Adattamenti aviari

Di Rosie Costain, volontaria VNS

La lezione del Naturalista in visita nelle scuole di marzo era tutta sulle piume. Gli studenti di quarta e quinta elementare hanno imparato a identificare le piume in base alla loro forma e hanno determinato la funzione di ogni piuma, sia che si trattasse del calore delle piume lanuginose o dell’assistenza al volo delle piume della coda.

Durante la lezione, gli studenti hanno fatto molte domande sugli adattamenti degli uccelli. Alcune delle loro domande hanno lasciato perplessi tutti i presenti. Abbiamo trovato le migliori risposte possibili attraverso la discussione tra insegnanti e studenti. Ma volevo saperne di più.

Ecco alcune delle loro domande, con risposte basate sul meglio delle mie capacità di ricerca.

Perché gli uccelli hanno le ossa cave? Tutti gli uccelli hanno le ossa cave?

Lo scheletro degli uccelli ha alcuni adattamenti unici per rendere possibile il volo. Uno di questi sono le ossa cave.

Prima di tutto, parliamo di cosa fanno le ossa cave. Le ossa cave sono anche chiamate ossa pneumatizzate, cioè sono piene di spazio per l’aria. Si pensa che questa struttura aiuti l’assunzione di ossigeno durante il volo. Le sacche d’aria sono attaccate alle aree cave delle ossa degli uccelli. Essenzialmente, i loro polmoni si estendono attraverso le loro ossa. Questo aiuta gli uccelli ad assumere ossigeno sia durante l’inspirazione che l’espirazione. Questo aggiunge più ossigeno al sangue, fornendo all’uccello energia extra per il volo.

Ma le ossa cave non rendono un uccello più leggero, come si pensa comunemente. Secondo un ricercatore dell’Università del Massachusetts Amherst, le ossa degli uccelli sono più pesanti di quelle di animali di dimensioni simili. Se si confrontano solo le ossa, lo scheletro di un uccello di due once è più pesante di quello di un topo di due once. Le ossa di un uccello sono più dense. Questa densità rende queste ossa sottili e cave più rigide e più forti per evitare che si rompano. I montanti incrociati o le capriate forniscono anche la forza strutturale.

Altri fatti divertenti:

• Gli uccelli, dalle cince alle gru di Sandhill, hanno ossa cave. Non tutte le ossa del corpo di un uccello sono cave, però, e il numero di ossa cave varia tra le specie. I grandi uccelli che volano e si librano tendono ad averne di più, mentre gli uccelli subacquei ne hanno di meno.
• Pinguini, looni e pulcinelle di mare non hanno ossa cave. Si pensa che le ossa solide rendano più facile per questi uccelli immergersi.
• Gli uccelli che non volano hanno ossa cave. Gli struzzi e gli emù hanno femori cavi. Si pensa che il sistema di sacche d’aria che si estende nella parte superiore delle gambe sia usato per ridurre il calore corporeo ansimando.
• Questa specializzazione ossea non si trova solo negli uccelli. I fossili mostrano prove di sacche d’aria nelle ossa dei dinosauri carnivori. Gli esseri umani hanno ossa cave intorno ai loro seni. Si possono trovare anche nei crani di altri mammiferi e coccodrilli.

Come possono gli uccelli perdere le loro piume e continuare a volare?

Le piume delle ali e della coda sono fondamentali per il volo. Ma cosa succede quando gli uccelli perdono queste piume?

L’uso costante e l’esposizione agli elementi richiede agli uccelli di sostituire le loro piume attraverso un processo chiamato muta. Sostituire le piume richiede molta energia, quindi gli uccelli in genere fanno la muta in momenti in cui non stanno facendo altre attività ad alta energia, come la migrazione o la nidificazione. Questa perdita di piume può avvenire gradualmente o tutta in una volta.

