Adaptarea păsărilor

De Rosie Costain, voluntar VNS

Lecția din luna martie a Muzeului de Istorie Naturalistă Vizitatoare în școli a fost despre pene. Elevii din clasele a patra și a cincea au învățat cum să identifice penele pe baza formei lor și au determinat funcția fiecărei pene, fie că a fost vorba de căldura penelor pufoase sau de asistența în zbor a penelor de coadă.

Pe măsură ce am parcurs lecția, elevii au pus o mulțime de întrebări despre adaptările păsărilor. Unele dintre întrebările lor i-au lăsat perplecși pe toți cei din sală. Am găsit cele mai bune răspunsuri pe care le-am putut da prin discuții între profesori și elevi. Dar am vrut să aflu un pic mai multe.

Iată câteva dintre întrebările lor, cu răspunsuri bazate pe cele mai bune abilități de cercetare ale mele.

De ce au păsările oase goale? Toate păsările au oase goale?

Scheletul păsărilor are câteva adaptări unice pentru a face posibil zborul. Una dintre acestea sunt oasele goale.

Prima dată, să vorbim despre ceea ce fac oasele goale. Oasele goale sunt, de asemenea, numite oase pneumatizate, ceea ce înseamnă că sunt umplute cu spațiu pentru aer. Se crede că această structură ajută la aportul de oxigen în timpul zborului. Sacii de aer sunt atașați de zonele goale din oasele unei păsări. Practic, plămânii lor se extind de-a lungul oaselor. Acest lucru ajută păsările să preia oxigen atât în timpul inhalării, cât și al expirării. Acest lucru adaugă mai mult oxigen în sânge, oferindu-i păsării un plus de energie pentru zbor.

Dar oasele goale nu fac o pasăre mai ușoară, așa cum se crede în mod obișnuit. Potrivit unui cercetător de la Universitatea din Massachusetts Amherst, oasele păsărilor sunt mai grele decât cele ale animalelor de dimensiuni similare. Dacă se compară doar oasele, scheletul unei păsări de două uncii este mai greu decât scheletul unui șoarece de două uncii. Oasele unei păsări sunt mai dense. Această densitate face ca aceste oase subțiri și goale să fie mai rigide și mai puternice pentru a le împiedica să se rupă. Șarpantele sau grinzile încrucișate asigură, de asemenea, rezistența structurală.

Câteva alte fapte amuzante:

• Păsările, de la puii de pasăre până la cocorii Sandhill Cranes, au oase goale. Totuși, nu toate oasele din corpul unei păsări sunt goale, iar numărul de oase goale variază în funcție de specie. Păsările mari care planează și se înalță tind să aibă mai multe, în timp ce păsările care se scufundă au mai puține.
• Penguinii, huhurezii și pufinii nu au oase goale. Se crede că oasele solide fac ca aceste păsări să se scufunde mai ușor.
• Păsările care nu zboară au oase goale. Struții și emușii au femururi goale. Se crede că sistemul de saci de aer care se extinde în partea superioară a picioarelor lor este folosit pentru a reduce căldura corpului lor prin gâfâială.
• Această specializare osoasă nu se găsește doar la păsări. Fosilele arată dovezi ale pungilor de aer în oasele dinozaurilor carnivori. Oamenii au oase goale în jurul sinusurilor lor. Acestea pot fi găsite și în craniile altor mamifere și ale crocodililor.

Cum pot păsările să-și piardă penele și totuși să zboare?

Penele aripilor și ale cozii sunt esențiale pentru zbor. Dar ce se întâmplă atunci când păsările își pierd aceste pene?

Utilizarea constantă și expunerea la intemperii obligă păsările să își înlocuiască penele printr-un proces numit mută. Înlocuirea penelor necesită multă energie, așa că păsările își schimbă de obicei penele în perioadele în care nu desfășoară alte activități cu consum mare de energie, cum ar fi migrarea sau cuibăritul. Această pierdere a penelor poate avea loc treptat sau dintr-o dată.

