Sendu inn spurningu

Hér getur þú sent okkur nýjar spurningar um vísindaleg efni.

Hafðu spurninguna stutta og hnitmiðaða og sendu aðeins eina í einu. Einlægar og vandaðar spurningar um mikilvæg efni eru líklegastar til að kalla fram vönduð og greið svör. Ekki er víst að tími vinnist til að svara öllum spurningum.

Persónulegar upplýsingar um spyrjendur eru eingöngu notaðar í starfsemi vefsins, til dæmis til að svör verði við hæfi spyrjenda. Spurningum er ekki sinnt ef spyrjandi villir á sér heimildir eða segir ekki nægileg deili á sér.

Spurningum sem eru ekki á verksviði vefsins er eytt.

Að öðru leyti er hægt að spyrja Vísindavefinn um allt milli himins og jarðar!

=

Hvað getið þið sagt mér um beinabyggingu fugla og líffærastarfsemi?




Þar sem spyrjandinn biður um upplýsingar um mjög vítt og flókið svið í byggingu og líffærastarfsemi fugla mun höfundur þessa svars halda sig við lýsingu á þeim þáttum sem eru hvað helst frábrugðnir sambærilegum líffærum annarra hryggdýra.

Greinilega sést á líkamsbyggingu fugla að aðlögun að flugi hefur staðið yfir í tugmilljónir ára. Mest áberandi eru fjaðrirnar en þegar að er gáð má sjá að kröfum flugs hefur verið svarað í nánast öllum líkamskerfum fuglsins.

Beinagrind

Forfeður fugla voru þunglamalegar eðlur. Beinagrind fugla hefur því breyst mikið og þróast eftir þeim kröfum sem flugið gerir, og má þar nefna léttari byggingu beinanna og sveigjanleika þeirra. Hauskúpan er létt og samgróin í fuglum og fyrir alllöngu hurfu úr henni tennur og þungur kjálki en léttur og sterkur goggur kom í staðinn. Rófan sem einkennir skriðdýr er horfin og bringubeinið (stundum kallað "breast plate" á ensku eða brjóstplata) er óvenju fyrirferðamikið enda um nokkur samgróin bein að ræða. Bringubeinið er með stóran kjöl (e. keel) en við það tengjast stærstu og sterkustu vöðvar fuglsins, brjóstvöðvarnir, sem stjórna vængjaslætti hans og gefa honum þann kraft sem þarf til að fljúga. Hjá ófleygum fuglum eins og strútum og emúum er bringubeinið hlutfallslega mun minna og að formi ólíkt bringubeini fleygra fugla. Þó telja dýrafræðingar að áar ófleygra fugla hafi áður fyrr haft stórt og áberandi bringubein enda hafi þeir verið fleygir.

Þar sem vængir fugla nýtast þeim aðeins til flugs hefur goggurinn tekið við hlutverki framfóta, svo sem til að tína upp fæðu, til snyrtingar, til að berjast með og svo framvegis. Því eru hálsliðir fugla mun sveigjanlegri en hálsliðir annarra hryggdýra og þeir hafa fleiri hálsliði en önnur hryggdýr. Mið- og neðri hryggjarliðirnir eru flestir meira og minna samgrónir sem gerir beinagrindina stinnari. Hauskúpan er létt og þunn en mikill samruni beina hefur orðið í höfðinu.

Þrátt fyrir að bein fugla séu léttari en bein annarra hryggdýra eru þau firna sterk og er það sérstæðri byggingu þeirra að þakka. Innan í þeim eru eins konar kraftsperrur eða burðargrindur, líkt og í mörgum járnburðarvirkjum sem menn hafa smíðað, og ljáir það beinunum mikinn styrk og léttleika.

Meltingarkerfið

Ýmsir þættir í meltingarkerfi fugla eru ólíkir því sem þekkist í meltingarfærum spendýra. Í fyrsta lagi skortir fugla tennur eins og kom fram hér á undan. Í öðru lagi er meltingarkerfi þeirra aðlagað því að innbyrða og nýta sér sem mesta fæðu á sem stystum tíma. Reyndar er ofát varasamt fyrir flesta fugla þar sem þeir geta ekki hafið sig til flugs strax á eftir og eru þá berskjaldaðir fyrir rándýrum. Ýmsar lausnir á þessu hafa komið fram í þróuninni. Meðal ránfugla er meltingin óvenju hröð og geta þeir fullmelt kjötmáltíð á fáeinum klukkustundum. Sama gildir um fjömargar fuglategundir sem lifa á regnskógasvæðum og nærast á ávöxtum. Rannsóknir á ýmsum tegundum hafa staðfest að aðeins 20-30 mínútum eftir að hafa úðað í sig ávöxtum voru fuglarnir farnir að drita fræjum - sem raunar er mikilvægt fyrir dreifingu marga jurta víða í heiminum. Fræ fjölmargra plantna spíra ekki nema hafa farið í gegnum meltingarveg fugla.

