Tajemnice ptasiego lotu

RBq4qxvWDEi4r

Na fotografii widoczny jest lecący gołąb miejski. Ma on szarą, owalną głowę z dużymi ciemnymi oczami, ciemnobrązowy ogon, niebieską szyję, szary tułów, szeroko rozłożone jasne skrzydła z ciemnymi zakończeniami oraz krótkie pomarańczowe kończyny tylne.

1. Opór powietrza i siła nośna

Powietrze stawia opór obiektom poruszającym się względem niego. Opór jest tym silniejszy, im większa jest prędkość poruszającego się obiektu. W celu zmniejszenia oporu powietrza zwykle szybko poruszające się obiekty mają opływowy kształt, z wydłużoną przednią częścią. Takie kształty mają szybkie samochody, samoloty i pociągi rozwijające dużą prędkość (np. pendolino). Opór powietrza bywa też użyteczny. Wykorzystujemy go na przykład przy skokach spadochronowych.

Na ptaka w locie działają dwie siły: przyciąganie ziemskie i siła nośnasiła nośnasiła nośna. O sile nośnej decyduje różnica ciśnień powietrza nad i pod skrzydłem. W czasie lotu ciśnienie pod skrzydłem zwiększa się, a nad skrzydłem maleje. Siła nośna działa od dołu w górę. Siła ta powstaje z powodu różnicy prędkości, z jaką powietrze opływa skrzydło od góry i od dołu. Aby powstała, ptak musi być w ruchu. Dlatego duże ptaki, np. łabędzie, muszą wziąć rozbieg przed startem. Dopiero wówczas na ich skrzydła działa siła nośna.

2. Budowa ptaków i zdolność lotu

Ptaki dostosowały swoją budowę wewnętrzną do potrzeb lotu tak, aby zminimalizować masę ciała. Szkielet ptaków jest bardzo lekki i składa się z wielu drobnych kości. Posiadają one duże jamy wypełnione powietrzem (jamy pneumatyczne) połączone z układem oddechowym. Jednak nie wszystkie kości mają taką budowę. Kości czaszki, miednicy i przedramienia nie posiadają jam pneumatycznych. Ogromne znaczenie ma także opływowy kształt ciała ptaków. Ich żebra i mostek są spłaszczone oraz zaopatrzone w grzebień, który jest miejscem przyczepu mięśni odpowiedzialnych za latanie. Istotną rolę odgrywa też pokrywa z piór.

Pióro jest zbudowane z takiej samej substancji jak nasze paznokcie. Jego oś stanowi pusta w środku rurka zwaną stosiną. Na boki wyrastają z niej promienie, a z nich mniejsze odgałęzienia – promyki. Promyki mają malutkie haczyki, dzięki którym łączą się ze sobą, tak samo jak rzepy, tworząc elastyczną płaszczyznę. Możesz to sprawdzić na dowolnym piórze ze skrzydeł lub ptasiego ogona. Można rozerwać płaszczyznę pióra i łatwo na powrót zahaczyć o siebie promyki. Ptaki często to robią, wygładzając dziobem pióra, które uległy potarganiu.

Zwykle najbliżej ciała znajdują się pióra puchowepióra puchowepióra puchowe. Nie mają haczyków, są miękkie i puszyste. Pełnią one funkcję izolacyjną, utrzymując stałą temperaturę ciała niezależnie od temperatury otoczenia. Ponad nimi znajdują się pióra okrywowepióra okrywowepióra okrywowe, które nadają opływowy kształt i gładkość ciałom ptaków, pozwalając przede wszystkim zmniejszyć opór powietrza. Najdłuższe i najmocniejsze pióra znajdują się w kilku rzędach na skrzydłach. To lotkilotkilotki, które tworzą płaszczyzny umożliwiające lot. Pióra w ogonie zwane sterówkamisterówkisterówkami umożliwiają ptakom zmianę kierunku lotu. U dzięciołów stanowią też dodatkową podpórkę, gdy ptak siedzi pionowo na pniu.

Ptaki poruszają się w powietrzu na dwa sposoby. Pierwszy polega na aktywnym, energicznym ruchu skrzydeł, który pozwala szybko poruszać się do przodu w celu wytworzenia siły nośnej wznoszącej ptaka. Drugi sposób to szybowanie bez poruszania skrzydłami. Większość ptaków stosuje go w trakcie lądowania albo obniżania wysokości lotu. Duże ptaki potrafią szybować przez długi czas, umiejętnie wykorzystując prądy wznoszące ciepłego powietrza i unikając wysiłku związanego z ruchem skrzydeł. W ten sposób latają na przykład bociany, myszołowy lub sępy.

Ciekawostka

U wszystkich papugowych, gołębiowatych i czapki występują pióra pudrowe. Ptaki rozkruszają je dziobem w puder, którym pokrywane są inne pióra, by były czyste i suche. Jerzyki posiadają pióra szczeciniaste ulokowane wokół dzioba, które ułatwiają chwytanie owadów. Niezwykle fantazyjne i kolorowe są pióra ozdobne, które mają znaczenie w czasie godów oraz przy rozpoznawaniu płci i wieku ptaków.

R1ZHPfv8grFyb

Na fotografii widoczna jest para amadyńców, siedząca na gałęzi. Jeden z nich ma zielony grzbiet, żółto‑fioletowy brzuch, żółto‑niebieski kark oraz czerwono‑czarną głowę z masywnym, pomarańczowym dziobem. Drugi przedstawiciel posiada identyczne ubarwienie z wyjątkiem całej czarnej głowy z żółtym dziobem.

1

Ćwiczenie 1

RXXNtSYz3MpPi

(Uzupełnij).

Wskazówki i klucze odpowiedzi

Pokaż podpowiedź

Niektóre gatunki ptaków dużą część życia przebywają w wodzie, mimo to z łatwością mogą wzbijać się w powietrze.

Ry7MBXQ58ykBn

Zdjęcie przedstawia samca kaczki krzyżówki. Ptak ma zieloną głowę i brązowo‑białe‑czarne ciało.

Pokaż odpowiedź

Pióra ptaków wodnych są pokryte warstwą tłuszczu, co zapewnia ich wodoodporność. Takie przystosowanie sprawia, że ptaki te mogą łatwo wzbić się w powietrze, mimo że przed chwilą pływały w zbiorniku wodnym.

Rycg8QdTkn2Sr

Zdjęcie przedstawia samca kaczki krzyżówki wznoszącego się do lotu. Ptak ma zieloną głowę i brązowo‑biały tułów oraz skrzydła.

Podsumowanie

• Przystosowania ptaków do lotu obejmują: opływowe kształty ciała, kończyny przednie przekształcone w skrzydła, pneumatyczne kości (wypełnione powietrzem, dzięki czemu ciała ptaków są lżejsze) i worki powietrzne.

• Pióra mają różną budowę i pełnią odmienne funkcje: puch pozwala utrzymać odpowiednią temperaturę, pióra okrywowe nadają opływowy kształt, a lotki i sterówki zwiększają powierzchnię nośną i pozwalają ustalić kierunek lotu.

• Siła nośna powstaje z powodu różnicy prędkości, z jaką powietrze opływa skrzydło od góry i od dołu, a o jej wielkości decyduje różnica ciśnień powietrza nad i pod skrzydłem. Działa od dołu w górę.

Praca domowa

Słowniczek

Zadania