Ar ko putnu kauli atšķiras no cilvēka kauliem?

Dzīvnieku skeleta struktūra lielā mērā ir atkarīga no evolūcijas. Dzīvnieku sugām pielāgojoties dažādām ekoloģiskajām nišām, to fiziskā struktūra laika gaitā bieži mainās kā dabiskā atlase ar reproduktīviem panākumiem apbalvo tos cilvēkus, kuriem ir visveiksmīgākie pielāgojumi. Cilvēki ir pielāgoti staigāšanas un skriešanas dzīvei, un tāpēc mūsu kauli ir attīstījušies, lai atbalstītu mūsu taisnos ieradumus. Putni tomēr ir ļoti pielāgoti lidojuma dzīvei, kas atspoguļojas viņu skeleta struktūrā un sastāvā.

Putnu skeleti ir ārkārtīgi plāni, taču tiem jābūt ļoti izturīgiem, lai izdzīvotu lidojuma stingrībā. Viena pielāgošanās, kas to atļauj, ir kaulu sapludināšana lielākās, stingrākās struktūrās, piemēram, pygostyle, kas atrodas putna mugurkaula pamatnē. Tiek uzskatīts, ka šī funkcija ir attīstījusies, jo brīvi kustīga aste, piemēram, Archaeopteryx (tiek uzskatīta par “pirmo putnu”), lidojuma kontrolei nav tik noderīga kā fiksēta aste. Šīs saplūšanas jeb ossifikācijas putniem ir daudz biežākas nekā citiem dzīvniekiem. Cilvēkiem šī saplūšana notiek tikai galvaskausa, iegurņa un ekstremitāšu garo kaulu galos, kas beidzas ar augšanas plāksnēm.

Vēl viena lidojumam noderīga adaptācija bija absolūtās kaulu masas samazināšanās. Atšķirībā no cilvēkiem, kuriem ir ļoti masīvi kauli, putniem ir pneimatizēti kauli, kuros ir dobas kameras, kas pieejamas gaisam. Šīs gaisa kabatas ir šūnveida ar šķērsām šķērsojošiem statņiem vai fermām, kas palielina strukturālo izturību, vienlaikus samazinot arī masu. Šķiet, ka konkrētas putnu sugas pārvietošanās veids ietekmē to attīstīto dobo kaulu skaitu; putniem, kuri planē vai slīd ilgāku laiku, ir vislielākais dobo kaulu skaits, savukārt peldošajiem un skrienošajiem putniem, piemēram, pingvīniem un strausiem, to nav vispār.

Putni ir vienīgie dzīvnieki, kuriem ir sakausēts atslēgas kauls - sviru kauls, kas stiepjas līdz krūšu kaula daļai un pagarinās ķīļa struktūrā. Šī īpašā krūšu kaula kalpo kā piestiprināšanas punkts ļoti izturīgajiem muskuļiem, kas nepieciešami lidojumam vai pingvīnu gadījumā peldēšanai. Tādiem lidotiem putniem kā strausi šī ķīļa trūkst. Turpretī cilvēka rumpja kauli ir strukturēti tā, ka stiprākie muskuļi tiek noenkuroti no aizmugures, atbalstot mūsu galvas un vertikālo stāju. Tas ir nepieciešams, jo putna galvaskauss veido tikai aptuveni 1% no tā ķermeņa masas, savukārt cilvēka galvaskauss ir apmēram 5%.

Putniem ir arī uncinate process, kura cilvēkiem trūkst. Šīs funkcijas ir dzeloņaini kaula pagarinājumi, kas palīdz stiprināt putna plāno ribu, pārklājas ar ribu aiz tā. Nosaukums cēlies no latīņu valodas vārda “uncinatus”, kas nozīmē “salikts”. Šīs funkcijas pielāgošana grūti kauls ir unikāls putniem, lai gan dažiem rāpuļiem un dinozauriem ir versija, kas sastāv no skrimslis. Ir pierādīts, ka uncinate procesam ir nozīme elpošanā, turot krūtis paplašinātas, tādējādi palielinot elpošanas efektivitāti. Cilvēkiem elpošanu tā vietā regulē diafragmas, muguras un krūškurvja muskuļu spēks.