Vogelflug – Wikipedia

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Eine Herde von Haustauben, jede in einer anderen Phase ihrer Klappe.

Vogelflug ist die primäre Fortbewegungsart der meisten Vogelarten, bei der Vögel abheben und fliegen. Der Flug hilft Vögeln beim Füttern, Brüten, Vermeiden von Raubtieren und beim Wandern.

Der Vogelflug ist eine der komplexesten Fortbewegungsarten im Tierreich. Jede Facette dieser Art von Bewegung, einschließlich Schweben, Starten und Landen, beinhaltet viele komplexe Bewegungen. Da sich verschiedene Vogelarten über Millionen von Jahren durch Evolution an bestimmte Umgebungen, Beutetiere, Raubtiere und andere Bedürfnisse angepasst haben, entwickelten sie Spezialisierungen in ihren Flügeln und erwarben verschiedene Flugformen.

Es gibt verschiedene Theorien darüber, wie sich der Vogelflug entwickelt hat, einschließlich des Fluges durch Fallen oder Gleiten (der Bäume fallen Hypothese), vom Laufen oder Springen (die zermahlen Hypothese), von flügelunterstützter Schräglauf oder von proavis (Sprünge-) Verhalten.

Grundlegende Mechanik des Vogelflugs[edit]

Heben und ziehen[edit]

Die Grundlagen des Vogelflugs sind denen von Flugzeugen ähnlich, bei denen die den Flug aufrechterhaltenden aerodynamischen Kräfte Auftrieb und Widerstand sind. Die Auftriebskraft wird durch die Einwirkung des Luftstroms auf den Flügel erzeugt, der ein Tragflügel ist. Das Flügelprofil ist so geformt, dass die Luft eine Nettoaufwärtskraft auf den Flügel ausübt, während die Luftbewegung nach unten gerichtet ist. Bei einigen Arten kann ein zusätzlicher Nettoauftrieb durch den Luftstrom um den Körper des Vogels entstehen, insbesondere während des intermittierenden Fluges, wenn die Flügel gefaltet oder halb gefaltet sind[1][2] (vgl. Hubkörper).

Der aerodynamische Widerstand ist die Kraft entgegen der Bewegungsrichtung und somit die Quelle des Energieverlustes im Flug. Die Widerstandskraft lässt sich in zwei Anteile aufteilen, auftriebsinduzierter Widerstand, das sind die inhärenten Kosten des Flügels, der Auftrieb erzeugt (diese Energie landet hauptsächlich in den Flügelspitzenwirbeln), und parasitärer Widerstand, einschließlich Hautreibungswiderstand aus der Reibung von Luft und Körperoberflächen und Formwiderstand aus dem Frontbereich des Vogels. Die Stromlinienform des Vogelkörpers und der Flügel reduziert diese Kräfte.

Die Vorderbeine (die Flügel) des Vogels sind der Schlüssel zum Fliegen. Jeder Flügel hat einen zentralen Flügel, um den Wind zu treffen, der aus drei Gliedmaßenknochen besteht, dem Humerus, der Elle und dem Radius. Die Hand oder Manus, die ursprünglich aus fünf Ziffern bestand, wird auf drei Ziffern reduziert (Ziffer II, III und IV oder I, II, III je nach Schema).[3]), die als Anker für die Primären dient, eine von zwei Gruppen von Flugfedern, die für die Tragflächenform des Flügels verantwortlich sind. Die anderen Schwungfedern hinter dem Karpalgelenk an der Elle werden Sekundärfedern genannt. Die verbleibenden Federn am Flügel werden als Coverts bezeichnet, von denen es drei Sätze gibt. Der Flügel hat manchmal rudimentäre Krallen. Bei den meisten Arten gehen diese verloren, wenn der Vogel ausgewachsen ist (wie die gut sichtbaren, die von Hoatzin-Küken zum aktiven Klettern verwendet werden), aber die Krallen bleiben bis ins Erwachsenenalter von Sekretärvögeln, Schreien, Flossenfüßen, Straußen, mehreren Mauerseglern und zahlreichen andere, als lokales Merkmal, in einigen Exemplaren.

