Neue Studie: Lungenmechanik von Greifvögeln verbessert Flugleistung

BerlinVögel wie Fischadler, Adler und Geier können ohne Flügelschlag lange Zeit in der Luft bleiben, indem sie aufsteigende Luftströme nutzen. Wissenschaftler haben nun eine weitere Methode entdeckt, die diese Vögel anwenden, um effizienter zu fliegen: Sie nutzen ihre Lungen. Ein internationales Forscherteam unter der Leitung der Biologin Emma Schachner von der Universität Florida hat dies herausgefunden und die Studie wurde im Fachjournal Nature veröffentlicht.

Vögel atmen anders als Säugetiere. Während Säugetiere denselben Weg zum Ein- und Ausatmen nutzen, haben Vögel Lungen, in denen die Luft in eine Richtung strömt, unterstützt von Luftsäcken. Einer dieser Luftsäcke, der subpectorale Divertikel (SPD), verstärkt die Kraft der Flugmuskeln.

Wichtige Erkenntnisse aus der Forschung:

• Vogellungen besitzen Luftsäcke, die beim Fliegen helfen.
• Ein besonderer Luftsack namens SPD verbessert die Fähigkeit zum Segelflug.
• SPD kommt nur bei Segelfliegern vor.

Eine CT-Untersuchung eines Rotmilans führte zufällig zur Entdeckung des SPD. Schachner bemerkte eine große Ausbuchtung zwischen den Pectoralis- und Supracoracoideus-Muskeln, die für das Flügelschlagen entscheidend sind. Sie vermutete, dass dieser Sack dem Milan beim Gleiten hilft.

Schachner und Andrew Moore von der Stony Brook University untersuchten 68 Vogelarten. Sie fanden heraus, dass das SPD bei Vögeln, die mindestens sieben Mal pro Tag gleiten, vorkommen und bei Vögeln, die nicht gleiten, fehlt. Das zeigt, dass SPD für den Gleitflug wichtig ist.

Schachner hat zusammen mit Karl Bates von der Universität Liverpool untersucht, wie die SPD Greifvögel beeinflusst. Sie erstellten ein Computermodell des Vogelkörpers. Das Modell zeigte, dass die SPD das Pectoralis-Muskel unterstützt, was dazu beiträgt, den Flügel stabil und gerade zu halten. Entfernten sie die SPD im Modell, verschlechterte sich der Flug der Vögel.

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Ihre Ergebnisse zeigen, dass die Luftströmungsmuster (SPD) für Vögel, die im Gleitflug unterwegs sind, von großer Bedeutung sind. Zudem haben sie herausgefunden, dass die Brustmuskulatur dieser Vögel anders beschaffen ist als die von Vögeln, die nicht gleiten. Diese Unterschiede ermöglichen es den gleitenden Vögeln, eine größere Kraft zu entwickeln.

Diese Entdeckung revolutioniert unser Verständnis der Verbindung zwischen Bewegung und Atmung. Wir wussten bereits, dass Bewegung den Vögeln bei der Atmung hilft. Nun zeigt sich, dass die Lungen auch den Bewegungsablauf der Vögel beim Fliegen in großer Höhe beeinflussen.

Die Forscher stellten fest, dass das SPD keine weiteren Anwendungen hat. Sie beobachteten CT-Scans eines ruhigen Rotschwanzbussards während der Atmung. Dabei entdeckten sie, dass der Bussard auch dann noch atmen konnte, wenn der Luftsack kollabiert war. Außerdem konnte er die Öffnung und Schließung des Sacks selbstständig steuern.

Das Forschungsteam vermutet, dass die Lungen von Vögeln unbekannte Funktionen haben könnten. Vögel gibt es in vielen Arten, wie Strauße, Kolibris und Pinguine. Es ist möglich, dass ihre Lungen faszinierende Fähigkeiten besitzen, die bisher unentdeckt sind.

Die Studie wurde durch das Louisiana State University Forschungserweiterungsprogramm und die University of Florida Gatorade Auszeichnungszuteilung finanziert.