Fuglehåndbogen på Nettet (BBJ)(vs.1.3: ) Hvad er en fugl?

Transkript

1 Hvad er en fugl? Hlder vi s til nutiden, kan det beskrives ganske enkelt En fugl er et dyr med fjerdragt. Der er ikke andre nulevende dyr, der har fjer. Palæntlgiske fund fra de seneste par årtier har imidlertid vist, at flere dinsaurer havde fjer, gså arter uden fr de linjer der siden udviklede sig til fugle. I øvrigt kan man i det hele taget betragte fuglene sm fjerklædte dinsaurer, sm i mdsætning til deres øvrige dinsaur slægtninge verlevede følgerne af meternedslaget ved Yucatan fr ca. 65 milliner siden. Fugle har ud ver fjer, med enkelte undtagelser, en række karakteristika, hvr de adskiller sig fra andre dyregrupper: Fugle er tbenede, brtset fra mennesket, menneskeaber g kænguruer, er pattedyr, krybdyr (slanger undtaget) g padder firbenede. Fuglene er dg specielle, idet de er tågængere, hvr vi går på hele fden. Illustratinen her under viser, hvrledes fuglenes fødder (tæer) er knfigureret. De har typisk fire tæer, men der er en hel række frskellige frmer, tilpasset de frskellige arters levevis. Frlemmerne er mdannet til vinger. Fuglenes skelet er i str udstrækning, sm en tilpasning/frudsætning fr flyvning, mdificeret i frhld til pattedyrs, krybdyrs g padders skelet. Mange knglegrupper er smeltet sammen. Det gælder Hånden har kun tre fingre, strukturen gør vingen stiv g stærk. Fden har kun fire tæer, ngle af mellemfdens kngler er smeltet sammen til tarsus (Tarsmetatarsus), g ngle er smeltet sammen med underbenets tibia (skinneben) til tibitarsus. Det stykke ben, man ser på en fugl, svarer mest til den mellemste del af fden, g det led man, i knæhøjde, kan se, g sm bøjer bagud, svarer ngenlunde til vres hæl. 1

2 Rygsøjlen Bryst, fem brysthvirvler er smeltet sammen til en stiv struktur, hvrpå ribbenene hæfter Bækken, lændehvirvlerne danner sammen med seks af halehvirvlerne g bækkenknglerne én struktur, Synsacrum Hale, seks af halehvirvlerne er smeltet sammen til én struktur, Pygstyl, g halens funktin bliver varetaget af lette fjer Hvedet (de mest markante) Fire af de fem underkæbeben er helt sammensmeltede, det femte danner den yderste del af kæben. Fuglene har ingen tænder, men et næb. Næbbet er en letvægtsstruktur af keratin, g giver bedre vægtfrdeling g balance når fuglen flyver. Kraniets kngler er luftfyldte Halsen Mdsat de franstående skeletdele, hvr antallet af kngler er reduceret, har halsen hs fuglene langt flere (13-20) halshvirvler end pattedyr. Mennesket, g sågar giraffen, har kun 7 halshvirvler. Fuglene kan således dreje hvedet betydeligt mere end de fleste andre dyr, hvilket kan være en frdel, når man sidder på en gren g ikke kan dreje krppen. Ugler f.eks. kan dreje hvedet næsten 180. Skulderbæltet har en særegen pbygning, hvr nøglebenene er vkset sammen til det vi kender sm ønskebenet (pstd allerede hs dinsaurerne), g med t særlige g kraftige kngler, ravnenæbsbenene, der nærmest sm et par piller, imellem skulder g brystben, afstiver g sikrer, at brystkassen ikke kllapser, under de kræfter der virker når fuglen flyver. Slutteligt er fuglenes kngler hule. De hule kngler kunne umiddelbart lede til den knklusin, at fugleskelettet er en letvægtsknstruktin. Det er kun relativt set tilfældet, idet vægten af skelettet hs et pattedyr g en fugl af samme størrelse strt set er det samme, g det skyldes at fuglenes kngler er pbygget af et hårdere g fastere materiale. Den hule struktur gør imidlertid, sammen med det fastere knglemateriale, at skelettet med samme vægt bliver stærkere g mere elastisk. Tppet skallesluger g blå kærhøg 2

