Allgemeines



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Vögel Informationen für Lehrkräfte

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Vögel sind gleichwarme (homoiotherme) Wirbeltiere, deren Körper mit Federn bedeckt sind. Auch bei ihnen gibt es den klassischen Grundbauplan der Landtiere mit vier Gliedmaßen (Tetrapoden), wobei jede Extremität im Ursprung fünfstrahlig als pentadaktyle Extremität angelegt ist. Die Gliedmaßen stehen immer im Dienste der Fortbewegung.
In jeder Wirbeltierklasse gibt es zahlreiche Abweichungen von diesem Grundbauplan. So erkennt man Vögel eindeutig daran, dass ihre vorderen Gliedmaßen (sie entsprechen den Armen beim Menschen) zu Flügeln umgebildet sind. Vögel sind meist flugfähig.

Vögel lassen sich stammesgeschichtlich von Reptilien ableiten, wie nicht zuletzt die noch vorhandenen Schuppen an den Läufen der Vögel zeigen. So erfolgte eine starke Entwicklung von Ober- und Unterarm, einhergehend mit einer Vereinfachung des Handskeletts, bei dem nur Reste von drei Fingern vorhanden sind, die noch teilweise miteinander verschmolzen sind. Im Oberarm findet sich ein länglicher Gelenkkopf im Schultergelenk, der eine Bewegung nach vorn/oben und nach hinten/unten erlaubt. Beim Strecken des Flügels verschieben sich Elle und Speiche gegeneinander, wobei sich die Elle stärker auswärts bewegt, so dass die Hand von der Elle herausgedrückt und gestreckt wird. In der Handwurzel sind nur noch zwei Handwurzelknochen vorhanden, da während der Embryonalzeit einige dieser Knochen vom Mittelhandknochen aufgenommen werden.



Hintere Extremitäten


Die hinteren Extremitäten tragen den Körper, im Wesentlichen findet man den gleichen Bau wie bei Säugetieren. Dennoch kam es auch hier zu Umwandlungen. Der Oberschenkel verschwindet ganz im Rumpf und zeigt nach vorn. Trotz des vorhandenen Kugelgelenks gibt es wegen eines Knochenvorsprungs nur eine Bewegung nach vorn und hinten und nicht zur Seite. Das Wadenbein verkümmerte. Auffallend sind Verwachsungen der ersten Reihe der Fußwurzelknochen mit dem Schienbein. Aus Verwachsungen der vier Mittelfußknochen untereinander und mit der zweiten Reihe der Fußwurzelknochen entstand der Lauf, der den ursprünglichen Mittelfuß stark verlängert. Es kommt auch zu Reduktionen der Zehenzahl auf vier, drei oder zwei Zehen. Der fünfte Zeh fehlt immer. Normalerweise findet man drei Vorder- und eine Hinterzehe (letztere kann auch fehlen). Möglich ist auch, dass vierte und erste Zehe dauernd nach hinten zeigen wie z.B. beim Klammerfuß der Papageien oder dass die vierte Zehe als Wendezehe nach hinten zeigen kann wie z.B. bei Eulen. Die Zehen sind bei allen Vögeln meist gespreizt und lang, so dass eine große Standfläche entsteht, was bei zweibeinigen Lebewesen unentbehrlich ist.

Die Anpassungen der Beine stehen in Zusammenhang mit der Lebensweise. Große, langbeinige Vögel schreiten oder laufen, während kleine Vögel eine eher hüpfende Fortbewegung zeigen. In den meisten Fällen sieht man ein regelmäßiges Bewegen der Füße, wobei es zum Laufen, Rennen, Schreiten, Stelzen oder geducktem „Huschen“ kommt. Dabei gilt der Grundsatz: je weniger Zehen, desto schneller die Fortbewegung (vgl. Strauß, der als einiger Vogel nur zwei Zehen hat). Bei ausgesprochenen Läufern setzt die Hinterzehe hoch an oder fehlt. Lange Zehen kommen beim Laufen auf Wasser, Sumpf oder Sand vor.

Beim Laufen werden die Zehen des Fußes, der hinten ist, gestreckt, wodurch der Körper nach vorn gestoßen, aber abgefangen wird durch den Fuß, der jetzt vorn ist. Der jeweils andere Fuß dient als Standfuß, der dann beim nächsten Schritt zum Lauffuß wird. Beim Springen werden beide Füße gleichzeitig gestreckt. Greiffüße wie z.B. bei Papageien erlauben ein Weitergreifen von Ast zu Ast. Bei typischen Baumvögeln ist das Zehenglied, das auf den Lauf folgt, kurz, so dass sich die Tiere besser anschmiegen können. Allen kletternden Arten haben einen kurzen Lauf, damit der Schwerpunkt dicht am Stamm liegt (vgl. Specht). Bei flugunfähigen Vögeln sind Flügel und Flugmuskulatur zurückgebildet.