Albatrosse verfügen über Verriegelungsmechanismen in den Flügelgelenken, die die Belastung der Muskulatur beim Segelflug verringern.[4]

Auch innerhalb einer Art kann sich die Flügelmorphologie unterscheiden. Zum Beispiel wurde festgestellt, dass ausgewachsene Europäische Turteltauben längere, aber rundere Flügel haben als Jungtiere – was darauf hindeutet, dass die Flügelmorphologie der Jungtiere ihre ersten Wanderungen erleichtert, während die Auswahl auf Flugmanövrierfähigkeit nach der ersten Häutung der Jungtiere wichtiger ist.[5]

Weibliche Vögel, die während des Eisprungs Raubtieren ausgesetzt sind, produzieren Küken, deren Flügel schneller wachsen als Küken, die von räuberfreien Weibchen produziert werden. Ihre Flügel sind auch länger. Beide Anpassungen können sie besser darin machen, Raubtiere zu meiden.[6]

Flügelform[edit]

Die Form des Flügels ist wichtig, um die Flugfähigkeiten eines Vogels zu bestimmen. Unterschiedliche Formen entsprechen unterschiedlichen Kompromissen zwischen Vorteilen wie Geschwindigkeit, geringer Energieverbrauch und Manövrierfähigkeit. Zwei wichtige Parameter sind das Seitenverhältnis und die Tragflächenbelastung. Das Seitenverhältnis ist das Verhältnis der Flügelspannweite zum Mittelwert seiner Sehne (oder das Quadrat der Flügelspannweite geteilt durch die Flügelfläche). Ein hohes Streckungsverhältnis führt zu langen, schmalen Flügeln, die für den Dauerflug nützlich sind, da sie mehr Auftrieb erzeugen. [7] Die Flügelbelastung ist das Verhältnis von Gewicht zu Flügelfläche.

Die meisten Arten von Vogelflügeln können in vier Typen eingeteilt werden, wobei einige zwischen zwei dieser Typen fallen. Diese Arten von Flügeln sind elliptische Flügel, Hochgeschwindigkeitsflügel, Flügel mit hohem Seitenverhältnis und geschlitzte Hochauftriebsflügel.[8]

Die Flügel des Wellensittichs, wie man ihn bei diesem Weibchen sieht, ermöglichen ihm eine hervorragende Manövrierfähigkeit.

Elliptische Flügel[edit]

Technisch gesehen sind elliptische Flügel solche mit elliptischen (d. h. Viertelellipsen), die sich an den Spitzen konform treffen. Das frühe Modell Supermarine Spitfire ist ein Beispiel. Einige Vögel haben vage elliptische Flügel, einschließlich des Albatrosflügels mit hohem Seitenverhältnis. Obwohl der Begriff praktisch ist, könnte es genauer sein, sich auf eine gebogene Verjüngung mit einem relativ kleinen Radius an den Spitzen zu beziehen. Viele kleine Vögel haben ein niedriges Seitenverhältnis mit elliptischem Charakter (wenn sie ausgebreitet sind), was ein enges Manövrieren in engen Räumen, wie sie in dichter Vegetation vorkommen können, ermöglicht.[8] Als solche sind sie bei Waldgreifvögeln (wie z Accipiter Falken) und viele Singvögel, insbesondere nicht wandernde (wandernde Arten haben längere Flügel). Sie sind auch bei Arten verbreitet, die einen schnellen Start verwenden, um Raubtieren wie Fasane und Rebhühner auszuweichen.

Hochgeschwindigkeitsflügel[edit]

Hochgeschwindigkeitsflügel sind kurze, spitze Flügel, die in Kombination mit einer starken Flügelbelastung und schnellen Flügelschlägen eine energetisch teure hohe Geschwindigkeit liefern. Diese Flugart wird vom Vogel mit der schnellsten Flügelgeschwindigkeit, dem Wanderfalken, sowie von den meisten Enten verwendet. Vögel, die lange Wanderungen machen, haben normalerweise diese Art von Flügel. [8] Die gleiche Flügelform wird von den Auks für einen anderen Zweck verwendet; Auks benutzen ihre Flügel, um unter Wasser zu “fliegen”.