3 Skulderblad Ravnenæbsben sm fungerer sm adskillelse g afstivning imellem skulderled g brystben. Det er en vigtig funktin under flyvning Ønskeben, sm er sammenvksede nøgleben, er gså en vigtig del af støttestrukturen imellem skulderled g brystben Kammen er en del af det sammensmeltede brystben, g øger arealet af bryst(flyve)musklernes fæste Bryst g skulderparti Rygraden i brystreginen udgøres af fem, delvist sammensmeltede led, sm danner en stiv struktur. Ribbenene er afstivet af fremspring sm frbinder de enkelte ribben. Pygstyl eller reduceret haleben. Therpdernes lange hale er vldsmt frkrtet, g tjener sm hæfte fr halefjerene, der har vertaget halens funktin. Det sammensmeltede (bækkenkngler g rygsøjlekngler lænde g halekngler) bækkenparti (synsacrum) er blevet en meget stiv struktur. Ryg, bækken g haleparti 3

4 Næbbet, fuglenes letvægtsmund, sm er uden tænder. Takkerne på næbbet af denne str skallesluger er ikke egentlige tænder. Men er en sekundær tilpasning. Halsen hs fuglene har fra 13 til 20 halshvirvler. Det gør halsen meget drejelig g fleksibel. Pattedyr har kun 7 halshvirvler, selv en giraf med sin lange hals har kun syv halshvirvler Hals, hved g næb Afstivende udspring på ribbenene sikrer en stiv brystkasse. De udspringer fra det franliggende ribben Overarm Underarm Mellemhåndens kngler er reduceret til t De sammenvksede fingre hs fuglene. Tredje finger Tredje finger (tmmel) De sammenvksede fingre hs fuglene. Anden finger med t led Vinger 4

5 Den frkrtede hale med pygstyl Lårben Knæled, sm begge er dækket af fjer. Ankel - led svarende til pattedyrs ankelled Underben eller tibitarsus, en sammensmeltning af underbenets t kngler (tibia g fibula), g en del af mellemfdens kngler Mellemfden eller tarsus (tarsusmetatarsus), består af en sammenvksning af tre af mellemfdens kngler, den femte er frsvundet sammen med den femte tå. Den første mellemfdskngle sidder fr enden af tarsus Fuglene har 4 tæer, hvr de 3 fr det meste vender fremad g en er bagudrettet. Der findes frskellige frmer, hs frskellige arter. F.eks. Har spætter t fremadrettede g t bagudrettede. Hs ngle fugle er den første (svarende til stretåen) g bagudrettede tå reduceret til enten en negl, kl eller blt en knp. Ben g haleparti Fugleskelettets tilpasning til flyvning kan, i tre hvedpunkter, sammenfattes sm: 1. Øget stivhed g relativ styrke i frhld til vægt 2. Omfrdeling af vægt så balancepunktet er mkringskulderbæltet, hvr vingerne hæfter 3. Tilpasning af lemmerne: Frlemmerne er mdannede til vinger med et reduceret antal kngler i hånden. De sammensmeltede fingerkngler giver en stærk g stiv struktur, der kan mdstå det tryk der kmmer under flyvning. Fdens kngler er sammensmeltede til en frlænget letvægtsstruktur, tarsen. Lemmernes muskler er trukket ind md krppen, sm vi kender det fra den stegte kylling, der er ikke meget kød på de yderste dele. Respiratin (vejrtrækning se illustratiner efter afsnittet). Fuglenes respiratinssystem adskiller sig væsentligt fra pattedyrenes. Hvr pattedyrslungen er en simpel sæk, har fuglene et mere kmpliceret system, dels en kmpakt lunge med luftkanaler, men veni i det, et system af luftsække der fungerer sm mellemstatiner fr luften, g gør at strømmen af frisk luft bliver ensrettet igennem lungen, g dermed muliggør en effektiv ptagelse af ilten (se illustratiner på næste side). Fuglene har et højt stfskifte (p til 70% højere end pattedyr), hvilket muliggøres af det effektive respiratinssystem g iltptag. Fuglene lægger hårdskallede æg Stemmeapparat. Fuglenes stemmeapparat (Syrinx) er flyttet til vergangen imellem luftrøret g brnchierne, en pbygning sm faktisk giver fuglene mulighed fr at synge med t stemmer samtidigt Frdøjelse. De manglende tænder er hs fuglene erstattet af en muskelmave, kråsen sm, undertiden med hjælp fra slugte sten, kan findele føden, før den går videre til maven. De fleste arter har desuden en kr, en udpsning øverst på spiserøret, der fungerer sm midlertidigt lager af føde, enten til egen frtæring eller fr transprt af føde til unger. 5

