Fågelanpassningar

Vad Rosie Costain, VNS Volunteer

Mars besökande naturforskare i skolorna handlade om fjädrar. Fjärde- och femteklassarna lärde sig att identifiera fjädrar utifrån deras form och bestämde varje fjäders funktion, oavsett om det var värmen hos duniga fjädrar eller hjälp vid flygning hos stjärtfjädrar.

När vi gick igenom lektionen ställde eleverna många frågor om fåglars anpassningar. Några av deras frågor förbryllade alla i rummet. Vi kom fram till de bästa svaren vi kunde genom diskussioner mellan lärare och elever. Men jag ville ta reda på lite mer.

Här är några av deras frågor, med svar baserade på det bästa av mina forskningsförmågor.

Varför har fåglar ihåliga ben? Har alla fåglar ihåliga ben?

Fåglars skelett har några unika anpassningar för att göra flygning möjlig. En av dessa är ihåliga ben.

Först ska vi tala om vad ihåliga ben gör. Håliga ben kallas också pneumatiserade ben, vilket innebär att de är fyllda med utrymme för luft. Man tror att denna struktur hjälper till med syreupptagningen under flygning. Luftsäckar är fästa vid de ihåliga områdena i en fågels ben. I huvudsak sträcker sig deras lungor genom hela deras ben. Detta hjälper fåglarna att ta in syre när de både andas in och andas ut. Detta tillför mer syre till blodet, vilket ger en fågel extra energi för flygning.

Men ihåliga ben gör inte en fågel lättare, som man vanligen tror. Enligt en forskare från University of Massachusetts Amherst är fågelben tyngre än djur av liknande storlek. Om man bara jämför benen är skelettet hos en fågel på två gram tyngre än skelettet hos en mus på två gram. En fågels ben är tätare. Denna täthet gör dessa tunna, ihåliga ben styvare och starkare så att de inte går sönder. Korslagda stöttor eller fackverk ger också strukturell styrka.

För övrigt några andra roliga fakta:

• Fåglar från mesar till Sandhill Cranes har ihåliga ben. Alla ben i en fågelkropp är dock inte ihåliga, och antalet ihåliga ben varierar mellan olika arter. Stora glidande och svävande fåglar tenderar att ha fler, medan dykande fåglar har färre.
• Penguiner, lommar och lundfåglar har inga ihåliga ben. Man tror att fasta ben gör det lättare för dessa fåglar att dyka.
• Flyglösa fåglar har ihåliga ben. Strutsar och emus har ihåliga lårben. Man tror att luftsäckssystemet som sträcker sig in i deras överben används för att minska deras kroppsvärme genom att flämta.
• Denna benspecialisering finns inte bara hos fåglar. Fossil visar tecken på luftsäckar i köttätande dinosaurieben. Människor har ihåliga ben runt sina bihålor. De kan också hittas i kranier av andra däggdjur och krokodiler.

Hur kan fåglar förlora sina fjädrar och ändå flyga?

Ving- och stjärtfjädrar är avgörande för flygning. Men vad händer när fåglar förlorar dessa fjädrar?

Kontinuerlig användning och exponering för väder och vind kräver att fåglar byter ut sina fjädrar genom en process som kallas för moltning. Att byta ut fjädrarna kräver mycket energi, så fåglar brukar byta ut fjädrarna när de inte ägnar sig åt andra energirika aktiviteter, till exempel flyttning eller häckning. Fjäderförlusten kan ske gradvis eller på en gång.

Vissa fåglar, som korpar, kan röra sig i upp till sex månader och byta ut några flygfjädrar i taget. De väntar tills nya fjädrar växer in innan de muterar ytterligare några. Vanligtvis förlorar de samma fjädrar på varje vinge samtidigt, vilket gör att vingarna förblir symmetriska under hela utbytesprocessen. Mindre fåglar gör samma sak, men det tar bara ungefär två månader. Den här förlängda ruggningsprocessen gör att dessa fåglar kan flyga trots att de förlorar några fjädrar.

Flygfåglar kompenserar för förlorade fjädrar genom att ändra positionen på vingarna och svansen under flygningen för att förbli aerodynamiska.

Fåglar som ankor och lommar är för tunga för att flyga när de bara saknar några få fjädrar, så de ruttnar alla sina flygfjädrar på en gång, vilket gör att de får markbundenhet i ungefär en månad. För att undvika rovdjur håller de sig i eller nära vatten.

Vad gör fjädrarna vattentäta? Är alla fåglar vattentäta?

När vatten faller på ankarnas rygg pärlar det ihop och rullar av, vilket håller underlaget av dun torrt. För att hålla sig torr och varm är ankarnas fjädrar ”vattentäta”.

En del av detta skydd mot vatten kommer från fjäderns struktur. På en fjäder finns det på varje sida av rachis (den stela, stjälkliknande linje som löper uppåt i mitten) förgreningar av blad (de flexibla strukturer som utgör huvuddelen av fjädern). Dessa lameller består av enskilda taggar, som är lite som enskilda hårstrån. Men på de yttre fjäderskikten, t.ex. ving- och kroppsfjädrar, är dessa taggar fästa vid varandra. På barberna finns barbules som hakar fast varje barb i varandra, som kardborreband. Denna struktur hjälper till att hålla en del vatten ute och värme inne, vilket ger ett visst skydd mot vatten men liknar att bära en vindjacka i en regnstorm. Men det finns extra åtgärder som håller fåglar torra.

Fågelfjädrar är inte naturligt helt vattentäta. Fåglar putsar sig hela tiden. När fåglar putsar sig avlägsnar de smuts, damm och parasiter från sina fjädrar samtidigt som de rätar ut fjädrarna så att de får den bästa formen och positionen. För vissa fåglar, t.ex. ankor, är uropygialkörteln, eller preen-körteln, en viktig del av putsningen. Preen-körteln finns nära svansens bas och producerar en oljig substans som gör fjädrarna vattentäta. När fåglarna putsar sig sprider de jämnt ut denna olja för att täcka och skydda varje fjäder. Detta gör det möjligt för ankor att bekvämt flyta på vatten hela dagen och för fiskgjuse att dyka ner i vattnet efter fisk.

Inte alla fåglar är vattentäta. Ugglor, duvor, papegojor och hökar har ingen preen-körtel. Istället har de puderdunfjädrar. Dessa specialiserade fjädrar sönderfaller i små keratinpartiklar som bildar ett fint pulver som liknar talkpulver. Pulvret är något oljigt och fastnar på fjädrarna, vilket hjälper till att hålla en del vatten borta. Dessa fåglar är mindre benägna att helt och hållet nedsänka sig i vatten, så de har inte den nivå av vattentäthet som vattenfåglar kräver.

Trots vattentäthetsansträngningar behöver vissa fåglar ta ett extra steg när de blir blöta. Skarvar kan ofta ses hålla ut sina vingar i solen. Dessa vattenlevande fåglar är inte lika vattentäta som ankor. Den extra vikten från vattenfyllda fjädrar underlättar dykning (en specialitet för skarvar). Men eftersom deras fjädrar blir så blöta måste skarvarna breda ut sina vingar för att torka. Other birds that lack a certain amount of waterproofing can be found doing the same thing when they get wet.