Der Wanderfalke hat die höchste aufgezeichnete Tauchgeschwindigkeit von 242 Meilen pro Stunde (389 km/h). Der schnellste geradlinige Motorflug ist der Spine-tailed Swift mit 105 mph (169 km/h).

Eine rosafarbene Seeschwalbe nutzt ihre geringe Flächenbelastung und ihr hohes Seitenverhältnis, um einen Flug mit niedriger Geschwindigkeit zu erreichen.

Flügel mit hohem Seitenverhältnis[edit]

Flügel mit hohem Streckungsverhältnis, die normalerweise eine geringe Flügelbelastung haben und viel länger als breit sind, werden für langsameren Flug verwendet. Dies kann in Form von fast schwebendem Flug (wie von Turmfalken, Seeschwalben und Nachtschwalben verwendet) oder im Segel- und Gleitflug erfolgen, insbesondere im dynamischen Segelflug, der von Seevögeln verwendet wird, der die Windgeschwindigkeitsschwankungen in verschiedenen Höhen (Windscherung) über den Meereswellen ausnutzt Auftrieb zu bieten. Der Flug mit niedriger Geschwindigkeit ist auch für Vögel wichtig, die nach Fischen tauchen.

Hochfliegende Flügel mit tiefen Schlitzen[edit]

Diese Flügel werden von größeren Arten von Binnenvögeln wie Adlern, Geiern, Pelikanen und Störchen bevorzugt. Die Schlitze am Ende der Flügel, zwischen den Primären, reduzieren den induzierten Widerstand und die Flügelspitzenwirbel, indem sie die Energie in der Luft “einfangen”, die von der unteren zur oberen Flügeloberfläche an den Spitzen strömt.[9] während die kürzere Größe der Tragflächen den Start erleichtert (Flügel mit hohem Seitenverhältnis erfordern ein langes Rollen, um in die Luft zu kommen).[9]

Vögel verwenden drei Flugarten. Sie zeichnen sich durch Flügelbewegung aus.

Gleitflug[edit]

Zwergflamingos fliegen in Formation.

Im Gleitflug ist die nach oben gerichtete aerodynamische Kraft gleich dem Gewicht. Im Gleitflug wird kein Antrieb verwendet; die Energie, um dem Energieverlust durch den Luftwiderstand entgegenzuwirken, wird entweder der potentiellen Energie des Vogels entnommen, was zu einem Sinkflug führt, oder wird durch aufsteigende Luftströmungen (“Thermik”) ersetzt, die als Segelflug bezeichnet werden. Bei spezialisierten Segelfliegern (obligatorischen Segelfliegern) hängt die Entscheidung zum Fliegen stark von den atmosphärischen Bedingungen ab, die es dem Einzelnen ermöglichen, die Flugeffizienz zu maximieren und die Energiekosten zu minimieren.[10]

Flatternder Flug[edit]

Wenn ein Vogel schlägt, anstatt zu gleiten, entwickeln seine Flügel weiterhin Auftrieb wie zuvor, aber der Auftrieb wird nach vorne gedreht, um Schub zu erzeugen, was dem Widerstand entgegenwirkt und seine Geschwindigkeit erhöht, was dazu führt, dass auch der Auftrieb erhöht wird, um seinem Gewicht entgegenzuwirken. damit er die Höhe halten oder klettern kann. Das Schlagen umfasst zwei Phasen: den Abwärtsschlag, der den größten Teil des Schubs liefert, und den Aufwärtsschlag, der (je nach Flügel des Vogels) auch etwas Schub liefern kann. Bei jedem Aufschlag wird der Flügel leicht nach innen gefaltet, um die Energiekosten des Schlagflügelflugs zu reduzieren.[11] Vögel ändern den Anstellwinkel innerhalb einer Klappe kontinuierlich sowie mit der Geschwindigkeit.[12]

