איך כנפיים הם עיבוד לציפורים

במשך מיליוני שנים, ציפורים שיכללו את מבנה הגוף הדרוש לטיסה. למעשה, כל ישות הציפור הסתגלה לחיים של דאיה באוויר. מלבד חרקים ועטלפים, אף קבוצה אחרת של בעלי חיים לא יכולה לעוף באמת. כנפי הציפורים מותאמות באופן ייחודי לאורח חייהם, החל מהחיפוש היומי אחר מזון ועד נדידות שנתיות שנמשכות אלפי קילומטרים. ציפורים שעברו בירושה מאבותיהם מבני כנפיים המאפשרים להם לברוח מטורפים, לנצל יותר מקורות מזון ולהפוך את החיים למלחיצים פחות.

ציפורים מקובלות כיום באופן נרחב כמי שהן יורדות מצורה של דינוזאורים, המתפתחות משורה של דינוזאורים אוכלים בשר הנקראים maniraptoran theropods הדומים ל- Velociraptors. על פי התיעוד המאובנים שלהם, הדינוזאורים הללו התפתחו בתכונות, כגון עצמות משאלה וביצים דקיקות הדומות לאלה של ציפורים מודרניות. ייתכן שהציפור הראשונה הייתה ארכיאופטריקס, יצור מכונף שאולי היה מסוגל לעוף אמיתי. כמה מהיצורים הראשונים דמויי הציפור הציגו נוצות על רגליהם, כמו גם את זרועותיהם, על פי מחקר שנערך בשנת 2013 על ידי ד"ר שינג שו ועמיתיו מהמכון גיאולוגיה ופליאונטולוגיה בשנדונג, סין, ופורסם בכתב העת "Science". נראה כי ממצא זה מרמז על כך שבעלי חיים עתיקים דמויי ציפורים השתמשו בפועל בשתי קבוצות כנפיים לעוף.

לפני שהציפורים יכלו לעלות לשמיים, היה עליהן להתפתח נוצות המותאמות למכניקת המעוף, ואפילו לסגנונות טיסה ספציפיים. נוצות קלות אך חזקות להפליא. שרידים הם נוצות המעוף, או הכנף. השרידים הראשוניים, נוצות כנף גדולות, נצמדות לחלק ה"יד "של הכנף. השאריות המשניות נצמדות לאמה ועוזרות להרים מתי הציפור ממריאה או מתנפנפת. מלבד הנוצות עצמן, צורת הכנפיים מתגלגלת ליכולת עפה של ציפור. כנפיים קצרות ומעוגלות עוזרות לציפורים להמריא במהירות. כנפיים ארוכות ומחודדות מספקות מהירות. כנפיים ארוכות וצרות מאפשרות גלישה. כנפיים רחבות עם חריצים מאפשרות לציפורים גם להמריא ולגלוש.

ציפורים לא בהכרח משתמשות בכנפיהן לטיסה בלבד; כנפיים גם מאפשרות לציפורים לווסת את טמפרטורות גופן. ציפורים כמו Anhingas מאבדות חום במהירות מגופם, ולכן על ידי פרישת כנפיים והפניית גב לגב השמש, הם יכולים לספוג אנרגיית שמש כדי לחמם את עצמם. נשרים בתורכיה משתמשים גם בתנוחות פרושות אלה כדי להעלות את הטמפרטורות שלהם מהלילה התחתון לרמות היום הגבוהות יותר.

ציפורים לא צריכות לנפנף בכנפיים כל הזמן כדי להישאר מוגבלות באוויר; הם יכולים לחסוך באנרגיה שלהם על ידי דאייה. כוחם של עמודי אוויר עולים המכונים משטחים תרמיים ומרחיק את הציפורים. ציפורים מסוימות, כלומר עופות ים כמו אלבטרוסים, מבלות הרבה מזמן באוויר בנסיקה. ציפורי ים משתמשות במגמות שנוצרו על ידי פעולות גלים כדי להמריא. לעופות דאיה נוטים להיות בעלי כנפיים בעלות יחס רוחב-גובה גבוה, כלומר אורכי הכנפיים שלהם גדולים בהרבה מאזורי הכנף שלהם. איכות זו מעניקה לציפורים הדואות את כנפיהן הדקות והארוכות האופייניות.

למרות שציפורים חסרות מעוף הסתגלו לחיים שמתחת, כנפיהן לא נעלמו לגמרי מהאנטומיות שלהן. ציפורים התפתחו לעוף, אך כמה ציפורים איבדו את היכולת הזו כאשר גופן הסתגל בסופו של דבר לסביבות יבשות או ימיות והטיסה הפכה יקרה מדי, מבחינה אנרגטית. כנפי הפינגווין בעצם הפכו לסנפירים כדי להקל על השחייה. הקורמורן חסר המעוף של איי גלפגוס היה אמור להיות מסוגל לעוף, אך מאז איבד יכולת זו לטובת גלישה במים. ציפורים גדולות, כמו יענים וחרוזים, משתמשות בכנפיהן הקטנות יותר באופן יחסי בתצוגות מרשימות.

ציפורים רבות לוקחות טיסות ארוכות הנקראות נדידות לאזורים חמים יותר בעולם במהלך החודשים הקרים יותר. נתיב הנדידה של הצפון הארקטי משתרע על הלוך ושוב של יותר מ- 30,000 ק"מ מהקוטב הצפוני לאנטארקטיקה. זבל Blackpoll מבצע את הטיול השנתי שלו על ידי שהייה באוויר למשך 80 עד 90 שעות מבלי לנוח. לא לכל הציפורים יש יכולת נדידה, עם זאת; בנוסף להתאמות פנימיות, כנפיים מיוחדות מסייעות לציפורים נודדות לבצע את הטיסות הארוכות שלהן. ציפורים נודדות כוללות כנפיים מחודדות יותר, שהן גדולות בהשוואה לגופן, וכתוצאה מכך מעופפות פחות מאומצות.

האבולוציה לא ממש סיימה את עבודתה באגף הציפורים. מחקר משנת 2013 שפורסם ב"ביולוגיה נוכחית "ונערך על ידי ד"ר. צ'רלס בראון ומרי בראון מצאו עדויות להתפתחות המתרחשת בכנפי סנוניות הצוק בנברסקה. סנוניות מצוק שנהרגו בכבישים נמצאו בעלות כנפיים ארוכות יותר מאוכלוסיות רבות אחרות. המדענים תיארו כי סנוניות אלה, המקננות בגשרים בכבישים המהירים ובגשר עילי, מתפתחות קצרות יותר ועגולות יותר כנפיים כדי להיות מסוגל להמריא בצורה אנכית יותר, ובכך לאפשר לציפורים לברוח מהמתקרב רכבים.