Das Schlafen stellt Vögel vor besondere Probleme. Beim Sitzen oder Schlafen auf dem Ast ist keine Muskelanstrengung nötig. Beim Beugen im Fersengelenk (Laufgelenk) krümmen sich die Zehen, so dass beim Niederlassen auf dem Ast das Körpergewicht auf die Beine drückt. Diese wiederum beugen sich im Laufgelenk, wodurch die Sehnen zweier Muskeln, die über das Fersengelenk zu den Zehen laufen, angezogen werden und sich die Zehen automatisch krümmen. Der Vogel ermüdet also während des Sitzens und Schlafens nicht. Beim Sitzen oder Schlafen im Stand schnappt eine Sehne beim Standbein im Fersengelenk wie ein Taschenmesser ein, das Stehen erfolgt also ohne Kraftaufwand. Dieses Stehen auf einem Bein sieht man vor allem bei Vögeln, die im Wasser stehen, um den Wärmeverlust im Wasser gering zu halten.



Vogelflug


Die Vorderbeine der Vierfüßer sind bei Vögeln zu Flügeln umgewandelt. Die meisten Vögel können also fliegen. Zum Erreichen der Flugfähigkeit mussten mehrere Anpassungen erfolgen. Zunächst einmal fällt das geringe Gewicht der Vögel auf. Es ist alles ausgeschaltet, was ein Tier schwer macht. So fehlt ein Kauorgan mit Zähnen im Schädel, eine energiearme Nahrung mit viel Masse und großer Verweildauer im Körper findet nicht statt. Große Fetteinlagerungen als Reservespeicher kommen selten vor. Alle Organe sind so leicht wie möglich und haben Lufteinlagerungen in Haut und Knochen. Die Jungtiere reifen außerhalb des Körpers in Eiern heran.

Der gesamte Körper ist aerodynamisch gestaltet, um der Luft einen möglichst geringen Widerstand zu bieten. Hals, Kopf und Körper durchschneiden die Luft und ermöglichen so ein reibungsloses Vorbeistreichen der Luft. Die Masse von Muskeln und Organen befindet sich um den Körperschwerpunkt. Es gibt auch eine Rückbildung aller nach außen abstehenden Körperanhängsel wie z.B. Ohrmuscheln. Die Füße können im Flug ins Gefieder eingezogen oder waagerecht nach hinten ausgestreckt werden. Auf diese Weise kommt es zu keinem bedeutenden Energieverlust beim Fliegen.

Wichtigstes Merkmal der Wirbeltierklasse Vögel (Aves) sind die Federn. Sie bestehen aus Horn (Keratin), wie es auch in den Nägeln und Schuppen anderer Tiere zu finden ist. Federn dienen dazu, die Vögel trocken und warm zu halten. Sie stehen aber auch im Dienste des Fliegens, da sie eine glatte Oberfläche bilden und Ecken des Körpers abrunden. Federn unterscheidet man je nach Aufgabe und Aussehen in Deckfedern (bilden die Körperbedeckung), Schwungfedern (an den Flügeln zum Fliegen), Steuerfedern (am Schwanz zum Steuern) und Daunen oder Dunen (Wärmeisolierung). Eine Feder besteht aus einem langen Kiel, der von der körpernahen Spule und dem Schaft gebildet wird. Vom Federschaft gehen zu beiden Seiten Federäste ab, die die Fahne, also die Fläche der Feder, bilden. Jeder dieser Äste wiederum hat kleine Strahlen, die mit Häkchen miteinander verbunden sind und die sich wie bei einem Klettverschluss ein- und wieder aushaken lassen. Da die Federn immer funktionstüchtig bleiben müssen, werden sie in gewissen Abständen erneuert, die Vögel mausern sich.

Fliegen wird dadurch möglich, dass die Luft an der oben hochgewölbten Flügelseite schneller ist als an der hohl gewölbten Unterseite. Auf diese Weise entsteht an der Oberseite ein Sog, der den Flügel anhebt. An der Unterseite entsteht ein Druck, der ebenfalls den Flügel anhebt. Die Kraft, die aus Sog und Druck entsteht, wirkt senkrecht zum Fahrtwind und zieht so den Vogel schräg nach vorn-oben. Beim Schlagen der Flügel schließt sich bei der Abwärtsbewegung die Federschicht, bei der Aufwärtsbewegung drehen sich die Federn, so dass Luft durchstreichen kann. Auf diese Weise verliert der Vogel wenig an Höhe.

Beim Fliegen wird sehr viel Kraft benötigt, um in der Luft zu bleiben und sich fortzubewegen. Dazu bedarf es einer kräftigen und wirksamen Muskulatur. Als Stütze dient das starre, widerstandsfähige Skelett. Der „Motor“ der Vögel muss hohe Drehzahlen bringen, weshalb Kreislauf, Atemorgane und Verdauungsorgane sehr effizient arbeiten. Der Stoffwechsel arbeitet ständig auf „Hochtouren“.




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