Grenzflug[edit]

Kleine Vögel fliegen oft weite Strecken mit einer Technik, bei der kurze Schlagstöße mit Intervallen abgewechselt werden, in denen die Flügel gegen den Körper gefaltet werden. Dies ist ein Flugmuster, das als “Bonden” oder “Flap-Bounding”-Flug bekannt ist.[13] Wenn die Flügel des Vogels gefaltet sind, ist seine Flugbahn hauptsächlich ballistisch, mit einem geringen Körperauftrieb.[2] Es wird angenommen, dass das Flugmuster die erforderliche Energie verringert, indem der aerodynamische Widerstand während des ballistischen Teils der Flugbahn verringert wird.[14] und die Effizienz des Muskeleinsatzes zu steigern.[15][16]

Schweben[edit]

Mehrere Vogelarten verwenden das Schweben, wobei eine Familie auf das Schweben spezialisiert ist – die Kolibris.[17][18] Echtes Schweben erfolgt, indem allein durch das Flattern Auftrieb erzeugt wird, anstatt durch die Luft, was einen erheblichen Energieaufwand erfordert.[17][19] Dies beschränkt die Fähigkeit normalerweise auf kleinere Vögel, aber einige größere Vögel wie ein Drachen[20] oder Fischadler[21][22] kann für kurze Zeit schweben. Obwohl es kein echter Schwebeflug ist, bleiben einige Vögel in einer festen Position relativ zum Boden oder zum Wasser, wenn sie gegen den Wind fliegen. Kolibri,[18][19]Turmfalken, Seeschwalben und Falken nutzen diesen Wind schwebend.

Die meisten schwebenden Vögel haben Flügel mit hohem Seitenverhältnis, die für das Fliegen mit niedriger Geschwindigkeit geeignet sind. Kolibris sind eine einzigartige Ausnahme – die versiertesten Schwebevögel aller Vögel.[17] Der Kolibriflug unterscheidet sich von dem anderen Vogelflug darin, dass der Flügel über den gesamten Hub ausgestreckt ist, was eine symmetrische Acht darstellt.[23] wobei der Flügel sowohl beim Auf- als auch beim Abschlag Auftrieb erzeugt.[18][19] Kolibris schlagen etwa 43 Mal pro Sekunde mit den Flügeln,[24] während andere bis zu 80 Mal pro Sekunde hoch sein können.[25]

Start und Landung[edit]

Ein männlicher Büffelkopf läuft beim Abheben auf dem Wasser.

Der Start ist einer der energetisch anspruchsvollsten Aspekte des Fluges, da der Vogel genügend Luftstrom über den Flügel erzeugen muss, um Auftrieb zu erzeugen. Kleine Vögel tun dies mit einem einfachen Sprung nach oben. Diese Technik funktioniert jedoch nicht bei größeren Vögeln wie Albatrossen und Schwänen, die stattdessen einen Anlauf nehmen müssen, um einen ausreichenden Luftstrom zu erzeugen. Große Vögel heben ab, indem sie in den Wind schauen oder, wenn sie können, auf einem Ast oder einer Klippe sitzen, damit sie einfach in die Luft fallen können.

Auch bei großen Vögeln mit hohen Flügellasten ist die Landung ein Problem. Dieses Problem wird bei einigen Arten gelöst, indem man einen Punkt unterhalb des beabsichtigten Landebereichs anstrebt (z. B. ein Nest auf einer Klippe) und dann vorher hochzieht. Bei richtiger Zeitmessung ist die Fluggeschwindigkeit nach Erreichen des Ziels praktisch null. Die Landung auf dem Wasser ist einfacher, und die größeren Wasservogelarten bevorzugen es, wenn möglich, gegen den Wind zu landen und ihre Füße als Kufen zu verwenden. Um vor der Landung schnell an Höhe zu verlieren, gönnen sich einige große Vögel wie Gänse eine schnelle abwechselnde Serie von Seitenrutschen oder drehen sich sogar kurz auf den Kopf, in einem Manöver, das als . bezeichnet wird schnaufend.