Alcuni uccelli, come i corvi, possono fare la muta fino a sei mesi, sostituendo alcune piume di volo alla volta. Aspettano che ne crescano di nuove prima di farne un’altra. Di solito, perdono le stesse piume su ogni ala allo stesso tempo, mantenendo le ali simmetriche durante il processo di sostituzione. Gli uccelli più piccoli fanno la stessa cosa, ma ci vogliono solo circa due mesi. Questo processo di muta prolungato permette a questi uccelli di volare, nonostante la perdita di alcune piume.

Gli uccelli che volano compensano la perdita di piume cambiando la posizione delle ali e della coda durante il volo per rimanere aerodinamici.

Uccelli come le anatre e i loon sono troppo pesanti per volare con solo poche piume mancanti, quindi fanno la muta con tutte le loro piume di volo in una volta sola, lasciandoli a terra per circa un mese. Per evitare i predatori, rimangono in acqua o vicino all’acqua.

Cosa rende le piume impermeabili? Tutti gli uccelli sono impermeabili?

Quando l’acqua cade sul dorso di un’anatra, si raccoglie e rotola via, mantenendo asciutti i sottostanti strati di piume. Per rimanere asciutte e calde, le piume delle anatre sono “impermeabili”

Parte di questa protezione dall’acqua deriva dalla struttura della piuma. Su una piuma, ramificandosi da ogni lato del rachide (la linea rigida, simile ad uno stelo, che viaggia verso il centro) ci sono le alette (le strutture flessibili che costituiscono il corpo principale della piuma). Queste pale sono fatte di barbe individuali, che sono un po’ come i singoli capelli. Ma negli strati esterni delle piume, come le piume delle ali e del corpo, queste barbe sono attaccate le une alle altre. Sulle barbe ci sono barbule che agganciano ogni barba insieme, come il velcro. Questa struttura aiuta a tenere l’acqua fuori e il calore dentro, dando una certa protezione dall’acqua, ma è simile a indossare una giacca a vento in un temporale. Ma ci sono misure extra che mantengono gli uccelli asciutti.

Le piume degli uccelli non sono naturalmente completamente impermeabili. Gli uccelli si strigliano costantemente, o si preparano. Mentre si preparano, gli uccelli rimuovono lo sporco, la polvere e i parassiti dalle loro piume, mentre raddrizzano le piume nella loro forma e posizione migliore. Per alcuni uccelli, come le anatre, la ghiandola uropigiale, o ghiandola preen, è una parte essenziale del processo di preparazione. La ghiandola preen si trova vicino alla base della coda e produce una sostanza oleosa che impermeabilizza le piume. Durante il preening, gli uccelli spargono uniformemente questo olio per rivestire e proteggere ogni piuma. Questo permette alle anatre di galleggiare comodamente sull’acqua tutto il giorno e ai falchi pescatori di immergersi nell’acqua alla ricerca di pesci.

Non tutti gli uccelli sono impermeabili. Gufi, piccioni, pappagalli e falchi non hanno una ghiandola preen. Invece, hanno piume di polvere. Queste piume specializzate si disintegrano in minuscole particelle di cheratina formando una polvere fine simile al talco. La polvere è leggermente oleosa e si attacca alle piume, aiutando a tenere lontana l’acqua. Questi uccelli hanno meno probabilità di immergersi completamente nell’acqua, quindi non hanno il livello di impermeabilizzazione che richiedono gli uccelli acquatici.

Nonostante gli sforzi di impermeabilizzazione, alcuni uccelli devono fare un passo in più quando si bagnano. I cormorani possono spesso essere visti tenere le ali al sole. Questi uccelli acquatici non sono impermeabili come le anatre. Il peso extra dalle piume impregnate d’acqua aiuta nelle immersioni (una specialità dei cormorani). Ma poiché le loro piume si bagnano così tanto, i cormorani devono stendere le ali per asciugarsi. Other birds that lack a certain amount of waterproofing can be found doing the same thing when they get wet.