 |
Gladan (Milvus milvus) är en utomordentligt skicklig flygare. Människorna har i alla tider grubblat över, hur fåglarna bär sig åt, när de flyger. "Människan sitter vid Diktens port / som hon alltid gjort. / Hon sitter med uppdragna ögonbryn / och ser mot skyn. / Hon kommer ihåg när da Vinci skrev / i Firenze om svalornas flykt ett brev ... " (Nils Ferlin). Courtesy of Noel Reynolds from Encyclopedia of Life under this CC License. |
|
Hur uppstod fåglarna, hur fick de vingar och hur började de att flyga?
Fåglarna utvecklades ur en grupp små dinosaurier som gick på två ben. De tillhörde gruppen Theropoda tillsammans med bland annat Tyrannosaurus rex. Dessa dinosaurier var försedda med fjädrar, vars ursprungliga funktion kan ha varit värmeisolering. Vissa dinosauriers befjädrade framben utvecklades så småningom till fåglarnas vingar. Notera att fåglarna numera betraktas som dinosaurier. Det finns flera teorier om hur fåglarna började flyga. Men följande två teorier är de populäraste.
Enligt "från träden och nedåt"-teorin levde de i träd och hoppade från gren till gren. Så småningom började de segelflyga mellan träden och fick vingar. Till slut började de flaxa med vingarna och flög aktivt.
Enligt "från marken och uppåt"-teorin sprang dinosaurierna på marken och gjorde långa hopp. Så småningom förlängde de hoppen genom att segelflyga. Till slut började de flaxa med vingarna och flög aktivt.
Läs mer om detta intressanta ämne i artikeln "Hur började fåglarna flyga? Om tvåbenta dinosaurier, fjädrar och vingar" på en annan sida.
Läs också på en annan sida om hur stora flygande fåglar kan vara. 2011, 2012, 2014.
Anders Lundquist
Till början på sidan
 |
En konstnärlig rekonstruktion av ett par befjädrade dinosaurier tillhörande familjen Ornithomimidae. Fossilen har hittats i Kanada. Courtesy and copyright of Julius Csotonyi and the University of Calgary.
|
|
Jag läste i en tidskrift att nya rön tyder på att dinosaurien Tyrannosaurus rex var fjäderklädd. Varför var den då det? Jag förknippar fjädrar med djur som flyger eller förlorat sin flygförmåga. T. rex var ju inte ens i närheten av att kunna flyga. Var de första fjädrarna bara en slags päls för som behövdes för att hålla värmen? Började de senare användas vid flygning? Vad har fjädrar utvecklats från? En slags päls, omvandlade hornplåtar på huden eller något helt annat? Finns det idag fjädrar hos andra djur än fåglar?
Fåglar är dinosaurier. Fjädrar utvecklades hos dinosaurierna långt innan flygförmågan och fanns hos andra dinosaurier långt innan fåglarna uppträdde på arenan. De första fjädrarna bestod av trådlika ogrenade utskott. Idag finns det inga andra djur än fåglar med fjädrar.
Man tror att fjädrarna ursprungligen fungerade som värmesiolering och att befjädrade dinosaurier var jämnvarma ("varmblodiga") med en kroppstemperatur som var högre än omgivningens temperatur, precis som dagens fåglar och däggdjur. De första fjädrarna kan också ha fungerat som signalanordningar inom arten, till exempel vid så kallad sexuell selektion, precis som hos dagens fåglar. Fågelhanar har ju ofta färggranna fjädrar. De färggrannaste hanarna är också ofta mest fortplantningsdugliga och honorna tenderar att välja dessa hanar.
Man talar om exaption när en befintlig struktur eller mekanism får en ny funktion under evolutionen. Detta är mycket vanligt. Ett exempel är bröstfenor och bukfenor hos fiskar som gett upphov till ben, vingar och armar hos de fyrfota ryggradsdjuren. Ett annat är benen hos leddjuren som gett upphov till en rad olika typer av mundelar. Fjädrarnas utveckling till flyghjälpmedel tros vara just en exaption. De befintliga fjädrarna omvandlades till så kallade fjäderpennor som först användes vid glidflygning och sedan vid aktiv flygning. Läs mer om fjädrarnas utveckling och om hur flygförmågan uppkom på en annan sida. Texten fortsätter under faktarutan.
