Πώς τα φτερά είναι μια προσαρμογή για τα πουλιά

Πάνω από εκατομμύρια χρόνια, τα πουλιά έχουν τελειοποιήσει τη δομή του σώματος που απαιτείται για την πτήση. Στην πραγματικότητα, ένα ολόκληρο ον πουλί έχει προσαρμοστεί σε μια ζωή που εκτοξεύεται στον αέρα. Εκτός από έντομα και νυχτερίδες, καμία άλλη ομάδα ζώων δεν μπορεί πραγματικά να πετάξει. Τα φτερά των πουλιών προσαρμόζονται μοναδικά στον τρόπο ζωής τους, από την καθημερινή αναζήτηση τροφής έως τις ετήσιες μεταναστεύσεις που διαρκούν χιλιάδες μίλια. Τα πουλιά κληρονόμησαν από τις προγονικές τους δομές φτερών που τους επιτρέπουν να ξεφύγουν από τους αρπακτικούς, να εκμεταλλευτούν περισσότερες πηγές τροφίμων και να κάνουν τη ζωή λιγότερο αγχωτική.

Τα πτηνά είναι πλέον ευρέως αποδεκτά ως καταγόμενα από μια μορφή δεινοσαύρων, που εξελίσσονται από μια σειρά δεινοσαύρων που τρώνε κρέας που ονομάζονται μανιράπτορα θερμοπόδαλα παρόμοια με τα Velociraptors. Σύμφωνα με τα απολιθωμένα αρχεία τους, αυτοί οι δεινόσαυροι εξελίχθηκαν χαρακτηριστικά, όπως ψαλίδια και αυγά με κέλυφος που μοιάζουν με αυτά των σύγχρονων πουλιών. Το πρώτο πουλί ήταν πιθανότατα το Archeopteryx, ένα φτερωτό πλάσμα που μπορεί να ήταν ικανό για πραγματική πτήση. Μερικά από τα πρώτα πλάσματα που μοιάζουν με πουλιά φορούσαν φτερά στα πόδια τους, καθώς και τα χέρια τους, σύμφωνα με μια μελέτη του 2013 από τον Δρ Xing Xu και συνεργάτες του Ινστιτούτου Γεωλογία και Παλαιοντολογία στο Shandong της Κίνας και δημοσιεύθηκε στο περιοδικό "Science". Αυτό το εύρημα φάνηκε να υποδηλώνει ότι τα αρχαία πουλιά σαν ζώα χρησιμοποίησαν πραγματικά δύο σετ φτερών να πετάξω.

Πριν τα πουλιά να φτάσουν στον ουρανό, έπρεπε να εξελιχθούν φτερά προσαρμοσμένα στη μηχανική της πτήσης, ακόμη και σε συγκεκριμένα στυλ πτήσης. Τα φτερά είναι ελαφριά αλλά εξαιρετικά δυνατά. Τα Remiges είναι η πτήση, ή φτερά, φτερά. Τα πρωταρχικά υπολείμματα, τα μεγάλα φτερά πτερυγίων, συνδέονται με το "χέρι" τμήμα της πτέρυγας. Τα δευτερεύοντα υπολείμματα προσκολλούνται στο αντιβράχιο και βοηθούν στην ανύψωση όταν το πουλί ανυψώνεται ή χτυπάει. Εκτός από τα ίδια τα φτερά, το σχήμα των φτερών αποτελεί την ικανότητα πτήσης ενός πουλιού. Τα κοντά, στρογγυλεμένα φτερά βοηθούν τα πουλιά να απογειώνονται γρήγορα. Τα μακριά, μυτερά φτερά παρέχουν ταχύτητα. Τα μακριά, στενά φτερά επιτρέπουν την ολίσθηση. Τα πλατιά φτερά με κουλοχέρηδες αφήνουν τα πουλιά να ανεβαίνουν και να γλιστρούν.

Τα πουλιά δεν χρησιμοποιούν απαραίτητα τα φτερά τους μόνο για πτήση. Τα φτερά επιτρέπουν επίσης στα πουλιά να ρυθμίζουν τις θερμοκρασίες του σώματός τους. Πουλιά, όπως οι Anhingas, χάνουν θερμότητα γρήγορα από το σώμα τους, οπότε απλώνοντας τα φτερά τους και γυρίζοντας τις πλάτες τους στον ήλιο, μπορούν να απορροφήσουν την ηλιακή ενέργεια για να θερμανθούν. Οι γύπες της Τουρκίας χρησιμοποιούν επίσης αυτές τις ορθοστατικές στάσεις για να αυξήσουν τις θερμοκρασίες τους από χαμηλότερη νύχτα σε υψηλότερα επίπεδα ημέρας.

