Guardare un'anatra dal fondo pesante che sguazza in una palude o in uno stagno, o ondeggiare lungo il bordo dell'acqua, è facile per dimenticare quanto siano veloci e simili a proiettili sull'ala – e quanto lontano molti di loro migrano due volte a anno. Le anatre possono volare in modo esplosivo quando vengono arrossate da un'aquila curva o da qualche altra minaccia. Possono anche coprire un chilometraggio impressionante in un giorno di migrazione ad alta quota, specialmente con un vento favorevole dalla loro parte. L'anatomia aviaria specializzata e l'aerodinamica fondamentale entrano in gioco per far volare un'anatra (e tenerla lì).
Adattamenti anatomici
Come altri uccelli, le anatre vantano uno scheletro leggero che tuttavia viene robusto rinforzato per sopportare i notevoli stress fisici imposti dal volo. Gli adattamenti scheletrici per il volo includono ossa lunghe cave nell'ala, una chiglia dello sterno per l'ancoraggio dei muscoli di volo e ossa fuse del "polso" e della "mano" per una struttura dell'ala più rigida. I principali muscoli di volo includono il pettorale, che consente il colpo d'ala di "potenza" verso il basso, e il supracoracoideus, che solleva l'ala in un colpo di "recupero".
Le rigide penne remiganti di un'anatra includono le "primarie" esterne e le "secondarie" interne. Le alette delle penne primarie hanno un bordo d'attacco stretto per tagliare l'aria; sono anche strettamente interconnessi con "barbule_. "_ Piume sovrapposte più morbide chiamate "copritrici" ricoprono le basi delle primarie e delle secondarie, assicurando che le ali formino uno strato solido e liscio.
Aerodinamica di un'ala d'anatra
Per volare, un'anatra deve generare portanza per compensare l'attrazione di gravità e anche spinta per avanzare contro il rallentamento dell'attrito. Le ossa degli arti modificate, i muscoli, le copritrici e le penne remiganti dell'ala di un'anatra servono tutti a costruire un "profilo alare", una struttura curva e affusolata sopra e sotto la quale scorre l'aria. Una maggiore velocità dell'aria sopra l'ala crea una pressione inferiore rispetto alla parte inferiore, che produce una forza verso l'alto. La forma dell'ala devia anche l'aria verso il basso, il che, secondo la terza legge del moto di Newton, significa che deve esserci una forza uguale prodotta nella direzione opposta o verso l'alto. Queste forze verso l'alto producono entrambe la portanza necessaria per superare la gravità.
Le penne remiganti primarie di un'anatra generano una spinta in avanti, mentre le secondarie migliorano la portanza. Immergendo i bordi d'uscita delle sue ali verso il basso, un'anatra aumenta la resistenza e diminuisce la portanza, un meccanismo di stallo controllato che le consente di rallentare e atterrare.
Forma dell'ala e dimensione relativa: Dilettanti vs. subacquei
Un'altra caratteristica dell'ala con ramificazioni per il volo è il rapporto di aspetto: lunghezza dell'ala divisa per larghezza dell'ala. I dilettanti hanno un allungamento inferiore rispetto ai subacquei, il che conferisce loro una maggiore manovrabilità. Questo è un buon tratto per gli ambienti di acque poco profonde che frequentano, che consente loro di navigare attraverso tunnel di alti carici e tife nelle paludi o attraverso gli alberi di paludi e fondali foreste. L'allungamento dell'ala più alto dei subacquei li rende meno manovrabili ma volano più velocemente, il che li serve bene negli habitat più aperti e profondi che preferiscono, come ad esempio:
- laghi
- baie
- mari costieri
Voli migratori dell'anatra
Sebbene i subacquei e i dilettanti mostrino alcune differenze chiave, le anatre in generale sono progettate per un volo rapido e svolazzante. Le loro ali appuntite e spazzate all'indietro sono ideali per la migrazione a lunga distanza, qualcosa in cui si impegnano molte specie che si riproducono a latitudini più elevate. Le anatre migratrici volano comunemente in una formazione a "V" per la massima efficienza. Le punte delle ali di un uccello in volo creano vortici che spingono l'aria verso il basso dietro l'uccello (in downwash) e verso l'alto ai lati (in upwash). Un'anatra dietro e a lato di un'altra può sfruttare quel upwash e la sua riduzione della resistenza per volare con meno sforzo: da qui la configurazione a "V".
Un'anatra come un uccello incapace di volare
Ci sono, ovviamente, uccelli che non volano, e quel numero include alcune specie di anatre, come la maggior parte delle anatre a vapore del Sud America. Ma molte altre anatre vivono un periodo temporaneo come uccelli incapaci di volare durante la stagione della nidificazione, quando muoiono: lasciar cadere le vecchie penne delle ali e sostituirle con delle nuove prima della caduta migrazione.