Man har inte hittat några fjäderförsedda fossil av T. rex. Däremot har man funnit tämligen nära släktingar till T. rex försedda med fjädrar. En av dessa dinosaurier, Yutyrannus huali, var ungefär lika stor som T. rex. Man har därför förmodat att även T. rex hade fjädrar.
När det gäller de eventuella fjädrarna hos T. rex finns det flera möjliga hypoteser. Fjädrarna kan ha fungerat som värmeisolering. Mot detta talar djuret storlek. Stora djur har en mindre kroppsyta per volymenhet kropp än små. Stora jämnvarma djur avger därför mindre värme per volymenhet kropp till omgivningen än vad små gör. De behöver således inte vara lika välisolerade som små djur. I varma klimat är en bra isolering till och med en nackdel för mycket stora jämnvarma djur, till exempel elefanter, noshörningar och flodhästar. Detta är en viktig orsak till dessa djur förlorat sin päls. Samma resonemang skulle kunna tillämpas på T. rex. De forskare som beskrev den ovan nämnda jättestora och fjäderklädda Yutyrannus huali menar att denna dinosaurie var anpassad till ett kallt klimat. I så fall kan den ha behövt isolerande fjädrar, precis som de istida mammutarna bland elefantdjuren behövde sin kraftiga päls. Samma forskare menade att T. rex saknade fjädrar och att detta var en anpassning till ett varmare klimat.
T. rex och dess släktingar kan också ha använt fjädrarna som signalanordningar, vilket diskuterades ovan. En annan möjlighet är att fjädrarna inte hade någon funktion, men inte heller var till någon större nackdel för djuren. I så fall fanns det inte någon större benägenhet för dem att tillbakabildas genom naturligt urval. 2013, 2014.
Anders Lundquist
Till början på sidan
|
Videon visar flygande flygfiskar. Notera att de accelererar genom att vispa med stjärtfenans nedre flik och att de i vissa lägen tycks flaxa med fenorna. From YouTube, courtesy of BBC. |
|
Varför "flyger" flygfiskar, det vill säga hoppar högt och seglar på de utbredda fenorna? En elev undrade och jag visste inte svaret. - Om segelflygande och flygande djur.
Frågan ger anledning att diskutera glidflygning och aktiv flygning inom olika djurgrupper, men först lite om flygfiskarna.
Flygfiskarna utgörs av cirka 40 arter inom familjen Exocoetidae. De är kända för att kunna glidflyga ovanför vattenytan. Funktionen med glidflykten anses vara att undvika rovfiskar.
Flygfiskarna flyger med hjälp av de pariga fenorna, tvåvingade flygfiskar bara med bröstfenorna och fyrvingade flygfiskar med både bröstfenorna och bukfenorna. De börjar simma med hög fart, hoppar upp ur vattnet, fäller ut flygfenorna, sätter ytterligare fart genom att propellerlikt slå med stjärtfenans nedre flik i vattnet och glidflyger sedan. När de tappar höjd kan de använda stjärtfenan till att få ny fart och kan sedan glidflyga en bit till. Flygturer bestående av flera sådana etapper med fartökning emellan uppges kunna vara i mer än 40 sekunder och upptill 400 meter. Flygfiskarna uppvisar tendenser till att "flaxa" med fenorna och anses stå nära gränsen mellan att vara glidflygare och att vara aktiva flygare.