Τα πουλιά δεν χρειάζεται να χτυπήσουν τα φτερά τους όλη την ώρα για να παραμείνουν στον αέρα. μπορούν να εξοικονομήσουν την ενέργειά τους ανυψώνοντας. Η δύναμη των ανερχόμενων στηλών αέρα που ονομάζονται ανυψώσεις και θερμικά κρατούν τα πουλιά ψηλά. Μερικά πουλιά, δηλαδή θαλασσοπούλια, όπως άλμπατρος, περνούν μεγάλο μέρος του χρόνου τους στον αέρα. Τα θαλασσοπούλια χρησιμοποιούν τις ανυψώσεις που δημιουργούνται από τις ενέργειες των κυμάτων για να ανεβαίνουν. Τα ανερχόμενα πτηνά τείνουν να έχουν φτερά υψηλής αναλογίας, που σημαίνει ότι τα μήκη των πτερυγίων τους είναι πολύ μεγαλύτερα από τα φτερά τους. Αυτή η ποιότητα δίνει στα ανυψωτικά πουλιά τα χαρακτηριστικά τους μακριά, λεπτά φτερά.

Αν και τα πτηνά χωρίς πτήση έχουν προσαρμοστεί στη ζωή παρακάτω, τα φτερά τους δεν έχουν εξαφανιστεί εντελώς από τις ανατομίες τους. Τα πουλιά εξελίχθηκαν για να πετάξουν, αλλά μερικά πουλιά έχουν χάσει αυτήν την ικανότητα όταν το σώμα τους τελικά προσαρμόστηκε σε χερσαία ή υδρόβια περιβάλλοντα και η πτήση έγινε πολύ δαπανηρή, ενεργειακά σοφή. Τα φτερά των πιγκουίνων έχουν βασικά μετατραπεί σε βατραχοπέδιλα για να διευκολύνουν το κολύμπι. Ο κορμοράνος χωρίς πτήση των Νησιών Γκαλαπάγκος ήταν σε θέση να πετάξει, αλλά έκτοτε έχει χάσει αυτή την ικανότητα υπέρ της ολίσθησης στο νερό. Μεγάλα πουλιά, όπως στρουθοκάμηλοι και rheas, χρησιμοποιούν τα αναλογικά μικρότερα φτερά τους σε εντυπωσιακές οθόνες.

Πολλά πουλιά κάνουν μεγάλες πτήσεις που ονομάζονται μετανάστευση σε θερμότερες περιοχές του κόσμου κατά τους ψυχρότερους μήνες. Η διαδρομή μετανάστευσης του αρκτικού στέρνου καλύπτει ένα ταξίδι μετ 'επιστροφής άνω των 30.000 χιλιομέτρων από την Αρκτική προς την Ανταρκτική. Το Blackpoll warbler κάνει το ετήσιο ταξίδι του παραμένοντας στον αέρα για 80 έως 90 ώρες χωρίς ανάπαυση. Ωστόσο, δεν έχουν όλα τα πουλιά τη δυνατότητα να μεταναστεύσουν. Εκτός από τις εσωτερικές προσαρμογές, τα εξειδικευμένα φτερά βοηθούν τα αποδημητικά πτηνά να κάνουν τις μεγάλες πτήσεις τους. Τα μεταναστευτικά πτηνά διαθέτουν πιο μυτερά φτερά, τα οποία είναι μεγάλα σε σύγκριση με το σώμα τους, με αποτέλεσμα λιγότερο επίπονη πτήση.

Η Evolution δεν έχει τελειώσει αρκετά τη δουλειά της με την πτέρυγα πουλιών. Μια μελέτη του 2013 που δημοσιεύθηκε στο "Τρέχουσα Βιολογία" και διεξήχθη από τον Δρ. Ο Τσαρλς Μπράουν και η Μέρι Μπράουν βρήκαν στοιχεία για την εξέλιξη που συμβαίνει στα φτερά των χελιδόνια στη Νεμπράσκα. Τα χελιδόνια που πέθαναν από το δρόμο βρέθηκαν να έχουν μακρύτερα φτερά από πολλά άλλα στους πληθυσμούς τους. Οι επιστήμονες θεωρούσαν ότι αυτά τα χελιδόνια, που φωλιάζουν σε γέφυρες εθνικών οδών και υπερβάσεις, εξελίχθηκαν πιο σύντομα, στρογγυλά φτερά για να μπορούν να απογειώνονται με πιο κάθετο τρόπο, επιτρέποντας έτσι στα πουλιά να φύγουν από το επόμενο οχήματα.