kwie.17

Ptaki część III

dodano: 17 kwietnia 2014 przez wiewiorcia12


 

Lot czynny[edytuj | edytuj kod]

Nawet najsprawniej szybujące ptaki muszą czasem użyć mięśni do wytworzenia napędu, choćby tylko do zerwania się z miejsca. Lot czynny jest zjawiskiem złożonym i wykazuje wielką rozmaitość.

Lot furkoczący (trzepoczący) pozwala nielicznym ptakom na zawisanie w powietrzu w miejscu, a nawet na podnoszenie się pionowo ku górze. W czasie trzepotania ciało ptaka stoi prawie pionowo, ogon skierowany jest ku dołowi. Skrzydła biją szybko w przód i w tył, a siła dźwigająca powstaje dzięki elastyczności piór. Gdy skrzydło posuwa się ku przodowi, opór powietrza wygina pióra ku tyłowi, podobnie gdy skrzydło powraca lotki wyginają się ku przodowi. Po dolnej stronie skośnie ustawionych piór powstaje ciśnienie większe niż po stronie górnej, wskutek czego pojawia się siła unosząca ptaka ku górze.

Trzepotanie w miejscu jest możliwe tylko u małych ptaków. U ptaków większych bezwładność ciężkiego skrzydła spowodowałaby zbyt wielkie straty energii. Mimo to jeszcze gołąb jest zdolny do prawie pionowego wzniesienia się w górę. Większość ptaków średniej wielkości zrywa się do lotu inaczej. Już od pierwszej chwili lot jest połączony z ruchem ku przodowi. Ciało zrywającej się do lotu sroki jest pochylone w stosunku do pionu o około 45°. Uderzanie skrzydłami w dół powoduje unoszenie ciała ku górze, zaś powstające pod działaniem oporu powietrza wygięcie piór powoduje równocześnie powstanie siły ciągu pchającej ptaka ku przodowi. Następnie unoszenie skrzydeł ku górze powoduje obniżenie tułowia, ale pióra wyginają się wówczas w dół, a więc ich ruch wytwarza również siłę ciągu. W locie poziomym skrzydła pełnią równocześnie dwie funkcje: wskutek ruchu całego ptaka ku przodowi są powierzchniami nośnymi, tak samo jak w locie szybującym, oraz ruchy pionowe skrzydeł tworzą wskutek elastyczności piór siłę napędu, przeciwdziałającą hamowaniu lotu przez opór powietrza.

Lotki są niesymetryczne i tkwią w skrzydle niezupełnie nieruchomo. Wskutek tego, gdy skrzydła opadają, pióra tworzą powierzchnię zwartą, nieprzepuszczającą powietrza. Natomiast podczas unoszenia skrzydeł lotki obracają się wzdłuż długiej osi, dzięki czemu powietrze może się między nimi przedostawać. Ponadto szczególnie u dużych ptaków, staw nadgarstka wygina się, a więc dystalna część skrzydła unosi się mniej od proksymalnej. Zmniejsza się przez to strata na wysokości, wywołana dźwignięciem skrzydeł. Mięśnie poruszające skrzydła w dół są też u większości ptaków wielokrotnie silniejsze od mięśni podnoszących skrzydła. Gra tu rolę również fakt, że opuszczenie skrzydeł unosi tułów przeciwko sile ciśnienia, natomiast dźwignięcie skrzydeł jest równoznaczne z opadnięciem tułowia, a więc jest zgodne z działaniem przyciągania ziemskiego. U małych, szybko poruszających skrzydłami ptaków zmiany kształtu skrzydła w czasie ruchu są niewielkie, a u bardzo małych gatunków, zdolnych do zawisania w miejscu, np. u kolibrów, obie antagonistyczne masy mięśniowe mają identyczne rozmiary, gdyż w locie trzepoczącym wykonują taką samą pracę.