Bland andra vattenlevande djur förekommer glidflykt hos tioarmade bläckfiskar. Man har vid ett flertal tillfällen observerat detta beteende. Bläckfiskar förflyttar sig genom vattnet med reaktionsdrift (jetdrift), när de pressar ut vatten ur mantelhålan. Läs om bläckfiskars jetdrift på en annan sida. Man har sett bläckfiskar öka farten under vattnet, skjuta upp i luften och glidflyga, i ett fall så långt som 45-55 meter. Armarna och de två fenorna skulle kunna fungera som flygmembran. Man har observerat böljande rörelser hos fenorna under flykten. Man har också observerat att bläckfiskarna pressar ut vatten ur mantelhålan medan de flyger. Detta skulle kunna ge en viss drivkraft. Precis som flygfiskarna tycks dessa bläckfiskar stå nära gränsen mellan att vara glidflygare och att vara aktiva flygare, dock med den skillnaden att de utnyttjar reaktionsdrift, precis som jetplan. Texten fortsätter under videon.
|
Videon visar glidflygande flygekorrar tillsammans med Sir David Attenborough. De har flyghud mellan frambenen och bakbenen och styr med hjälp av svansen och benen. From YouTube, courtesy of BBC Earth. |
|
Bland landlevande ryggradsdjur förekommer glidflykt hos ett flertal ej närmare besläktade arter. Glidflykt har alltså utvecklats av flera djur oberoende av varandra. Till dem hör en grodart (flyger med simhuden i de stora fötterna), flygdrakarna (ett släkte ödlor, flyger med hudveck längs kroppssidorna som spänns ut med hjälp av revben), flygpungekorrarna (flyger med hudveck mellan framben och bakben), flygekorrarna (flyger med hudveck mellan framben och bakben, hos vissa arter också veck mellan frambenen och huvudet samt bakbenen och svansen), taggsvansekorrar (flyger med hudveck från frambenen via bakbenen till svansbasen) samt pälsfladdrarna (en däggdjursordning, flyger med flyghud som sträcker sig från halsen via frambenens och bakbenens tår till svansen). Flygekorrar och taggsvansekorrar har broskstavar, som utgår från handloven respektive armbågen och stödjer flyghuden.
Aktiv flygning har utvecklats hos tre grupper av ryggradsdjur. De utdöda pterosaurierna (flygödlorna) hade en flyghud som hölls utspänd av armen och ett kraftigt förlängt fjärde finger. Fåglarna har fjädrar fästa på en arm med ett reducerat antal fingrar. Fladdermössen har flyghud utspänd av armen och fyra förlängda fingrar, tummen är fri. Bland de ryggradslösa djuren är det bara insekterna som utvecklat aktiv flygning.
Det finns två huvudteorier om hur aktiv flygning har uppkommit, läs om dessa teorier på en annan sida. Men fossilfynden ger ingen säker vägledning om vilken teori som gäller för någon av de fyra djurgrupper som blivit aktiva flygare.
Läs på en annan sida om hur stora flygande djur kan vara. 2011, 2012, 2019.
Anders Lundquist
Till början på sidan
|
"När de gamla såren heta tära, / när din kind är vätt av ensamhetens gråt, / när att leva är att stenar bära / och din sång är sorg som vilsna tranors låt, / gå och drick en fläkt av höstens vindar, / se med mig mot bleka, blåa skyn! / Kom och stå med mig vid hagens grindar, / när de vilda gässen flyga över byn! " (ur Dan Andersson "Kolvaktarens visor"). De här gässen flyger i prydliga plogformationer, dock inte över Skattlösberg i Dalarnas finnbygder. De flyger över Loch Ness i Skottland. Sjöodjuret syns inte till. Det är produkt av fantasin. From YouTube, courtesy of aspenwood. Anders Lundquist |
|
Hej! Jag undrar varför kanadagässen flyger i plogformation.
I princip kan man säga att två hypoteser har presenterats för att förklara varför gäss, svanar, änder, vadare, tranor och andra fåglar flyger i regelbundet ordnade formationer. I den första antas att fåglarna skulle göra en aerodynamisk vinst och på så vis sänka energikostnaden för flygningen. Den andra hypotesen gör gällande att de flyger i formation helt enkelt för att det ger den bästa ögonkontakten mellan fåglarna när de flyger tätt tillsammans.