Koordinierter Formationsflug[edit]

Eine Vielzahl von Vögeln fliegen zusammen in einer symmetrischen V-förmigen oder einer J-förmigen koordinierten Formation, die auch als “Echelon” bezeichnet wird, insbesondere während des Langstreckenflugs oder der Migration. Es wird oft angenommen, dass Vögel auf dieses Muster des Formationsflugs zurückgreifen, um Energie zu sparen und die aerodynamische Effizienz zu verbessern.[26][27] Die an den Spitzen und an der Vorderseite fliegenden Vögel würden die Positionen in einer rechtzeitigen zyklischen Weise austauschen, um die Flugermüdung gleichmäßig unter den Schwarmmitgliedern zu verteilen.

Die Flügelspitzen des Leitvogels in einer Staffel bilden ein Paar gegenüberliegender rotierender Linienwirbel. Die Wirbel, die einem Vogel nachlaufen, haben hinter dem Vogel einen Unterspülungsteil und gleichzeitig haben sie außen eine Aufwindung, die hypothetisch den Flug eines nachlaufenden Vogels unterstützen könnte. In einer Studie aus dem Jahr 1970 behaupteten die Autoren, dass jeder Vogel in einer V-Formation von 25 Mitgliedern eine Reduzierung des induzierten Widerstands erreichen und dadurch seine Reichweite um 71% erhöhen kann.[28] Es wurde auch vorgeschlagen, dass die Flügel von Vögeln an ihren Spitzen einen induzierten Schub erzeugen, der im letzten Viertel des Flügels ein proverses Gieren und einen Netzaufwind ermöglicht. Dies würde es den Vögeln ermöglichen, ihre Flügel zu überlappen und den Newtonschen Auftrieb vom Vogel vorne zu erhalten.[29]

Studien an Waldrapp-Ibis zeigen, dass Vögel beim Fliegen in V-Positionen die Phase des Flügelschlags räumlich koordinieren und die Bahnkohärenz der Flügelspitzen zeigen, sodass sie die verfügbare Aufwindenergie über den gesamten Flügelschlagzyklus maximal nutzen können. Im Gegensatz dazu haben Vögel, die in einem Strom unmittelbar hinter einem anderen fliegen, keine Kohärenz der Flügelspitzen in ihrem Flugmuster und ihr Schlagen ist im Vergleich zu Vögeln, die in V-Mustern fliegen, phasenverschoben, um die schädlichen Auswirkungen des Abwinds aufgrund der führenden Vogelflug.[30]

Anpassungen für den Flug[edit]

Diagramm des Flügels eines Huhns, Ansicht von oben

Die offensichtlichste Anpassung an den Flug ist der Flügel, aber weil das Fliegen so energetisch so anspruchsvoll ist, haben Vögel mehrere andere Anpassungen entwickelt, um die Effizienz beim Fliegen zu verbessern. Die Körper der Vögel sind stromlinienförmig, um den Luftwiderstand zu überwinden. Außerdem ist das Vogelskelett hohl, um das Gewicht zu reduzieren, und viele unnötige Knochen sind verloren gegangen (wie der knöcherne Schwanz des frühen Vogels). Archaeopteryx), zusammen mit dem gezahnten Kiefer der Frühaufsteher, der durch einen leichten Schnabel ersetzt wurde. Auch das Brustbein des Skeletts hat sich zu einem großen Kiel angepasst, der sich zur Befestigung großer, kräftiger Flugmuskeln eignet. Die Flügel jeder Feder haben Haken, die als Barbulen bezeichnet werden, die die Flügel der einzelnen Federn zusammenziehen und den Federn die Kraft verleihen, die zum Halten der Tragfläche erforderlich ist (diese gehen bei flugunfähigen Vögeln oft verloren). Die Widerhaken erhalten die Form und Funktion der Feder. Jede Feder hat eine große (größere) Seite und eine kleine (kleinere) Seite, was bedeutet, dass der Schaft oder die Rachis nicht in der Mitte der Feder verläuft. Vielmehr verläuft sie in Längsrichtung von der Mitte mit der kleineren oder kleineren Seite nach vorne und der größeren oder großen Seite nach hinten der Feder. Diese Federanatomie bewirkt während des Fluges und des Schlagens der Flügel eine Rotation der Feder in ihrem Follikel. Die Drehung erfolgt in der Aufwärtsbewegung des Flügels. Die größere Seite zeigt nach unten und lässt Luft durch den Flügel fließen. Dies bricht im Wesentlichen die Integrität des Flügels und ermöglicht eine viel einfachere Bewegung in Aufwärtsrichtung. Die Integrität des Flügels wird in der Abwärtsbewegung wiederhergestellt, was einen Teil des Auftriebs ermöglicht, der Vogelflügeln eigen ist. Diese Funktion ist am wichtigsten beim Abheben oder Erzielen von Auftrieb bei sehr niedrigen oder langsamen Geschwindigkeiten, bei denen der Vogel nach oben greift, Luft schnappt und sich hochzieht. Bei hohen Geschwindigkeiten liefert die Tragflügelfunktion des Flügels den größten Teil des Auftriebs, der benötigt wird, um im Flug zu bleiben.