6 Den mekaniske funktin af fuglenes lunger (Første indåndingsfase trin 1) Fuglenes lunger fungerer helt anderledes end pattedyrenes lunger, der fungere sm en simpel blæsebælg der, når den udvides trækker luft ind, g når den trækkes sammen blæser luft ud. Fuglelungen er i sig selv en fast struktur der hverken udvides eller trækkes sammen under vejrtrækningen. Den er derimd frbundet med en række luftsække, der på samme måde sm pattedyrlungen skiftevis udvides g trækker sig sammen. Der sker imidlertid ingen udveksling af ilt g kuldixid i luftsækkene, der alene fungerer sm luftpumper. Lungen består sm sagt af en fast struktur, væv med lungekapillærer der fører bldet igennem lungen, g sm er fyldt med luftkanaler (kaldet parabrnchier) der ligger tæt p ad kapillærerne, så ilt g kuldixid effektivt bliver ført henhldsvis ind i g ud af bldet. Figuren der en meget skematisk fremstilling af lunge-luftsæk systemet viser en indånding. Luften kmmer ind igennem brnchien, g frdeles via lungebrnchien dels til parabrnchierne, g dels til de bagerste luftsække. Luften der allerede var i lungen passere via brnchiegrene til de frreste luftsække. Udåndingen er vist i næste figur. Opbygningen gør, at der hele tiden er en ensrettet strøm af frisk luft igennem lungen, g at en respiratinscyklus består af t indåndinger g t udåndinger. Frreste luftsække udvides, når fuglen trækker vejret ind, g fyldes med luft der har været igennem lungen (range pile). Luftsækkene er frbundet med lungen via brnchiegrene. De srte pile illustrerer, at luftsækkene udvider sig. Brnchie Bagerste luftsække udvides, når fuglen trækker vejret ind, g fyldes med luft der kmmer ude fra (blå pile). Luftsækkene er frbundet med lungen via brnchiegrene. De srte pile illustrerer, at luftsækkene udvider sig. Lungebrnchie, den passerer igennem lungen, g sm ved indånding dels sender luft igennem parabrncierne (kanaler der går igennem lungen, sm er i tæt kntakt med bldkapillærer (rød markering), g hvr ilten passerer ind i bldet, g kuldixiden ud), g dels til de bagerste luftsække (markeret med blå pile). De range pile viser den luft der var i lungerne før indånding. Fuglehåndbgen på nettet Den mekaniske funktin af fuglenes lunger (første udåndingsfase trin 2) I udåndingsfasen trækker luftsækkene sig sammen, g luften i de frreste luftsække passerer igennem brnchiegrene til lungebrnchien g videre igennem brnchierne til luftrøret g ud. Luften i de bagerste luftsække passerer igennem brnchiegrene til lungebrnchien g videre igennem parabrnchierne. Luften der var i lungen passerer via lungebrnchien til brnchien g ud igennem luftrøret (de range pile). Det er anden del af repiratinscyklus, g luften der blev indåndet passerer først nu igennem lungen (de blå pile). Fuglehåndbgen på nettet De t illustratiner her ver g de t på næste side, viser hvrdan fuglenes vejrtrækning g lunge fungerer mekanisk, g hvrdan fuglene pnår at få en kntinuert ensrettet luftstrøm igennem lungerne. Et nøglepunkt i udviklingen af fuglelungen, har her været adskillelsen af selve lungen fra ventilatinsdelen (luftsækkene), sm har gjrt, at fuglelungen desuden har kunnet begrænses til en fysisk lille g kmpakt struktur fast struktur, der igen har muliggjrt tæt kntakt imellem luftkanaler g lungekapillærer, sm giver en effektiv diffusin af ilt in i bldet g kuldixid ud af bldet. 6

