Anpassungen von Vögeln

Von Rosie Costain, VNS-Freiwillige

Im März drehte sich bei der Unterrichtseinheit „Visiting Naturalist in the Schools“ alles um Federn. Die Viert- und Fünftklässler lernten, Federn anhand ihrer Form zu erkennen, und bestimmten die Funktion jeder Feder, sei es die Wärme der Flaumfedern oder die Unterstützung des Fluges durch die Schwanzfedern.

Während der Unterrichtsstunde stellten die Schüler viele Fragen zu den Anpassungen der Vögel. Einige ihrer Fragen verblüfften alle im Raum. In der Diskussion zwischen Lehrern und Schülern haben wir die besten Antworten gefunden. Aber ich wollte noch mehr herausfinden.

Hier sind einige ihrer Fragen mit Antworten, die ich nach bestem Wissen und Gewissen recherchiert habe.

Warum haben Vögel Hohlknochen? Haben alle Vögel hohle Knochen?

Die Skelette von Vögeln haben einige einzigartige Anpassungen, die das Fliegen ermöglichen. Eine davon sind hohle Knochen.

Zunächst wollen wir darüber sprechen, was hohle Knochen bewirken. Hohlknochen werden auch als pneumatisierte Knochen bezeichnet, was bedeutet, dass sie mit einem Luftraum gefüllt sind. Man nimmt an, dass diese Struktur die Sauerstoffaufnahme während des Fluges erleichtert. An den hohlen Bereichen der Vogelknochen sind Luftsäcke befestigt. Im Grunde genommen erstrecken sich die Lungen durch die Knochen. Dies hilft den Vögeln bei der Aufnahme von Sauerstoff beim Ein- und Ausatmen. Dadurch wird dem Blut mehr Sauerstoff zugeführt, was dem Vogel zusätzliche Energie für den Flug liefert.

Aber hohle Knochen machen einen Vogel nicht leichter, wie man gemeinhin annimmt. Einem Forscher der University of Massachusetts Amherst zufolge sind Vogelknochen schwerer als bei Tieren ähnlicher Größe. Wenn man nur die Knochen vergleicht, ist das Skelett eines zwei Unzen schweren Vogels schwerer als das Skelett einer zwei Unzen schweren Maus. Die Knochen eines Vogels sind dichter. Diese Dichte macht diese dünnen, hohlen Knochen steifer und stärker, damit sie nicht brechen. Sich kreuzende Verstrebungen oder Fachwerke sorgen ebenfalls für strukturelle Stärke.

Ein paar weitere interessante Fakten:

• Vögel von der Meise bis zum Sandhill-Kranich haben hohle Knochen. Allerdings sind nicht alle Knochen im Körper eines Vogels hohl, und die Anzahl der hohlen Knochen variiert von Art zu Art. Große Gleit- und Segelflugvögel haben in der Regel mehr, Tauchvögel dagegen weniger hohle Knochen.
• Pinguine, Seetaucher und Papageientaucher haben keine hohlen Knochen. Man vermutet, dass feste Knochen diesen Vögeln das Tauchen erleichtern.
• Flugunfähige Vögel haben hohle Knochen. Strauße und Emus haben hohle Oberschenkelknochen. Man nimmt an, dass das Luftsacksystem, das sich bis in die Oberschenkel erstreckt, dazu dient, die Körperwärme durch Hecheln zu reduzieren.
• Diese Knochenspezialisierung ist nicht nur bei Vögeln zu finden. Fossilien zeigen Hinweise auf Luftsäcke in fleischfressenden Dinosaurierknochen. Menschen haben hohle Knochen um ihre Nebenhöhlen. Man findet sie auch in den Schädeln anderer Säugetiere und Krokodile.

Wie können Vögel ihre Federn verlieren und trotzdem fliegen?

Flügel- und Schwanzfedern sind für den Flug entscheidend. Aber was passiert, wenn Vögel diese Federn verlieren?

Durch die ständige Nutzung und den Kontakt mit den Elementen müssen die Vögel ihre Federn durch einen Prozess ersetzen, der Mauser genannt wird. Das Ersetzen der Federn kostet viel Energie, daher mausern sich die Vögel in der Regel zu Zeiten, in denen sie keine anderen energiereichen Aktivitäten ausüben, wie z. B. auf der Wanderung oder beim Nisten. Dieser Federverlust kann allmählich oder auf einmal erfolgen.