Die großen Energiemengen, die für den Flug benötigt werden, haben zur Entwicklung eines unidirektionalen Lungensystems geführt, um die großen Mengen an Sauerstoff bereitzustellen, die für ihre hohen Atemfrequenzen erforderlich sind. Dieser hohe Stoffwechsel produziert große Mengen an Radikalen in den Zellen, die die DNA schädigen und zu Tumoren führen können. Vögel leiden jedoch nicht unter einer ansonsten erwarteten verkürzten Lebensdauer, da ihre Zellen ein effizienteres antioxidatives System entwickelt haben als bei anderen Tieren.[citation needed]

Evolution des Vogelflugs[edit]

Die meisten Paläontologen sind sich einig, dass sich Vögel aus kleinen Theropoden-Dinosauriern entwickelt haben, aber der Ursprung des Vogelflugs ist eine der ältesten und am heftigsten umstrittenen Debatten in der Paläontologie.[31] Die vier Haupthypothesen sind:

  • Von den Bäumen runter, dass die Vorfahren der Vögel zuerst von Bäumen herunterglitten und dann andere Modifikationen erwarben, die einen echten Motorflug ermöglichten.
  • Von Grund auf, dass die Vorfahren der Vögel kleine, schnelle Raubdinosaurier waren, bei denen sich Federn aus anderen Gründen entwickelten und sich dann weiterentwickelten, um zuerst Auftrieb und dann echten Motorflug zu ermöglichen.
  • Flügelunterstützter Schräglauf (WAIR), eine Version von “von Grund auf”, bei der die Flügel der Vögel aus Modifikationen der Vorderbeine entstanden, die dies zur Verfügung stellten Abtrieb, wodurch die Protovögel extrem steile Hänge wie Baumstämme hochlaufen können.
  • Anspringen proavis, die postuliert, dass sich der Flug durch Modifikation von baumbewohnenden Hinterhaltstaktiken entwickelt hat.

Es wurde auch darüber diskutiert, ob der früheste bekannte Vogel, Archaeopteryx, könnte fliegen. Anscheinend Archaeopteryx hatte die Gehirnstrukturen und Innenohr-Balance-Sensoren, mit denen Vögel ihren Flug steuern.[32]Archaeopteryx hatte auch eine Flügelfederanordnung wie bei modernen Vögeln und ähnlich asymmetrische Flugfedern an Flügeln und Schwanz. Aber Archaeopteryx fehlte der Schultermechanismus, durch den moderne Vogelflügel schnelle, kraftvolle Aufschläge erzeugen; Dies könnte bedeuten, dass er und andere Frühaufsteher nicht in der Lage waren, zu fliegen und nur zu gleiten.[33] Das Vorkommen der meisten Fossilien in marinen Sedimenten in vegetationslosen Lebensräumen hat zu der Hypothese geführt, dass sie ihre Flügel als Hilfsmittel benutzt haben könnten, um nach Art der Basilisken-Eidechsen über die Wasseroberfläche zu laufen.[34][35]

Im März 2018 berichteten Wissenschaftler, dass Archaeopteryx war wahrscheinlich flugfähig, aber auf eine Weise, die sich wesentlich von der moderner Vögel unterscheidet.[36][37]

Von den Bäumen runter[edit]

Es ist nicht bekannt, wie gut Archaeopteryx fliegen könnte, oder ob es überhaupt fliegen könnte.