Fuglar hafa tvo eiginlega maga. Sá fyrri nefnist sarpur (latína proventriculus) og þar er fæðan brotin niður með meltingarensímum. Seinni maginn nefnist fóarn (l. ventriculus) og er afar vöðvaríkur. Fóarnið mylur harða fæðu með vöðvasamdrætti og gegnir því sambærilegu hlutverki og tennur spendýra. Þekkt er meðal fugla að gleypa steinvölur sem enda í fóarninu og hjálpa þeim við að mylja fæðuna. Fuglategundir sem lifa á jurtum og fræjum virðast hafa mun öflugri fóörn en kjöt- og fiskætur.

Smágirni fugla eru sambærileg við smágirni spendýra en eru þó hlutfallslega styttri. Uppsog fæðu á sér stað á þessum stað og meltingarensímum frá gallblöðu og brisi er seytt inn í smágirnin á sambærilegan hátt og hjá spendýrum. Stórgirnið gegnir sama hlutverki hjá fuglum og spendýrum, að taka upp vökva. Það er einnig hlutfallslega styttra í fuglum.

Meltingarvegurinn endar svo í sameiginlegu þvag-, æxlunar- og þarfagangsopi sem nefnist á fræðimáli cloaca. Slík tilhögun á úrgangs- og æxlunaropi þekkist einnig meðal annarra hryggdýra nema hjá spendýrum. Þar hefur orðið aðskilnaður á milli þarfagangsops (endaþarmsop) og þvag- og æxlunarops.

Öndunarfæri

Eitt af megineinkennunum á öndunarfærum fugla eru loftsekkir sem liggja út frá lungunum á nokkrum stöðum. Það byggingarlag miðar að því að létta fuglana líkt og ýmis önnur atriði í líffærakerfum þeirra, enda þurfa fuglar að vera léttir til að flug sé mögulegt. Loftbelgir þessir eru einnig ákaflega gott kælikerfi þar sem efnaskiptahraði fugla er mun meiri en hjá spendýrum af sambærilegri stærð. Samvirkni loftsekkjanna og lungnanna veldur því að súrefnisupptaka lungnanna er mun skilvirkari en í spendýralungum, sem um leið gerir efnaskiptin eins hröð og mögulegt er. Virknin er þannig að súrefni flæðir aðeins í eina átt inn í loftsekkina sem veldur því að það loft sem flæðir inn í lungun er ferskt og hefur hátt súrefnisinnihald. Rúmmál lungnanna breytist ekki við öndun líkt og hjá spendýrum. Loftið sem fuglar anda að sér fer um lungun tvisvar og liggur þar galdurinn við ákaflega árangursríka súrefnisupptöku hjá þeim enda er flug ákaflega orkufrekt ferli. Rannsóknir sýna að hlutfallslegt rúmmál lungna hjá fuglum er allt að fjórum sinnum meira en hjá spendýrum.

Heimildir og myndir:

Útgáfudagur

29.4.2003

Spyrjandi

Ína Sigurðardóttir, f. 1989

Höfundur

Jón Már Halldórsson

líffræðingur

Tilvísun

Jón Már Halldórsson. „Hvað getið þið sagt mér um beinabyggingu fugla og líffærastarfsemi?“ Vísindavefurinn, 29. apríl 2003. Sótt 12. desember 2019. http://visindavefur.is/svar.php?id=3373.

Jón Már Halldórsson. (2003, 29. apríl). Hvað getið þið sagt mér um beinabyggingu fugla og líffærastarfsemi? Vísindavefurinn. Sótt af http://visindavefur.is/svar.php?id=3373

Jón Már Halldórsson. „Hvað getið þið sagt mér um beinabyggingu fugla og líffærastarfsemi?“ Vísindavefurinn. 29. apr. 2003. Vefsíða. 12. des. 2019. <http://visindavefur.is/svar.php?id=3373>.

Chicago | APA | MLA

Sendu inn spurningu
eða

Vísindadagatalið

Kristín Norðdahl

1956

Kristín Norðdahl er dósent í náttúrufræðimenntun við deild faggreinakennslu á Menntavísindasviði HÍ. Rannsóknir hennar beinast m.a. að hugmyndum leikskólabarna um náttúruna og hvernig má bregðast við þeim í skólastarfi.