Wspomniano już, że lot różnych ptaków wykazuje rozmaite specjalizacje. Tak np. ptaki o krótkich a szerokich skrzydłach i długim ogonie, jak np. sroki, latają powoli, ale potrafią się zwinnie poruszać wśród gęstwiny gałęzi. Ciężko latające bażanty mogą się zrywać w powietrze prawie pionowo, spłoszone przez czworonożnego drapieżnika. Zapewniają im to skrzydła bardzo szerokie i zaopatrzone w mięśnie posiadające prawie równą moc przy unoszeniu i przy opuszczaniu. Bardzo wąskie, wygięte w tył skrzydła jerzyków i niektórych sokołów stawiają mały opór powietrza i są przystosowane do wielkich szybkości lotu. Zdolność ta jest okupiona małą sprawnością szybowania i trudnością startu z płaskiej powierzchni.

Wiele małych ptaków leci po linii falistej: szybko bijąc skrzydłami unoszą się one ku górze i rozpędzają, po czym zmniejszywszy powierzchnię skrzydeł lecą najpierw jak rozpędzony kamień, potem otwierając skrzydła opadają szybując, aby znowu podfrunąć lotem aktywnym. Ten typ lotu łatwo zaobserwować u wróbla czy dzięciołów.

Jednostronne adaptacje w budowie skrzydła, zapewniające wysoką sprawność w jednym typie lotu, spotykamy u małej liczby gatunków. Częściej występuje budowa pośrednia łącząca dwie lub więcej możliwości, a wówczas sposób latania i budowa skrzydła są wynikiem kompromisu, przy czym ta lub inna sprawność może przeważać. Tak np. gołębie szybko latają, ale mogą także przez moment trzepotać w miejscu, gawrony dobrze szybują, ale sprawnie też wykorzystują lot aktywny. Przykładem interesującej zależności charakteru lotu od okoliczności ubocznych jest stwierdzenie, że wśród europejskich gęsikaczek i perkozów istnieje związek między szybkością lotu a sprawnością nurkowania. Ptaki dobrze nurkujące latają szybciej, ptaki nie nurkujące latają powoli. Przyczyna jest następująca: szybkość lotu zależy od stosunku ciężaru ciała do powierzchni skrzydeł. Im większa masa przypada na jednostkę powierzchni skrzydła, tym szybciej musi ptak lecieć, aby wytworzyć dostateczną siłę dźwigającą. Ptaki dobrze nurkujące mają małe skrzydła, gdyż przeszkadzają im one w nurkowaniu. Co więcej, do sprawnego nurkowania potrzebne są wielkie i ciężkie mięśnie nóg oraz pasa miednicowego. Tak więc u nurów każdy centymetr kwadratowy skrzydła jest tak obciążony, że ptak musi lecieć z ogromną szybkością, natomiast nie umiejące nurkować gęsi mogą lecieć znacznie wolniej.

Ptaki są zwierzętami dwuśrodowiskowymi, mogą one latać i sprawnie poruszać się po drzewach, latać i pływać, latać i biegać lub też latać i sprawnie wspinać się po skałach. Zdolność lotu wywarła decydujący wpływ na budowę i wiele innych właściwości ptaków, a zwłaszcza na ich rozmiary. Są one stosunkowo małe i lekkie, zgodnie z prawami fizyki rządzącymi aerodynamiką. U niektórych sprawnie latających ptaków budowa organizmu osiąga skrajne proporcje; tak np. fregata wielka(Fregata magnificens), której zasięg skrzydeł wynosi przeszło 2 m, nie dosięga 1 kg ciężaru ciała. Cały szkielet tego ogromnego ptaka waży zaledwie około 100 gramów.

Przytoczmy za Herzogiem (1969) niektóre dane o maksymalnych szybkościach lotu ptaków:

Energia lotu[edytuj | edytuj kod]

Ptak może wyzwolić w locie duże ilości energii. Przykładem mogą być przeloty ptaków lądowych nad morzem, albo np. następujące obserwacje uzyskane doświadczalnie. Mewy mogą unosić się w tunelu aerodynamicznym (w miejscu, przy szybkości powietrza wynoszącej około 30 km/godz.) bez przerwy przez około 10 godzin. W godzinie lotu zużywają one wówczas ok. 0,5% masy ciała, spalając prawie wyłącznie tłuszcz. Po dziesięciu godzinach tracą więc ok. 5% ciężaru ciała. Ponieważ zaś ptaki potrafią gromadzić tyle tłuszczu, że tworzy on połowę ich masy, zrozumiałe jest, że mogą dokonywać dalekich przelotów wiosennych i jesiennych. Lot jest najekonomiczniejszym sposobem poruszania się kręgowców lądowych. Gołąb np. zużywa ok. cztery dżule na gram ciała i kilometr odległości, zaś podobnych rozmiarów szczur zużywa w tych warunkach ok. 67,2 dżuli, leming aż 168 dżuli, natomiast podobnej wielkości ryba tylko ok. 2 dżule (Tucker 1969).