Einige Vögel, wie z. B. Raben, können sich bis zu sechs Monate lang mausern, wobei sie jeweils nur ein paar Flugfedern ersetzen. Sie warten, bis neue Federn nachgewachsen sind, bevor sie sich erneut mausern. Normalerweise verlieren sie an beiden Flügeln die gleichen Federn zur gleichen Zeit, so dass die Flügel während des gesamten Wechsels symmetrisch bleiben. Kleinere Vögel machen das Gleiche, aber es dauert nur etwa zwei Monate. Dieser verlängerte Häutungsprozess ermöglicht es diesen Vögeln, trotz des Verlusts einiger Federn zu fliegen.

Gleitvögel kompensieren den Verlust der Federn, indem sie während des Flugs ihre Flügel- und Schwanzposition ändern, um aerodynamisch zu bleiben.

Vögel wie Enten und Seetaucher sind zu schwer, um mit nur einigen fehlenden Federn zu fliegen, daher mausern sie alle ihre Flugfedern auf einmal und bleiben etwa einen Monat lang am Boden. Um Raubtiere zu vermeiden, halten sie sich im oder in der Nähe von Wasser auf.

Was macht Federn wasserdicht? Sind alle Vögel wasserdicht?

Wenn Wasser auf den Rücken einer Ente fällt, perlt es ab und hält die Unterlage aus Daunen trocken. Um trocken und warm zu bleiben, sind die Federn der Enten „wasserdicht“.

Ein Teil dieses Schutzes vor Wasser kommt von der Struktur der Federn. Auf einer Feder verzweigen sich von jeder Seite der Rachis (der steifen, stielartigen Linie, die in der Mitte nach oben verläuft) die Flügel (die flexiblen Strukturen, die den Hauptkörper der Feder bilden). Diese Schaufeln bestehen aus einzelnen Widerhaken, die ein bisschen wie einzelne Haare sind. Bei den äußeren Schichten der Federn, wie den Flügel- und Körperfedern, sind diese Widerhaken jedoch miteinander verbunden. An den Widerhaken befinden sich Widerhaken, die die einzelnen Widerhaken wie ein Klettverschluss zusammenhalten. Diese Struktur trägt dazu bei, dass etwas Wasser draußen und Wärme drinnen bleibt und bietet einen gewissen Schutz vor Wasser, ist aber vergleichbar mit dem Tragen einer Windjacke bei einem Regenschauer. Aber es gibt zusätzliche Maßnahmen, die Vögel trocken halten.

Vogelfedern sind von Natur aus nicht völlig wasserdicht. Die Vögel putzen sich ständig, oder sie putzen sich. Dabei entfernen die Vögel Schmutz, Staub und Parasiten aus ihrem Gefieder und bringen die Federn in ihre beste Form und Position. Bei einigen Vögeln, wie z. B. Enten, ist die Bürstendrüse ein wesentlicher Bestandteil des Bürstvorgangs. Die Bürstendrüse befindet sich in der Nähe des Schwanzansatzes und produziert eine ölige Substanz, die die Federn imprägniert. Beim Putzen verteilen die Vögel dieses Öl gleichmäßig, um jede Feder zu beschichten und zu schützen. So können Enten den ganzen Tag über bequem auf dem Wasser schwimmen und Fischadler nach Fischen tauchen.

Nicht alle Vögel sind wasserdicht. Eulen, Tauben, Papageien und Falken haben keine Bürstendrüse. Stattdessen haben sie Daunenfedern. Diese spezialisierten Federn zerfallen in winzige Keratinpartikel und bilden ein feines Pulver, ähnlich wie Talkumpuder. Der Puder ist leicht ölig und haftet an den Federn, was dazu beiträgt, Wasser fernzuhalten. Diese Vögel tauchen seltener vollständig ins Wasser ein und sind daher nicht so wasserdicht wie Wasservögel.

Trotz der Bemühungen um Wasserdichtigkeit müssen einige Vögel einen zusätzlichen Schritt machen, wenn sie nass werden. Kormorane kann man oft dabei beobachten, wie sie ihre Flügel in die Sonne strecken. Diese Wasservögel sind nicht so wasserdicht wie Enten. Das zusätzliche Gewicht der mit Wasser vollgesogenen Federn hilft beim Tauchen (eine Spezialität der Kormorane). Aber weil ihre Federn so nass werden, müssen Kormorane ihre Flügel zum Trocknen ausbreiten. Other birds that lack a certain amount of waterproofing can be found doing the same thing when they get wet.