Câteva păsări, cum ar fi corbii, pot să își schimbe pânza timp de până la șase luni, înlocuind câteva pene de zbor la un moment dat. Ele așteaptă până când le cresc altele noi înainte de a muta alte câteva. De obicei, pierd aceleași pene de pe fiecare aripă în același timp, păstrându-și aripile simetrice pe tot parcursul procesului de înlocuire. Păsările mai mici fac același lucru, dar durează doar aproximativ două luni. Acest proces prelungit de muiere le permite acestor păsări să zboare, în ciuda pierderii unor pene.

Păsările zburătoare compensează pierderea penelor schimbându-și poziția aripilor și a cozii în timpul zborului pentru a rămâne aerodinamice.

Păsările precum rațele și huhurezii sunt prea grele pentru a zbura cu doar câteva pene lipsă, așa că își mută toate penele de zbor deodată, rămânând la sol timp de aproximativ o lună. Pentru a evita prădătorii, ele rămân în apă sau aproape de apă.

Ce face ca penele să fie impermeabile? Sunt toate păsările impermeabile?

Când apa cade pe spatele unei rațe, aceasta se adună și se rostogolește, menținând uscate straturile inferioare de puf. Pentru a rămâne uscate și calde, penele rațelor sunt „impermeabile.”

Partea acestei protecții împotriva apei provine din structura unei pene. Pe o pană, ramificându-se din fiecare parte a rahisului (linia rigidă, asemănătoare unei tulpini care se deplasează spre centru) se află paletele (structurile flexibile care alcătuiesc corpul principal al penei). Aceste palete sunt alcătuite din barete individuale, care se aseamănă puțin cu firele de păr individuale. Dar pe straturile exterioare ale penelor, cum ar fi penele de aripă și de corp, aceste barbe sunt atașate unele de altele. Pe barete se află barbule care agață fiecare barbă între ele, ca un Velcro. Această structură ajută la păstrarea unei părți din apă afară și a căldurii înăuntru, oferind o anumită protecție împotriva apei, dar este similară cu purtarea unui hanorac în timpul unei furtuni. Dar există măsuri suplimentare care mențin păsările uscate.

Penele de pasăre nu sunt în mod natural complet impermeabile. Păsările se îngrijesc în mod constant, sau se aranjează. În timp ce se preling, păsările îndepărtează murdăria, praful și paraziții de pe penele lor și, în același timp, îndreaptă penele pentru a le da cea mai bună formă și poziție. Pentru unele păsări, cum ar fi rațele, glanda uropighială, sau glanda de prelingere, este o parte esențială a procesului de prelingere. Glanda preen se găsește lângă baza cozii și produce o substanță uleioasă care impermeabilizează penele. Când se prelinge, păsările împrăștie uniform acest ulei pentru a acoperi și proteja fiecare pană. Acest lucru le permite rațelor să plutească confortabil pe apă toată ziua și le permite vulturilor pescari să se scufunde în apă după pește.

Nu toate păsările sunt impermeabile. Bufnițele, porumbeii, papagalii și șoimii nu au o glandă de prelingere. În schimb, ele au pene de puf. Aceste pene specializate se dezintegrează în particule mici de cheratină formând o pulbere fină asemănătoare pudrei de talc. Pudra este ușor uleioasă și se lipește de pene, ajutând la îndepărtarea unei părți din apă. Este mai puțin probabil ca aceste păsări să se scufunde complet în apă, așa că nu au nivelul de impermeabilizare de care au nevoie păsările acvatice.

În ciuda eforturilor de impermeabilizare, unele păsări trebuie să facă un pas în plus atunci când se udă. Cormoranii pot fi adesea văzuți întinzându-și aripile la soare. Aceste păsări acvatice nu sunt la fel de impermeabile ca rațele. Greutatea suplimentară din penele îmbibate cu apă le ajută la scufundări (o specialitate a cormoranilor). Dar pentru că penele lor sunt atât de ude, cormoranii trebuie să își întindă aripile pentru a se usca. Other birds that lack a certain amount of waterproofing can be found doing the same thing when they get wet.