Nieuw onderzoek: longmechanisme bij zwevende vogels verbetert vliegprestaties

AmsterdamVliegende Roofvogels Gebruiken Luchtstromen én Hun Longen

Roofvogels zoals visarenden, adelaars en gieren kunnen lange tijd in de lucht blijven zonder hun vleugels te hoeven slaan dankzij stijgende luchtstromen. Wetenschappers hebben een nieuwe techniek ontdekt die deze vogels toepassen om hun vlucht te verbeteren: ze gebruiken hun longen. Een internationaal team onder leiding van de bioloog Emma Schachner van de Universiteit van Florida maakte dit bekend, en hun onderzoek werd gepubliceerd in Nature.

Vogels ademen anders dan zoogdieren. Zoogdieren gebruiken dezelfde weg om in en uit te ademen. Vogels hebben echter longen die op één plek blijven, waarbij lucht in één richting stroomt, geholpen door luchtzakken. Een speciale luchtzak, de subpectorale divertikel (SPD), versterkt de kracht van de vliegspieren.

Belangrijke inzichten uit het onderzoek:

• Vogel-longen hebben luchtsacs die bijdragen aan het vliegen.
• Een specifiek luchtsac, de SPD, verbetert het vermogen om te zweven.
• De SPD komt alleen voor bij zwevende vogels.

Een CT-scan van een roodstaartbuizerd leidde per ongeluk tot de ontdekking van de SPD. Schachner zag een grote uitstulping tussen de pectoralis- en supracoracoideusspieren, die essentieel zijn voor het slaan van de vleugels. Ze vermoedde dat deze zak de buizerd helpt beter te zweven.

Schachner en Andrew Moore van de Stony Brook University onderzochten 68 vogelsoorten. Ze ontdekten dat SPD voorkwam bij vogels die minstens zeven keer zweven en ontbrak bij vogels die niet zweven. Dit toont aan dat SPD essentieel is voor zweefvluchten.

Lees ook:

Vandaag · 23:18

Olifantenzeehonden keren verbluffend terug na bijna uitsterving

Schachner werkte samen met Karl Bates van de Universiteit van Liverpool om te onderzoeken hoe de SPD invloed heeft op haviken. Ze ontwikkelden een computermodel van het lichaam van de vogel. Uit het model bleek dat de SPD de werking van de borstspier verbetert, waardoor de vleugel stabiel en horizontaal blijft. Toen ze de SPD uit het model verwijderden, verslechterde het vlieggedrag van de vogel.

Uit hun onderzoek blijkt dat SPD essentieel is voor vogels die door de lucht zweven. Ze ontdekten ook dat de borstspieren van deze vogels afwijken van die van vogels die niet zweven. Deze variatie stelt de vogels in staat om meer kracht te genereren.

Deze ontdekking verandert ons begrip van de relatie tussen beweging en ademhaling. We wisten al dat beweging vogels beter laat ademen. Nu blijkt dat de longen ook invloed hebben op hoe deze vogels bewegen wanneer ze hoog vliegen.

Het team ontdekte dat het SPD geen andere toepassingen had. Ze bestudeerden CT-scans van een rustige roodstaartbuizerd tijdens zijn ademhaling. Ze kwamen erachter dat de buizerd nog steeds kon ademen als de luchtzak was ingeklapt. Bovendien kon de vogel zelf het openen en sluiten van de zak regelen.

Het onderzoeksteam vermoedt dat de longen van vogels functies kunnen hebben die we nog niet kennen. Er zijn veel verschillende vogels, zoals struisvogels, kolibries en pinguïns. Hun longen zouden vele interessante dingen kunnen doen die we nog niet hebben ontdekt.

Het onderzoek werd gefinancierd door het Research Enhancement Program van Louisiana State University en de Gatorade Award Allocation van de Universiteit van Florida.