In che modo le ali sono un adattamento per gli uccelli

Nel corso di milioni di anni, gli uccelli hanno perfezionato la struttura corporea necessaria per il volo. In effetti, l'intero essere di un uccello si è adattato a una vita di librarsi nell'aria. Oltre agli insetti e ai pipistrelli, nessun altro gruppo di animali può veramente volare. Le ali degli uccelli sono adattate in modo univoco al loro stile di vita, dalla ricerca quotidiana di cibo alle migrazioni annuali che durano migliaia di chilometri. Gli uccelli hanno ereditato dai loro antenati strutture alari che consentono loro di fuggire dai predatori, sfruttare più fonti di cibo e rendere la vita meno stressante.

Gli uccelli sono ora ampiamente accettati come discendenti da una forma di dinosauri, evolvendosi da una linea di dinosauri carnivori chiamati teropodi maniraptori simili ai Velociraptor. Secondo i loro reperti fossili, questi dinosauri hanno evoluto caratteristiche, come forcelle e uova dal guscio sottile che ricordano quelle degli uccelli moderni. Il primo uccello fu probabilmente Archaeopteryx, una creatura alata che potrebbe essere stata in grado di volare. Alcune delle prime creature simili a uccelli sfoggiavano piume sulle gambe e sulle braccia, secondo uno studio del 2013 del Dr. Xing Xu e dei colleghi dell'Institute of Geology and Paleontology a Shandong, in Cina, e pubblicato sulla rivista "Science". Questa scoperta sembrava suggerire che gli antichi animali simili a uccelli usassero effettivamente due paia di ali volare.

Prima che gli uccelli potessero prendere il volo, dovevano evolvere piume adatte alla meccanica del volo e persino stili di volo specifici. Le piume sono leggere ma straordinariamente forti. Le remiganti sono le piume del volo, o dell'ala. Le remiganti primarie, grandi penne delle ali, si attaccano alla porzione "mano" dell'ala. Le remiganti secondarie si attaccano all'avambraccio e aiutano a fornire sollevamento quando l'uccello è in volo o svolazza. Oltre alle piume stesse, la forma delle ali figura nell'abilità di volo di un uccello. Le ali corte e arrotondate aiutano gli uccelli a decollare rapidamente. Le ali lunghe e appuntite forniscono velocità. Le ali lunghe e strette consentono il volo a vela. Le ampie ali con fessure consentono agli uccelli sia di librarsi che di planare.

Gli uccelli non usano necessariamente le ali solo per volare; le ali consentono inoltre agli uccelli di regolare la temperatura corporea. Uccelli come gli Anhinga perdono rapidamente calore dai loro corpi, quindi allargando le ali e voltando le spalle al sole, possono assorbire l'energia solare per riscaldarsi. Anche gli avvoltoi tacchini usano queste posizioni ad ali spiegate per aumentare le loro temperature da livelli notturni più bassi a livelli più alti diurni.

Gli uccelli non devono sbattere le ali tutto il tempo per rimanere in aria; possono conservare la loro energia volando. La forza delle colonne d'aria in aumento chiamate correnti ascensionali e termiche tengono gli uccelli in alto. Alcuni uccelli, in particolare uccelli marini come gli albatros, trascorrono gran parte del loro tempo in volo. Gli uccelli marini usano le correnti ascensionali create dalle azioni delle onde per librarsi. Gli uccelli in volo tendono ad avere ali con proporzioni elevate, il che significa che le loro lunghezze delle ali sono molto maggiori delle loro aree alari. Questa qualità conferisce agli uccelli in volo le loro caratteristiche ali lunghe e sottili.

Sebbene gli uccelli incapaci di volare si siano adattati alla vita sottostante, le loro ali non sono del tutto scomparse dalle loro anatomie. Gli uccelli si sono evoluti per volare, ma alcuni hanno perso questa capacità quando i loro corpi si sono adattati agli ambienti terrestri o acquatici e il volo è diventato troppo costoso dal punto di vista energetico. Le ali dei pinguini si sono sostanzialmente trasformate in pinne per facilitare il nuoto. Il cormorano incapace di volare delle Isole Galapagos era in grado di volare, ma da allora ha perso quella capacità a favore di planare attraverso l'acqua. Grandi uccelli, come struzzi e nandù, usano le loro ali proporzionalmente più piccole in spettacoli impressionanti.

Molti uccelli fanno lunghi voli chiamati migrazioni verso regioni più calde del mondo durante i mesi più freddi. Il percorso migratorio della sterna artica copre un viaggio di andata e ritorno di oltre 30.000 chilometri dall'Artico all'Antartico. La silvia fa il suo viaggio annuale rimanendo in aria per 80-90 ore senza riposare. Tuttavia, non tutti gli uccelli possiedono la capacità di migrare; oltre agli adattamenti interni, le ali specializzate aiutano gli uccelli migratori a compiere i loro lunghi voli. Gli uccelli migratori presentano ali più appuntite, che sono grandi rispetto ai loro corpi, risultando in un volo meno laborioso.

L'evoluzione non ha ancora finito il suo lavoro con l'ala dell'uccello. Uno studio del 2013 pubblicato su "Current Biology" e condotto da Drs. Charles Brown e Mary Brown hanno trovato prove dell'evoluzione che si verifica nelle ali delle rondini delle scogliere in Nebraska. Si è scoperto che le rondini della scogliera uccise dalla strada hanno ali più lunghe di molte altre nelle loro popolazioni. Gli scienziati hanno teorizzato che queste rondini, nidificando in ponti autostradali e cavalcavia, si siano evolute più corte, più rotonde ali per poter decollare in modo più verticale, permettendo così agli uccelli di fuggire dall'arrivo veicoli.