich der Vogel dennoch sofort erkennen und von allen anderen Wirbeltieren abgrenzen. Der Vogel
- verfügt über einen rundlichen Körper
- besitzt zwei Beine und zwei Flügel
- hat einen beweglichen Hals und einen Schnabel am Kopf
- ist über den gesamten Körper mit einem deckenden Federkleid ausgestattet.
Doch was genau macht die Bauweise und die Ausstattung eines Vogelkörpers aus, sodass dieser anders als andere Wirbeltiere die Schwerkraft der Erde überwinden und in die Lüfte abheben kann?
Die einzigartige Leichtbauweise des Vogelkörpers
Eine sofort erkennbare Eigenschaft des Vogels ist die, dass dieser offenbar ohne große Anstrengungen fliegen kann. Dies gilt allerdings nicht für alle Vögel. Ein Beispiel dafür ist der Strauß, der sich im Laufe der Evolution auf das Leben am Boden eingestellt und somit die Fähigkeit des Fliegens abgelegt hat.
Die flugfähigen Vögel verfügen über Flügel, deren Spannweite die Länge des Vogelkörpers deutlich übersteigt. Die Tatsache, dass die Flügel aus mehreren Federn zusammengesetzt sind, die wiederum bewegliche Eigenschaften haben, führt dazu, dass der Flügel unabhängig von dem jeweils anderen unterschiedlichen Bedingungen in der Luft angepasst werden kann.
Eine wesentliche Eigenschaft des Vogelflügels ist es, dass sich jede einzelne Feder dem Luftwiderstand anpassen kann. So gleitet die Luft bei einer Aufschlagbewegung des Flügels beispielsweise nahezu ohne Widerstand zwischen den Federn hindurch, während bei einem Abschlag der Luftwiderstand zum Erzeugen des für das Fliegen notwendigen Auftriebs maximal ist, indem die Flügelfläche durch ein horizontales Stellen der Federn geschlossen wird. Der Vogel drückt sich auf diese Weise gewissermaßen mit jedem Flügelschlag von der Luft nach oben ab und kann so die Höhe halten oder durch kräftigere Bewegungen sogar an Höhe gewinnen.
Die Federn verfügen über eine individuelle Funktion
Bei den Vögeln ist Feder nicht gleich Feder. Die für das Fliegen wichtigsten Federn sind die Schwungfedern. Sie sitzen an der Unterseite des Flügels und bilden in der Luft die auftrieb-generierende Tragfläche.
Auch den Schwanzfedern kommt eine besondere Funktion zu: Sie dienen der Steuerung und der Sicherstellung einer optimalen Lage in der Luft während des Fluges. Trotz der zahlreichen Federn bleibt der Vogel ein echtes Leichtgewicht. Schauen wir uns eine Taube an: Die mehr als 4.000 Federn des Tieres wiegen zusammen gerade einmal 15 Gramm.
Die Bauweise des Vogelkörpers unterstützt die Wirkung des Auftriebs
Es bedarf nicht nur der Federn für ein ausdauerndes Fliegen. Der gesamte Körper, seine Energieversorgung und seine Steuerung sind für das Fliegen optimiert. Das Skelett eines Vogels ist deutlich leichter als das Skelett eines herkömmlichen, in der Größe vergleichbaren Säugetiers, das am Boden lebt.
Dies ist dadurch zu erklären, dass viele Knochen von innen hohl und mit Luftkammern, den sogenannten Luftsäcken durchzogen sind, die unmittelbar mit den Lungen des Tieres in Verbindung stehen. Damit die Knochen nicht in sich zusammenfallen, sind sie mit besonderen Verstrebungen im Innern der Knochenrähre durchzogen und verstärkt. Auf diese Weise garantieren sie trotz ihrer Leichtigkeit ausreichend Stabilität und eine große Widerstandsfähigkeit.
Auch beim Schädel hat die Evolution ganze Arbeit geleistet: Vögel verfügen über eine hauchdünne Schädeldecke, die nur unwesentlich dicker als ein Blatt Papier ist. Ein schweres Gebiss mit Zähnen weicht einem Schnabel aus ultraleichtem Horn.
Der wohl wichtigste Muskel ist der imposante Brustmuskel eines Vogels. Bezogen auf das Gewicht einer Taube macht allein der Brustmuskel mehr als ein Drittel des gesamten Körpergewichts des Tieres aus, während alle Knochen des Tauben-Skeletts zusammengerechent gerade einmal 5 Prozent des gesamten Körpergewichts ausmachen.
Dabei zeichnen sich die Muskeln durch auffallend viele langsame Muskelfasern aus, deren wesentliches Merkmal es ist, dass sie eine kontinuierliche und lange Arbeit verrichten können, ohne schnell zu ermüden. Auch der Stoffwechsel des Vogels ist natürlich für das Fliegen optimiert.
Stoffwechsel und Leichtbauweise: Alles dient der Flugfähigkeit
Das Fliegen verbraucht anders als die Fortbewegung am Boden natürlich deutlich mehr Energie. Alle Stoffwechselprozesse des Vogels sind daher für das Fliegen optimiert und nur auf letzteres ausgerichtet. Das bedeutet, dass die Stoffwechselvorgänge im Körper eines Vogels deutlich schneller ablaufen als bei Tieren am Boden.
Vögel fressen deutlich mehr und auch die Verdauung und damit die Energiebereitstellung ist beschleunigt. Um die aerobe Energiebereitstellung, also die Bereitstellung von Energie aus der Nahrung unter Beteiligung von Sauerstoff aus der Umgebungsluft, sicherzustellen, verfügt jeder Vogel über leistungsfähige Atmungsorgane. Die Energiebereitstellung unter Sauerstoffbeteiligung ist deshalb für den Vogel so wichtig, weil nur so eine Fortbewegung ohne eine vorschnelle Ermüdung der für das Fliegen wichtigen Muskelgruppen realisiert werden kann.
Fazit: Alles dient dem Fliegen
Sowohl die Leichtbauweise des Skeletts, insbesondere die luftgefüllten Hohlknochen, als auch die Verteilung, die Arbeitsweise und die Funktion der Muskeln unterstützen das energieeffiziente Fliegen des Vogels.
Federn sind das wesentliche Merkmal eines Vogels, die in sich beweglich sind und sich für einen maximalen Auftrieb den Luftströmungen individuell anpassen können. Die Lungen sind überdimensional groß und direkt mit den Luftsäcken der Vögel verbunden. Dies führt zu einer deutlichen höheren Leistungsfähigkeit der Vögel in der Luft.
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