Ptačí adaptace

Rosie Costainová, dobrovolnice VNS

Březnová lekce Návštěvy přírodovědce ve školách byla věnována peří. Žáci čtvrtých a pátých tříd se učili rozpoznávat peří podle jeho tvaru a určovali funkci jednotlivých per, ať už se jednalo o teplo peří chmýří nebo pomoc při letu ocasních per.

Při probírání lekce kladli žáci spoustu otázek týkajících se ptačích adaptací. Některé z jejich otázek zarazily všechny v místnosti. Na základě diskuse mezi učiteli a studenty jsme přišli na nejlepší možné odpovědi. Chtěl jsem však zjistit ještě něco víc.

Tady je několik jejich otázek s odpověďmi, které vycházejí z mých nejlepších badatelských schopností.

Proč mají ptáci duté kosti? Mají všichni ptáci duté kosti?“

Kostry ptáků mají několik jedinečných přizpůsobení, která umožňují let. Jedním z nich jsou duté kosti.

Nejprve si povíme, k čemu duté kosti slouží. Dutým kostem se také říká pneumatizované kosti, což znamená, že jsou vyplněny prostorem pro vzduch. Předpokládá se, že tato struktura pomáhá při příjmu kyslíku během letu. K dutým místům v ptačích kostech jsou připojeny vzduchové váčky. V podstatě se jejich plíce rozprostírají po celých kostech. To pomáhá ptákům přijímat kyslík při nádechu i výdechu. Tím se do krve dostává více kyslíku, což ptákovi dodává další energii pro let.

Duté kosti však neznamenají, že je pták lehčí, jak se běžně soudí. Podle výzkumníka z Massachusettské univerzity v Amherstu jsou ptačí kosti těžší než u zvířat podobné velikosti. Pokud porovnáme pouze kosti, je kostra dvouhlavého ptáka těžší než kostra dvouhlavé myši. Ptačí kosti jsou hustší. Díky této hustotě jsou tyto tenké duté kosti tužší a pevnější, aby se nezlomily. Konstrukční pevnost zajišťují také křížící se vzpěry nebo vaznice.

Několik dalších zajímavých faktů:

• Ptáci od slípek po jeřáby písečné mají duté kosti. Ne všechny kosti v ptačím těle jsou však duté a počet dutých kostí se u jednotlivých druhů liší. Velcí plachtící a vznášející se ptáci jich mají obvykle více, zatímco potápějící se ptáci méně.
• Tučňáci, luňáci a puštíci nemají žádné duté kosti. Předpokládá se, že pevné kosti těmto ptákům usnadňují potápění.
• Bezpilotní ptáci mají duté kosti. Pštrosi a emu mají duté stehenní kosti. Předpokládá se, že systém vzduchových vaků, který zasahuje do jejich horních končetin, jim slouží ke snižování tělesného tepla dýcháním.
• Tato specializace kostí se nevyskytuje pouze u ptáků. Fosilie ukazují důkazy o vzduchových kapsách v kostech masožravých dinosaurů. Lidé mají duté kosti kolem dutin. Najdeme je také v lebkách jiných savců a krokodýlů.

Jak mohou ptáci přijít o peří a přesto létat?

Křídla a ocasní pera jsou pro let klíčová. Co se však stane, když ptáci o tato pera přijdou?

Stálé používání a vystavení přírodním vlivům vyžaduje, aby ptáci svá pera nahradili procesem zvaným pelichání. Výměna peří vyžaduje hodně energie, takže ptáci obvykle pelichají v době, kdy nevykonávají jiné energeticky náročné činnosti, jako je migrace nebo hnízdění. Ke ztrátě peří může docházet postupně nebo najednou.

Někteří ptáci, jako například krkavcovití, mohou pelichat až šest měsíců a vyměnit několik letových per najednou. Počkají, až jim dorostou nová, a teprve pak si vypelichají další. Obvykle přijdou o stejná pera na každém křídle ve stejnou dobu, čímž si zachovají křídla symetrická po celou dobu procesu výměny. Menší ptáci dělají totéž, ale trvá to jen asi dva měsíce. Tento prodloužený proces pelichání umožňuje těmto ptákům létat, přestože o některá pera přišli.

Létající ptáci kompenzují ztrátu per tím, že během letu mění polohu křídel a ocasu, aby si zachovali aerodynamiku.

Ptáci, jako jsou kachny a luňáci, jsou příliš těžcí na to, aby mohli létat, když jim chybí jen několik per, a proto si pelichají všechna letová pera najednou, což je uzemní asi na měsíc. Aby se vyhnuli predátorům, zdržují se ve vodě nebo v její blízkosti.

Co dělá peří voděodolným? Jsou všichni ptáci voděodolní?

Když voda dopadne na kachní hřbet, vyčeří se a sroluje, takže podkladové vrstvy peří zůstanou suché. Aby kachny zůstaly v suchu a teple, je jejich peří „vodotěsné.“

Část této ochrany před vodou pochází ze struktury peří. Na peří se z každé strany rachisu (tuhá, stonku podobná linie putující vzhůru středem) větví lopatky (pružné struktury, které tvoří hlavní tělo peří). Tyto lopatky jsou tvořeny jednotlivými ostny, které se trochu podobají jednotlivým vlasům. Na vnějších vrstvách peří, jako jsou křídla a tělová pera, jsou však tyto brvky připevněny k sobě navzájem. Na ostnech jsou brvky, které jednotlivé ostny zaháknou za sebe jako suchý zip. Tato struktura pomáhá udržet část vody venku a teplo uvnitř, čímž poskytuje určitou ochranu před vodou, ale je podobná tomu, jako když si za deště obléknete větrovku. Existují však další opatření, která ptáky udržují v suchu.

Ptačí peří není přirozeně zcela nepromokavé. Ptáci se neustále upravují neboli preeningují. Při preeningu ptáci odstraňují z peří nečistoty, prach a parazity a zároveň peří narovnávají do nejlepšího tvaru a polohy. U některých ptáků, jako jsou kachny, je podstatnou součástí procesu preeningu uropygiální žláza neboli preenová žláza. Preenová žláza se nachází u báze ocasu a produkuje olejovitou látku, která impregnuje peří. Při preeningu ptáci tento olej rovnoměrně roztírají, aby pokryli a ochránili každé peří. Díky tomu mohou kachny pohodlně plavat na vodě po celý den a orel mořský se může potápět do vody pro ryby.

Ne všichni ptáci jsou vodotěsnící. Sovy, holubi, papoušci a jestřábi nemají preenovou žlázu. Místo toho mají prachové peří. Toto specializované peří se rozpadá na drobné částečky keratinu a vytváří jemný prášek podobný mastku. Prášek je mírně mastný a ulpívá na peří, čímž pomáhá zadržovat část vody. U těchto ptáků je méně pravděpodobné, že se zcela ponoří do vody, takže nemají takovou úroveň nepromokavosti, jakou vyžadují vodní ptáci.

I přes snahu o nepromokavost musí někteří ptáci udělat další krok, když zmoknou. Kormorány lze často pozorovat, jak si na slunci drží křídla. Tito vodní ptáci nejsou tak vodotěsnící jako kachny. Dodatečná hmotnost z namočeného peří pomáhá při potápění (což je specialita kormoránů). Protože je však jejich peří tak mokré, musí kormoráni roztáhnout křídla, aby uschla. Other birds that lack a certain amount of waterproofing can be found doing the same thing when they get wet.