Även om frågan varit omdebatterad så har relativt få studier gjorts för att utreda den närmare. Teoretiskt är det klart att fåglarna skulle kunna göra en energimässig vinst genom att flyga i formation. Runt en flygande fågels vingspetsar bildas nämligen luftvirvlar. Dessa virvlar ger upphov till smala zoner av uppåtgående luft, som släpar efter fågeln och rör sig upp och ner i takt med fågelns vingslag. En fågel skulle kunna placera sin ena vingspets i den zon av uppåtstigande luft som bildas bakom den framförliggande fågelns ena vingspets. Detta skulle ge fågeln ökad lyftkraft, vilket skulle ge en energibesparing.
Men det har hävdats att det i stället är en nackdel att försöka utnyttja framförvarande fågels luftvirvel. Detta skulle bero på att zonen med uppåtgående luft är för smal och att det därför skulle vara omöjligt att placera vingspetsen exakt inom rätt område. Fågelns stabilitet skulle då äventyras.
|
"Come fly with me", en video med engelskt tal från tidskriften Nature. Den visar hur man utför försök med ibisar som flyger i v-formation. Försöken beskrivs också i texten nedan. From YouTube, courtesy of Nature. |
|
Frågan är då om formationsflygande fåglar verkligen klarar av att hålla vingspetsarna på rätt ställe och därmed spara på energi. Analys av fotograferade gåsflockar visade att de enskilda fåglarna placerade sig ungefär så som de förväntades göra för att spara energi. Detta gav visst stöd för energibesparingshypotesen. En nyare och noggrannare undersökning av flygande ibisar har emellertid gett starkare stöd åt denna hypotes. När ibisarna flyger i plogformation placerar de vingspetsarna exakt inom det smala område bakom framförvarande fågel, som teoretiskt förväntas innehålla uppåtstigande luft. Dessutom är varje fågels vingslag regelmässigt ur fas med fågeln framför, så att vingarna bildar en vinkel på ungefär 45° gentemot framförvarande fågels vingar. Detta är precis vad man teoretiskt skulle förvänta sig ur energibesparingssynpunkt vid det avstånd som finns mellan fåglarna.
Intressant nog flyger ibisarna på ett helt annorlunda sätt, när de tillfälligt flyger rakt bakom en annan fågel. Då flyger de helt ur fas med fågeln framför. De höjer alltså vingarna när framförvarande fågel sänker dem. Detta tros minimera effekterna av den nedåtstigande luftström som uppkommer bakom de inre delarna av den framförvarande fågelns vingar.
Det återstår dock att genom direkta mätningar visa att flygning i plogformation verkligen ger en energibesparing. Pelikaner som flyger i plogformation har en lägre vingslagsfrekvens och en lägre hjärtslagsfrekvens (puls) än då de flyger ensamma. Detta antyder att de sparar på energi, men är inget direkt bevis på detta. 1999, 2012, 2013, 2014.
Martin Green, Anders Lundquist
Till början på sidan
|
Den här starflocken rör sig fram och tillbaka, hela tiden väl sammanhållen, nästan som ett klot. Läs om hur de bär sig åt i svaret nedan. Förklaringen till stararnas starka sammanhållning kan vara den pilgrimsfalk som flera gånger faller ner från skyn för att fånga en stare. Falken tycks dock inte lyckas. Flockbildning hos fåglar och stimbildning hos fiskar anses vara en försvarsmekanism som gör det svårare för predatorer att angripa en enskild individ i den stora massan.
Pilgrimsfalkar störtdyker mot sitt byte från hög höjd. De styr fallet med vingarna, men flyger inte. Dess hastighet ligger då, enligt olika uppskattningar, någonstans mellan 250 och 400 km/tim. Därmed är pilgrimsfalken det snabbaste av alla djur. Notera dock att det rör sig om fritt fall, inte aktiv flygning. From YouTube, courtesy of greenkert. Anders Lundquist |
|
Varför är starar så synkroniserade (samtidiga) vad det gäller den flygande flockens rörelser? Även vissa vadare vänder, svänger i flykten på ett synbarligen gemensamt "kommando".