Dies war die früheste Hypothese, die durch die Beispiele gleitender Wirbeltiere wie Flughörnchen ermutigt wurde. Es deutet darauf hin, dass Proto-Vögel wie Archaeopteryx benutzten ihre Krallen, um Bäume zu erklimmen und glitten von den Wipfeln davon.[38]

Einige neuere Forschungen untergraben die Hypothese “Bäume fallen”, indem sie darauf hindeuten, dass die frühesten Vögel und ihre unmittelbaren Vorfahren nicht auf Bäume kletterten. Moderne Vögel, die in Bäumen nach Nahrung suchen, haben viel mehr gebogene Zehenklauen als solche, die auf dem Boden nach Nahrung suchen. Die Zehenkrallen von mesozoischen Vögeln und eng verwandten nicht-Vogel-Theropoden-Dinosaurier ähneln denen moderner bodensuchender Vögel.[39]

Von Grund auf[edit]

Federn wurden bei einer Vielzahl von Coelurosaurier-Dinosauriern (einschließlich der frühen Tyrannosaurier) entdeckt Dilong).[40] Moderne Vögel werden von fast allen Paläontologen als Coelurosaurier eingestuft.[41] Zu den ursprünglichen Funktionen von Federn gehörten möglicherweise Wärmeisolierung und Wettbewerbsdisplays. Die gebräuchlichste Version der Hypothese “von Grund auf” argumentiert, dass die Vorfahren der Vögel kleine bodenlaufende Raubtiere (eher wie Straßenläufer) waren, die ihre Vorderbeine für das Gleichgewicht nutzten, während sie Beute jagten, und dass sich die Vorderbeine und Federn später auf eine Weise entwickelten, die das Gleiten ermöglichte und dann Motorflug.[42] Eine andere Theorie des “Boden nach oben” argumentiert, dass die Evolution des Fluges ursprünglich von konkurrierenden Anzeigen und Kämpfen angetrieben wurde: Anzeigen erforderten längere Federn und längere, stärkere Vorderbeine; viele moderne Vögel benutzen ihre Flügel als Waffen, und nach unten gerichtete Schläge haben eine ähnliche Wirkung wie der Schlagflug.[43] Viele der Archaeopteryx Fossilien stammen aus Meeressedimenten und es wurde vermutet, dass Flügel den Vögeln geholfen haben könnten, wie der Basilisken über Wasser zu laufen.[44]

Die jüngsten Angriffe auf die Hypothese “von Grund auf” versuchen, ihre Annahme zu widerlegen, dass Vögel modifizierte Coelurosaurier-Dinosaurier sind. Die stärksten Angriffe basieren auf embryologischen Analysen, die darauf schließen lassen, dass die Flügel der Vögel aus den Fingern 2, 3 und 4 (entsprechend dem Zeige-, Mittel- und Ringfinger beim Menschen; der erste von 3 Fingern eines Vogels bildet die Alula, die sie verwenden, um ein Überziehen bei langsamen Flügen zu vermeiden, zum Beispiel bei der Landung); aber die Hände von Coelurosaurier bestehen aus den Fingern 1, 2 und 3 (Daumen und ersten 2 Finger beim Menschen).[45] Diese embryologischen Analysen wurden jedoch sofort mit der embryologischen Begründung in Frage gestellt, dass sich die “Hand” bei Kladen, die im Laufe ihrer Evolution einige Finger verloren haben, oft anders entwickelt und sich daher Vogelhände aus den Fingern 1, 2 und 3 entwickeln.[46][47][48]

Flügelunterstützter Schräglauf[edit]

