Ako sú krídla adaptáciou pre vtáky

V priebehu miliónov rokov vtáky zdokonalili stavbu tela potrebnú na let. Celá bytosť vtáka sa v skutočnosti prispôsobila životu stúpania vzduchom. Okrem hmyzu a netopierov nemôže skutočne lietať žiadna iná skupina zvierat. Krídla vtákov sú jedinečne prispôsobené ich spôsobu života, od každodenného hľadania potravy až po každoročné migrácie trvajúce tisíce kilometrov. Vtáky, ktoré zdedili po svojich predkoch, majú krídlové štruktúry, ktoré im umožňujú uniknúť pred predátormi, využívať viac zdrojov potravy a znižovať stres.

V súčasnosti je všeobecne známe, že vtáky pochádzajú z formy dinosaurov, ktoré sa vyvinuli z radu mäsožravých dinosaurov nazývaných maniraptoranské teropody podobné Velociraptorom. Podľa ich fosílnych záznamov sa u týchto dinosaurov vyvinuli vlastnosti, ako sú priečne ramená a vajcia s tenkou škrupinou, ktoré sa podobajú moderným vtákom. Prvým vtákom bol možno Archeopteryx, okrídlený tvor, ktorý mohol byť schopný skutočného letu. Podľa štúdie doktora Xing Xu a kolegov z Inštitútu z roku 2013 niektoré z prvých vtáčích tvorov nosili perie na nohách a tiež na rukách. Geológie a paleontológie v čínskom Shandongu a publikované v časopise „Science“. Zdá sa, že toto zistenie naznačovalo, že starodávne vtáčie zvieratá skutočne používali dve sady krídel lietať.

Predtým, ako sa vtáky mohli dostať na oblohu, museli vyvinúť perie prispôsobené mechanike lietania a dokonca aj konkrétnym letovým štýlom. Perie je ľahké, ale pozoruhodne silné. Remiges je let, alebo krídlo, perie. Primárne remigy, veľké perie krídla, sa pripájajú k „ručnej“ časti krídla. Sekundárne remigy sa pripájajú k predlaktiu a pomáhajú zabezpečiť zdvih, keď vták stúpa alebo máva. Okrem pierok sa tvar krídel javí ako schopnosť vtáka lietať. Krátke, zaoblené krídla pomáhajú vtákom rýchlo vzlietnuť. Rýchlosť poskytujú dlhé špicaté krídla. Dlhé úzke krídla umožňujú kĺzanie. Široké krídla so štrbinami umožňujú vtákom stúpať aj kĺzať.

Vtáky nemusia nevyhnutne používať krídla iba na let; krídla tiež umožňujú vtákom regulovať teplotu tela. Vtáky ako Anhingy rýchlo strácajú teplo zo svojich tiel, takže roztiahnutím krídel a otočením chrbtom k slnku môžu absorbovať slnečnú energiu, aby sa zahriali. Tureckí supi tiež používajú tieto rozvetvené polohy na zvýšenie teploty z nižšej nočnej úrovne na vyššiu dennú hladinu.

Vtáky nemusia neustále mávať krídlami, aby zostali viazaní vzduchom; môžu šetriť svoju energiu stúpaním. Sila stúpajúcich vzduchových stĺpcov, ktoré sa nazývajú stúpavé prúdy a termika, udržuje vtáky vo vzduchu. Niektoré vtáky, konkrétne morské vtáky, ako sú albatrosy, trávia väčšinu času vo vzduchu stúpaním. Morské vtáky na vznášanie sa používajú stúpavé prúdy vytvorené akciami vĺn. Plachtiace vtáky majú väčšinou krídla s vysokým pomerom strán, čo znamená, že ich dĺžka je oveľa väčšia ako plocha krídel. Táto kvalita dáva stúpajúcim vtákom charakteristické dlhé tenké krídla.

Aj keď sa nelietavé vtáky prispôsobili životu nižšie, krídla im z anatómie celkom nezmizli. Vtáky sa vyvinuli na lietanie, ale niektoré vtáky túto schopnosť stratili, keď sa ich telá nakoniec adaptovali na suchozemské alebo vodné prostredie a lietanie sa stalo príliš nákladným a energeticky náročným. Krídla tučniaka sa v podstate zmenili na plutvy, ktoré uľahčujú plávanie. Nelietavý kormorán Galapágskych ostrovov býval schopný lietať, odvtedy však túto kapacitu stratil v prospech kĺzania cez vodu. Veľké vtáky, ako sú pštrosy a révy, používajú svoje proporcionálne menšie krídla v pôsobivých ukážkach.

Mnoho vtákov podniká počas chladnejších mesiacov dlhé lety nazývané migrácie do teplejších oblastí sveta. Migračná trasa rybára morského pokrýva spiatočnú cestu z Arktídy do Antarktídy viac ako 30 000 kilometrov. Pennica obyčajná Blackpoll robí svoj každoročný výlet pobytom vo vzduchu 80 až 90 hodín bez odpočinku. Nie všetky vtáky však majú schopnosť migrovať; okrem vnútorných úprav špeciálne krídla pomáhajú sťahovavým vtákom pri uskutočňovaní ich dlhých letov. Migrujúce vtáky majú ostrejšie krídla, ktoré sú v porovnaní s ich telami veľké, čo vedie k menej namáhavému lietaniu.

Evolúcia ešte celkom nedokončila svoju prácu s vtáčím krídlom. Štúdia z roku 2013 publikovaná v časopise „Current Biology“ a vykonaná Dr. Charles Brown a Mary Brown našli dôkazy o vývoji, ktorý sa vyskytuje v krídlach lastovičiek útesov v Nebraske. Zistilo sa, že lastovičky zabité na ceste majú dlhšie krídla ako mnoho iných v ich populáciách. Vedci predpokladali, že tieto lastovičky, ktoré sa usadzujú v diaľničných mostoch a nadjazdoch, sa vyvinuli kratšie a zaoblenejšie krídla, aby mohli vzlietnuť vertikálnejším spôsobom, čo umožňuje vtákom utiecť pred blížiacim sa vozidiel.