Det finns studier som visar att fåglarna i en flock anpassar sina egna manövrer efter den "våg" som fortplantar sig i flocken då till exempel alla svänger. Det ser fantastiskt ut när stora starflockar manövrerar till synes synkront (samtidigt). Om de i stället hade väntat med sin egen manöver tills dess att närmsta grannen vänder så hade inte reaktionstiden varit tillräcklig för att förklara hela flockens synkrona vändning. I stället följer de alltså vågen av manövrer och är därmed beredda att göra den egna manövern precis när vågen anländer till den egna positionen i flocken. Förklaringen kallas för "chorus line"-modellen för flockmanövrering. 2001, 2012.
Anders Hedenström
Till början på sidan
|
Videon visar flygande gäss. Den översta gåsen vänder sig upp och ner, flyger i detta läge en stund, sjunker då och vänder sig sedan åter på rätt köl i flykten. Notera att den håller kvar huvudet i upprätt läge, vilket innebär att kroppen vrids 180 grader i förhållande till huvudet. Man vet inte varför gäss gör sådana manövrar. From YouTube, courtesy of Hans de Konig, Lodewijk van Eekhout and the Flight Artists Project at Wageningen University. |
|
En äldre släkting till mig påstår sig ha sett en filmsnutt där en gås flög "på ryggen", alltså med kroppen vänd upp och ner, men huvudet rättvänt! Jag har ytterst svårt för att föreställa mig att detta skulle vara möjligt, både med utgångspunkt från fysikaliska lagar och anatomiska förutsättningar. Kan fåglar flyga "på ryggen" eller inte?
Många fåglar kan flyga kortare sträckor upp och ner. De tenderar dock då att sjunka neråt. Beteendet kan iakttagas hos bland annat andfåglar, fiskgjusar och korpar. Man vet inte varför de gör så. Gäss som flyger upp och ner kan faktiskt hålla huvudet rättvänt.
Flygplan kan också flyga upp och ner. Piloten vänder då upp planets nos så att vingarna vinklas och luftströmmen träffar vingarnas översidor, som ju nu är vända neråt. Luftströmmen som träffar vingarna ger då upphov till en uppåtriktad kraft, som håller planet uppe. Motståndet blir dock större, eftersom vingarnas profil är konstruerad för rättvänd flygning. Motorn måste därför klara av att arbeta med större effekt.
Inga fåglar kan dock flyga upp och ner kontinuerligt under längre sträckor. Det finns flera orsaker till det. Vingarnas profil är inte anpassad för upp-och-ner-vänd flykt. Fåglarnas flygmotor utvecklar dessutom avsevärt mindre effekt då de flyger upp och ner. De mycket kraftiga bröstmusklerna, som normalt sänker vingarna, står nämligen för hela fågelns lyftkraft, utom hos kolibrierna, se nedan. De muskler som normalt höjer vingarna är mycket mindre och smalare och skulle inte kunna hålla fågeln uppe särskilt länge vid upp-och-ner-vänd flykt.
Korpar ägnar sig ofta åt luftakrobatik. Enligt en uppgift flög en korp mer än 800 meter upp och ner. Kolibrier kan flyga upp och ner, baklänges och dessutom stå stilla i luften, hovra. De utnyttjar emellertid inte samma flygmekanismer som andra fåglar. Deras flygmetod påminner delvis om insekternas. Kolibrier kan vrida vingarna så att översidan pekar neråt och utvecklar, märkligt nog, lyftkraft när vingarna rör sig uppåt, inte bara när de rör sig neråt. 2015.
Anders Lundquist
Till början på sidan
Åh vad bra med en sådan här sida. Jag är lärare i en förskoleklass. Där arbetar vi med fåglar. En elev ställde en fråga. Varför stannar inte flyttfåglarna söderut, där det är varmt, i stället för att komma tillbaka på våren?
De fåglar som flyttar söderut på hösten gör det, därför att det annars skulle bli ont om föda. Det finns till exempel inga flygande insekter att fånga på vintern. Söderut finns det föda året runt.