Die Hypothese des flügelunterstützten Neigungslaufs (WAIR) wurde durch die Beobachtung junger Chukar-Küken angeregt und geht davon aus, dass Flügel ihre aerodynamischen Funktionen aufgrund der Notwendigkeit entwickelt haben, sehr steile Hänge wie Baumstämme schnell hochzulaufen, um beispielsweise vor einem Raubtiere. Beachten Sie, dass Vögel in diesem Szenario brauchen Abtrieb um ihren Füßen mehr Halt zu geben.[49][50] Aber Frühaufsteher, einschließlich Archaeopteryx, fehlte der Schultermechanismus, mit dem moderne Vogelflügel schnelle, kraftvolle Aufschläge erzeugen. Da der Abtrieb, den WAIR benötigt, durch Aufschläge erzeugt wird, scheint es, dass Frühaufsteher WAIR nicht fähig waren.[33]

Pouncing Proavis-Modell[edit]

Die Proavis-Theorie wurde erstmals 1999 von Garner, Taylor und Thomas vorgeschlagen:

Wir schlagen vor, dass sich Vögel aus Raubtieren entwickelt haben, die sich auf Hinterhalt von erhöhten Standorten spezialisiert haben und ihre greifbaren Hinterbeine für einen Sprungangriff verwenden. Widerstandsbasierte und später auftriebsbasierte Mechanismen entwickelten sich unter Selektion für eine verbesserte Kontrolle der Körperposition und Fortbewegung während des Luftangriffs. Die Auswahl für eine verbesserte auftriebsbasierte Steuerung führte zu verbesserten Auftriebskoeffizienten, die einen Sprung in einen Sturzflug verwandelten, wenn die Auftriebsproduktion zunahm. Die Auswahl für eine größere Wurfweite würde schließlich zum Ursprung des wahren Fluges führen.

Die Autoren glaubten, dass diese Theorie vier Haupttugenden hatte:

  • Es sagt die beobachtete Sequenz des Charaktererwerbs in der Vogelevolution voraus.
  • Es sagt ein Archaeopteryx-ähnliches Tier, mit einem Skelett, das mehr oder weniger mit terrestrischen Theropoden identisch ist, mit wenigen Anpassungen an das Schlagen, aber sehr fortschrittlichen aerodynamischen asymmetrischen Federn.
  • Es erklärt, dass primitive Pouncer (vielleicht wie Mikroraptor) könnte mit fortgeschritteneren Fliegern koexistieren (wie Konfuziusornis oder Sapeornis), da sie nicht um fliegende Nischen konkurrierten.
  • Es erklärt, dass die Entwicklung von länglichen, rachistragenden Federn mit einfachen Formen begann, die einen Vorteil durch erhöhten Widerstand erzeugten. Später könnten auch raffiniertere Federformen für Auftrieb sorgen.

Verwendung und Flugverlust bei modernen Vögeln[edit]

Vögel nutzen den Flug, um Beute auf dem Flügel zu bekommen, um Nahrung zu suchen, zu Futterplätzen zu pendeln und zwischen den Jahreszeiten zu wandern. Es wird auch von einigen Arten verwendet, um während der Brutzeit zu zeigen und sichere, isolierte Orte zum Nisten zu erreichen.

Das Fliegen ist bei größeren Vögeln energetisch teurer, und viele der größten Arten fliegen so oft wie möglich im Schweben und Gleiten (ohne mit den Flügeln zu schlagen). Viele physiologische Anpassungen haben sich entwickelt, die den Flug effizienter machen.

Vögel, die sich auf isolierten ozeanischen Inseln niederlassen, denen bodengebundene Raubtiere fehlen, können im Laufe der Evolution die Flugfähigkeit verlieren. Ein solches Beispiel ist der flugunfähige Kormoran, der auf den Galápagos-Inseln beheimatet ist. Dies verdeutlicht sowohl die Bedeutung des Fluges bei der Vermeidung von Raubtieren als auch seinen extremen Energiebedarf.

Siehe auch[edit]

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Externe Links[edit]