Szybkość uderzeń skrzydeł:

  • koliber – 1500 na minutę.
  • jerzyk – 710 na minutę.
  • wróbel – 630 na minutę.
  • wielkie ptaki – 3-8 na minutę.

Lot wymaga bardzo intensywnej przemiany materii. Przytoczyć tu należy niektóre dane z pracy Poczopki (1971). Zużycie energii wynosi u kręgowcówzmiennocieplnych na 24 godziny i kilogram masy ciała podniesiony do potęgi 3/4 – około 29,4 kilodżuli. W tych samych jednostkach mierzony metabolizm torbaczywynosi – 193,2, ssaków łożyskowych (z wyjątkami) – 289,8, ptaków niższych – 336, ptaków wróblowatych i jerzyków – 609. Liczba skurczów serca na minutę wynosi uindyka w spoczynku 93, u gęsi 140, u kaczki 300, u kosa 390, u sikory 420. U wróbla w locie notowano 740 uderzeń tętna na minutę. Innym przykładem bardzo szybkiej przemiany materii może być przemiana tłuszczowa u gila w zimie. Badano ją w Wielkiej Brytanii, a więc w klimacie dość łagodnym. Pomimo tego gile tracą w ciągu jednej nocy ponad połowę tłuszczu, nagromadzonego przez dzień. Gdyby nie zdołały w ciągu dnia odrobić znacznej części strat nocnych, następnej nocy musiałyby zginąć z zimna (Newton 1969). Życie ich w zimie jest stale ogromnie zagrożone, gdyż w istocie niekiedy dostępność pokarmu ogromnie się zmniejsza, na przykład gdy po deszczu ze śniegiem wystąpi mróz i rośliny zostaną pokryte twardym pancerzem lodowym.

Utrata zdolności lotu[edytuj | edytuj kod]

Wiele gatunków utraciło zdolność lotu. Znika ona wówczas, gdy jest zbyteczna, a więc u dużych ptaków stepowych, którym wystarcza ucieczka piechotą, u rozmaitych ptaków wyspiarskich, nie stykających się z drapieżnikami, jak np. kiwi na Nowej Zelandii, wreszcie u niektórych ptaków wodnych, np. u pingwinów, niektórychkormoranów i alk. Lot jest wprawdzie ekonomicznym sposobem pokonywania odległości, ale nie zawsze dalekie wędrówki są konieczne. Zaoszczędzoną dzięki rezygnacji z lotu energię można przeznaczyć na produkcję jaj lub na opiekę nad potomstwem. Widocznie w pewnych środowiskach taka strategia okazuje się najwłaściwsza.

Tryb życia[edytuj | edytuj kod]
Różne typy dziobów w zależności od rodzaju pokarmu i strategii odżywiania się

Większość gatunków ptaków prowadzi dzienny tryb życia, istnieją jednak gatunki, np. z rzędów lelkowych czy sów, które są aktywne w nocy lub w godzinach zmierzchu. Niektóre gatunki siewkowych odżywiają się natomiast w zależności od pływów morskich, nie zważając na dzienno-nocne różnice jasności światła[71].

Pokarm i strategie odżywiania się[edytuj | edytuj kod]

Pożywienie ptaków jest zróżnicowane i obejmuje nektar, owoce, rośliny, nasiona, padlinę, różne małe zwierzęta i nawet inne ptaki[26]. Ze względu na brak zębów układ trawienny jest przystosowany do trawienia nieprzeżutych kawałków pożywienia w całości połykanych przez ptaki.