Men på sydliga breddgrader finns det många andra fåglar som alltid lever där. Därför är konkurrensen om födan större där. På våren och försommaren är det, å andra sidan, gott om föda på våra nordliga breddgrader och där finns få konkurrerande fåglar, som äter upp den. Därför kan det vara bra att flytta dit under den tid när fåglarna behöver som mest föda, nämligen då honorna ska bilda ägg och då ungarna sedan ska matas efter kläckningen.
Hur började då fåglar att flytta? Började fåglar från nordliga breddgrader flytta söderut eller började fåglar från sydliga breddgrader flytta norrut? Man tror att det var bådadera, kanske med en övervikt av nordliga fåglar. En del flyttfåglar härstammar således från nordliga stannfåglar, andra från sydliga stannfåglar.
Man kan mäta djurs transportkostnader, det vill säga energiåtgången per mil. Denna kostnad motsvarar kostnaden i liter bensin per mil för en bil. En skillnad är att djur förbrukar bränsle i form av sitt i kroppen lagrade fett, inte bensin. En annan skillnad är att djur går, flyger eller simmar, de rullar inte. Det har aldrig utvecklats några djur med hjul. Detta beror på att naturen inte är slät och jämn som en asfalterad väg. I naturens ojämna terräng är det bättre att ha ben än hjul.
Åter till transportkostnaden. Märkligt nog har man funnit att det kostar mer att gå eller springa än det gör att flyga. Man har också funnit att större djur har en lägre transportkostnad än små, mätt per kilo kroppsvikt. Många flyttfåglar är små. Men tack vare att de flyger kan de ändå förflytta sig långa sträckor, utan att tanka energi, det vill säga utan att äta. Små däggdjur flyttar aldrig söderut på hösten. Med all sannolikhet beror det på att de skulle behöva äta alltför ofta och på att de inte kan nå lika höga hastigheter som flygande fåglar.
De små däggdjuren har två sätt att klara vintern. Om deras naturliga föda är tillgänglig på vintern klarar de sig, gärna under snötäcket, där temperaturen är högre än ovanför det. Dessa djur kan till exempel äta frön, rötter och andra växtdelar. Exempel är många smågnagare.
Om djurens naturliga föda är svårtillgänglig på vintern, kan en del djur gå i dvala och leva på i kroppen lagrat fett. Ett exempel är igelkotten. Fladdermössen lever på flygande insekter, som inte är tillgängliga på vintern. De flesta av dem går i dvala. Men några flyttar söderut, något som är möjligt tack vare att de kan flyga.
Läs om hur flyttfåglar orienterar sig och om djur som går i äkta vinterdvala på andra sidor. 2013, 2014.
Anders Lundquist
Till början på sidan
 |
En mängd backsvalor (Riparia riparia) sitter på ledningstrådar. Kanske är det snart dags att flytta söderut? I Sverige flyttar de huvudsakligen under perioden från mitten av augusti till början av september. Läs på en annan sida hur om hur fåglar låser fötterna när de sitter på en gren eller en ledningstråd. Courtesy of G. B. Sjatillo from Encyclopedia of Life under this CC License. |
|
Hörde nyligen att alla svalor flyger söderut efter sommaren samtidigt. Hur är det med det?
Nej, svalorna flyttar definitivt inte samtidigt. Man kan konstatera detta genom att ta del av statistiken från Falsterbo fågelstation på antalet räknade hussvalor och ladusvalor. Man ser då att flyttning sker under 2-3 månader. Båda arterna flyttar dock huvudsakligen under veckorna kring månadsskiftet augusti till september. Svalorna har en biologisk årstidsklocka, en så kallad cirkannuell klocka, som ger dem information om när det är tid att flytta. Men klockan är inte så exakt att de flyttar samma dag. Dessutom kan andra faktorer än klockan, till exempel vädret, med största sannolikhet ändra flyttningstiden. Det finns också data som antyder att mutationer i gener som ingår i klockmekanismen kan ändra flyttningstiden. 2015.
Anders Lundquist
Till början på sidan
Till "Svar på frågor"
|