7 Den mekaniske funktin af fuglenes lunger (anden indåndingsfase trin 3) I anden indåndingsfase kmmer den nye luft ind, en del går direkte igennem lungen, g en del bliver psamlet i de bagerste luftsække. Den luft der var i lungerne bliver psamlet i de frreste luftsække. Brnchie Fuglehåndbgen på nettet Den mekaniske funktin af fuglenes lunger (anden udåndingsfase trin 4) I anden udåndingsfase (trin 4) strømmer luften, der blev indåndet i første indåndingsfase (trin 1), ud igennem brnchiegrenene, videre til lungebrnchien g til slut ud igennem luftrøret. Luften fra anden indåndingsfase (trin 3) passerer fra de bagerste luftsække igennem lungen parabrnchier. Illustratinen er en simplificering af den rigtige anatmi, men fremstiller princippet i den mekaniske del af fuglenes vejrtrækning. Opbygningen gør, at fuglene kan udnytte det såkaldte mdstrømsprincip, hvr det venøse bld hele tiden møder luft med højere iltindhld, g derfr kan ptage ilt hele vejen igennem lungepassagen. Princippet er skitseret i næste illustratin. Fuglehåndbgen på nettet I figuren illustratinen på næste side er skitseres ngle principper, sm finder anvendelse i fuglenes fysilgi, f.eks. mdstrømsprincippet i fuglenes ben, sm hjælper dem med at mindske varmetab, g sm faktisk gså kan anvendes til at hlde temperaturen nede, f.eks. under flugt, hvr energifrbruget er højt. Det sker ved, at lade varmt bld løbe ud i den nedre del af ben g i fødderne, hvr varmen så kan afgives. Desuden er det illustreret, hvrledes pbygningen af fuglelungen har gjrt den langt mere effektiv end pattedyrlungen. 7

8 Mdstrømsprincippet i fuglebenet Man kan undre sig ver, at fuglene kan stå på isen eller f.eks. Ænder svømme i iskldt vand uden at det fører til et strt varmetab. Fuglene udnytter imidlertid mdstrømsprincippet sm varmeveksler. Det fungerer på den måde, at arterier med det varme bld ligger tæt på vener med det klde bld. Varmeveksleren hs fuglene ligger ppe i den beskyttede del af underbenet, g når det varme arteriebld møder først det kldere venebld, når det er blevet delvist er blevet pvarmet. Når arteriebldet når til den nederste del af varmeveksleren, har det afgivet det meste af sin varme til venebldet, men det møder stadigvæk lidt kldere venebld, g kan derfr stadigvæk afgive varme til venebldet. På den går varmen ikke tabt til mgivelserne, men bliver effektivt ført tilbage til fuglens krp. (figur til venstre) Varmt Opvarmet Den kmpakte fuglelunge - tværstrømsprincip mm. Fuglene har et højt stfskifte fr at skaffe energi til flyvning, de befinder sig gså fte højt til vejrs med lavt lufttryk. De har derfr brug fr en lunge, der effektivt kan trække ilten ud af luften. Fuglelungens mekaniske funktin er illustreret i figurerne ven fr. Der er flere ting der har gjrt fuglelungen effektiv bl.a.: Adskillelse af ventilatinsdelen (luftsækkene) fra selve lungen Det har muligt kntinuert ensrettet luftgennemstrømning Det har muliggjrt en kmpakt lunge, med nærhed imellem strt set al luft i lungen g bldet, hvilket giver effektiv diffusin af ilt ind g kuldixid ud af lungen (i pattedyrslungen, er det kun grænselaget indtil lungevævet der er i tæt kntakt) Det har muliggjrt tværstrømsprincippet, hvr lungekapillærerne løber på tværs af luftkanalerne (parabrnchierne), der selvm det ikke er så effektivt sm mdstrømsprincippet, er det dg langt mere effektivt end pattedyrs blæsebælgssystem Nget áfkølet Arterie Nget pvarmet Vene Lungevæv Lungekapillærer Parabrnchier Lungearterie * Luftstrømmen igennem lungen er markeret ved de grønne felter (parabrnchier), g pilen angiver luftstrømmens retning. Lungekapillærerne er markeret sm røde rør, g ligger i tæt kntakt med parabrnchierne, g bldstrømmen løber på tværs af luftstrømmen. Kldt Fd Kldt Lungearterien (blå srte pile angiver gennemstrømningsretningen) der fører det afiltede bld fra hjertet til lungen. Fra lungearterien løber det afiltede bld på tværs af luftstrømmen, igennem lungekapillærerne (røde rør) g bliver iltet, inden det passerer til lungevenen * der fører det til hjertet g derefter ud i krppen. Fuglehåndbgen på nettet På trds af den lange liste, der langt fra er fuldstændig, er en fugl i dag tilstrækkeligt defineret sm et dyr med fjer. 8