Istnieją wszystkożerne gatunki ptaków, które stosują wiele strategii zdobywania pokarmu, jak i odżywiają się różnymi rodzajami pożywienia oraz gatunki z wąską specjalizacją pokarmową (stenofagi) koncentrujące się na zdobywaniu szczególnego rodzaju pokarmu albo stosujące wyłącznie jedną technikę zdobywania pokarmu[26].

Ogólnie ptaki rozwinęły różne strategie zdobywania pokarmu. Wiele gatunków zbiera owady, mięczaki, owoce albo nasiona. Niektóre polują na lecące owady, czatując i atakując znienacka. Odżywiające się nektarem kolibrynektarnikilory i inne rozwinęły specjalnie przystosowane szczotkowate języki i w wielu wypadkach dzioby pasujące do kształtu kwiatów[72]Kiwi i siewkowe wyszukują bezkręgowce przy pomocy długich dziobów, których różne długości są wynikiem dostosowania się do różnych nisz ekologicznych[26][73]Nurytracze, pingwiny i alki polują na zdobycz pod powierzchnią wody, gdzie poruszają się przy pomocy skrzydeł i nóg[18]Głuptakowatezimorodkowate i rybitwy polują na wodną zdobycz skokami nurkowymi z powietrza. Flamingi, trzy gatunki z rodzaju Pachyptila, i niektóre kaczki odżywiają się filtrując pokarm z wody[74][75]. Gęsi i kaczki pływające odżywiają się głównie, pasąc się na trawach i innych roślinach. Niektóre ptaki jak fregatowatemewy i wydrzyki z rodzaju Stercorarius stosują kleptoparazytyzm, zmuszając inne ptaki do oddania pokarmu. Technika ta traktowana jest jednak raczej jako zachowanie uzupełniające zwykłe zdobywanie pokarmu metodą polowania. Obserwacje zachowania fregaty średniej, która kradła pożywienie głuptakowi maskowemuwykazały, że skradziony pokarm stanowił szacunkowo najwyżej 40% ich pożywienia, podczas gdy średnio wynosił on jedynie 5%[76]. Kilka gatunków jest padlinożernych, niektóre z nich, jak sępy, wyspecjalizowały się w poszukiwaniu padliny, podczas gdy inne, jak mewy, krukowate i inne gatunki drapieżne są oportunistami[77]. W wyniku przemian ekosystemów ptaki specjalizujące się w odżywianiu jednym rodzajem pożywienia są ogólnie bardziej zagrożone wyginięciem niż wszystkożerne, które łatwiej przystosowują się do nowych warunków pokarmowych[78].

Wędrówki[edytuj | edytuj kod]
Trasy migracyjne śledzonych satelitarnieszlamników, najwytrwalszych wędrujących ptaków
Information icon.svg Osobny artykuł: Wędrówki ptaków.

Wiele gatunków ptaków migruje, aby wykorzystać optymalnie podaż pokarmu, jak i dogodne warunki rozrodcze. Oba aspekty związane są z różnicami temperatur w poszczególnych porach roku na różnych szerokościach geograficznych. Istnieje kilka typów wędrówek charakterystycznych dla różnych grup ptaków. Wiele ptaków lądowych, siewkowych czy wodnych podejmuje roczne, dalekodystansowe migracje, wywoływane najczęściej przez zmiany długości światła dziennego, jak również i warunki pogodowe. Te grupy spędzają sezon rozrodczy w regionach umiarkowanego lubsubpolarnego klimatu, podczas gdy pozostały okres życia spędzają w regionach tropikalnych lub na przeciwległej półkuli. Przed migracją ptaki zwiększają wyraźnie zapasy tłuszczu w organizmie oraz zmniejszają niektóre ze swoich organów wewnętrznych[79][80]. Wędrówki są bardzo wymagające jeśli chodzi o zapotrzebowanie na energię, w szczególności jeśli ptaki muszą przelatywać nad obszarami pustynnymi albo oceanami bez możliwości uzupełnienia rezerw i regeneracji sił. Lecąc, ptaki lądowe potrafią pokonywać dystanse ok. 2500 km, a siewkowe pokonują najczęściej odległości do 4 tys. km[26], chociaż szlamnik zdolny jest do nieustannego lotu sięgającego do 10 200 km[81]. Również ptaki morskie udają się w dalekie wędrówki. Najdalszą roczną migrację przypisuje się burzykowi szaremu, który gnieździ się w Nowej Zelandii i w Chile, a lato spędza na półkuli północnej, żerując na Oceanie Spokojnym u wybrzeży Japonii, Alaski i Kalifornii. Jego roczna wędrówka wynosi ok. 64 tys. km[82]. Inne morskie ptaki rozprzestrzeniają się po okresie rozrodczym, wędrując dookoła bez określonych tras migracyjnych. Albatrosy gnieżdżące się na wybrzeżach Oceanu Południowego, w okresie poza rozrodczym podejmują często wędrówki wokół bieguna południowego[83]. Wiele gatunków odbywa dalekodystansowe wędrówki tworząc formacje zwane kluczami, które pomagają ptakom w oszczędzaniu energii potrzebnej do lotu[84].

