Ny studie: Fåglars speciella lungor förbättrar flygprestanda och underlättar flygning

StockholmFåglar som fiskgjusar, örnar och gamar kan hålla sig i luften länge utan att behöva slå med vingarna genom att använda stigande luftströmmar. Forskare har upptäckt en ny metod som dessa fåglar använder för att förbättra sin flygning: de använder sina lungor. Ett internationellt team lett av biologen Emma Schachner från University of Florida gjorde denna upptäckt, och deras studie publicerades i Nature.

Fåglar andas annorlunda än däggdjur. Däggdjur använder samma väg för att andas in och ut. Fåglar har lungor som behåller sin position, där luften strömmar i en riktning med hjälp av luftsäckar. En speciell luftsäck, kallad subpectoral diverticulum (SPD), ökar kraften i flygmusklerna.

Viktiga punkter från forskningen: Fåglars lungor har luftsäckar som underlättar flygning. En speciell luftsäck, kallad SPD, förbättrar förmågan att segla. SPD finns endast hos seglande fåglar.

En datortomografi av en rödstjärtshök ledde till en oavsiktlig upptäckt av SPD. Schachner noterade en stor utbuktning mellan pectoralis och supracoracoideus musklerna, som är viktiga för att fåglar ska kunna flaxa med vingarna. Hon antog att denna säck hjälper höken att segelflyga bättre.

Schachner och Andrew Moore vid Stony Brook University undersökte 68 fågelarter. De fann att SPD förekommer hos fåglar som svävar minst sju gånger och saknas hos fåglar som inte svävar. Detta tyder på att SPD är viktigt för svävande flykt.

Schachner samarbetade med Karl Bates från University of Liverpool för att studera hur SPD påverkar hökar. De skapade en datormodell av fågelns kropp. Modellen visade att SPD hjälper bröstmuskeln att fungera bättre, vilket håller vingen stadig och jämn. När de tog bort SPD i modellen, blev fågelns flygförmåga sämre.

Läs också:

Idag · 19:21

Verktyg för framtidsplanering löser utmaningarna med Coloradofloden

Deras resultat visar att SPD är viktigt för fåglar som glider i luften. De upptäckte också att bröstmusklerna hos dessa fåglar skiljer sig från dem hos fåglar som inte glider. Denna skillnad hjälper fåglarna att generera starkare kraft.

Denna upptäckt förändrar vår förståelse av sambandet mellan rörelse och andning. Vi visste redan att rörelse hjälper fåglar att andas bättre. Nu vet vi också att lungorna kan påverka hur dessa fåglar rör sig när de flyger högt.

Teamet upptäckte att SPD inte hade några andra användningsområden. De studerade CT-bilder av en lugn rödstjärtad vråk medan den andades. De fann att vråken kunde fortsätta andas även om luftsäcken var kollapsad. Den kunde dessutom själv kontrollera öppnandet och stängandet av säcken.

Forskargruppen misstänker att fåglars lungor kan ha funktioner som vi ännu inte känner till. Det finns många olika typer av fåglar, som strutsar, kolibrier och pingviner. Deras lungor skulle kunna utföra många fascinerande saker som vi ännu inte har upptäckt.

Studien finansierades av Louisiana State Universitys forskningsutvecklingsprogram och University of Floridas prisallokering för Gatorade.