Część gatunków podejmuje krótsze wędrówki, migrując jedynie, aby uniknąć złych warunków pogodowych i niedostatecznej podaży pokarmu. Do takich zalatujących gatunków należy jemiołuszka, która może pojawić się w pewnych obszarach w jednym roku, i nie pojawić się tam w następnym. Istnieją gatunki, których osobniki z regionów bardziej wyeksponowanych na niskie temperatury wędrują na krótkie dystanse, dołączając do osobników tego samego gatunku, które pozostają w bardziej dogodnych klimatycznie regionach. Poza tym są też gatunki, których jedynie część populacji migruje – najczęściej są to samice i niedominujące samce[85]. W niektórych regionach takie migracje części populacji mogą zachodzić na dużą skalę – w Australii badania wykazały, że 44% gatunków niewróblowatych, jak i 32% wróblowatych są ptakami, których populacje częściowo migrują[86]. Innym rodzajem krótkich wędrówek są migracje wysokościowe, podejmowane przez pewne gatunki, jak np. pomurnik – gatunki takie spędzają okres rozrodczy na położonych wyżej terenach górskich, zlatując na niższe poziomy podczas niedogodnych warunków zimowych ograniczających podaż pokarmu[87].

Gwiazda Polarna i położenie konstelacji gwiazd wokół niej są kompasem dla ptaków wędrujących nocą

Niektóre gatunki są nomadyczne, nie przywiązują się do określonego terytorium i dopasowują swoje wędrówki do warunków pogodowych i żywnościowych. Przykładem może być rodzina papugowatych, z której gatunki przeważnie nieregularnie wędrują na krótkie dystanse koczując, zalatując albo rozpraszając się[88].

Zdolność ptaków do powrotu w dokładnie te same miejsca po długodystansowych wędrówkach jest znana dzięki eksperymentowi, który został przeprowadzony w latach 50. XX w – wypuszczony w Bostonie (Stany Zjednoczone-Massachusetts) osobnik burzyka popielatego powrócił do swojej kolonii w Skomer (Wielka Brytania-Walia) w przeciągu 13 dni, pokonując dystans 5150 km[89]. Podczas migracji ptaki posługują się rożnymi metodami orientacji. Słońce jest punktem orientacyjnym dla gatunków migrujących dniem, gwiazdy są kompasem dla nocnych wędrowców. Ptaki orientujące się za pomocą słońca, rekompensują zmiany jego pozycji na niebie wewnętrznym wyczuciem czasu[26]. Natomiast w nocnej orientacji ptaki kierują się położeniem gwiazd wokół Gwiazdy Polarnej[90]. Dodatkowo zdolności czytania gwiazd wspierane są u niektórych gatunków przez zmysł wyczuwania geomagnetyzmu za pomocą specjalnychmagnetoreceptorów[91].

Komunikacja[edytuj | edytuj kod]


Dodaj do:


Komentarze mogą dodawać tylko zalogowani użytkownicy - zaloguj się lub załóż konto


Odpowiedzi moga dodawać tylko zalogowani użytkownicy - zaloguj się lub załóż konto


Nie ma jeszcze komentarzy - wyraź swoją opinię jako pierwszy