Fuglenes flugt — et mirakel
AF „VÅGN OP!“-KORRESPONDENT I AUSTRALIEN
EN MENNESKEMÆNGDE samler sig ved foden af den skotske middelalderborg Stirling Castle for at blive vidne til en sensationel begivenhed. Oppe på taget står en italiensk alkymist som har bekendtgjort at han vil flyve til Frankrig ved hjælp af et sæt specielt fremstillede vinger som er tæt besat med fuglefjer.
Nu springer han! — og hvor lander han? Ved foden af borgen, med brækket lårben! Sådan endte i det sekstende århundrede et forsøg på at gøre fuglene deres mirakuløse flyvekunst efter.
Fuglenes flugt har til alle tider haft en dragende virkning på mennesker. For omkring tre tusind år siden sagde en vågen iagttager at han undrede sig over „ørnens vej på himlen“, han ’fattede den ikke’. — Ordsp. 30:18, 19.
I lange tider forestillede mange sig at hvis blot mennesker var udstyret med fuglefjer som vinger, og baskede med dem i luften — så ville de flyve. Men i løbet af det sidste par hundrede år er man begyndt at forstå at fuglenes evne til at flyve skyldes at de på langt mere forunderlig vis end man før har anet, er udrustet specielt til dette. At fuglene er så enestående udstyret til at flyve, fremgår både af deres fjer, vingernes og kroppens form, musklernes specialiserede natur og knoglernes bygning, og selvfølgelig også af fuglenes instinkter, som sætter dem i stand til at beherske de mange forskellige faktorer der spiller ind under flyvningen. Vi mennesker har lært meget af fuglene; vi har endda opfundet maskiner der, om end på en kluntet og ubehændig måde, efterligner deres flugt gennem luften. Men vi er trods alt ikke indrettet til at flyve som fuglene.
Behovet for at flyve
Til gengæld er flyvningen jo heller ikke en livsbetingelse for os, som den er for de fleste fugle. Fuglene er meget aktive og har brug for store mængder føde. For eksempel slår deres hjerte mellem 200 og 1000 gange i minuttet, og deres legemstemperatur ligger mellem 39 og 44 grader. Man har anslået at en almindelig mursejler under normal jagtflyvning kan flyve 12 til 14 timer om dagen med en hastighed på omkring 65 kilometer i timen. I den tid hvor den fodrer sine unger kan den tilbagelægge næsten 1000 kilometer om dagen.
Visse fugle kan, i kortere perioder, komme op på utrolige hastigheder. Det vides at falke har dykket med en hastighed på 290 kilometer i timen. I Indien har man noteret pighalesejlere for hastigheder på omkring 320 kilometer i timen.
Når man ser fuglene bevæge sig så ubesværet gennem luften, kan man ikke lade være med at spørge sig selv: Hvordan gør de det? Hvordan bærer de sig ad med at blive oppe i luften?
Flyvningens hemmelighed
På trods af at vi ikke kan se luften omkring os, ved vi at den kan virke med ret stor kraft når den er i bevægelse. En storm kan rykke træerne op med rode og løfte tagene af husene. Når en luftstrøm bevæger sig omkring en fuglevinge, vil vingens særlige krumning betyde at luften giver en opdrift der er stærk nok til at modvirke tyngdekraften og forhindre at fuglen falder ned. Uden en sådan luftstrøm ville fuglen falde til jorden som en sten.
Vingens „krumme“ tværsnit betyder at luftstrømmen har længere vej at tilbagelægge langs oversiden end den har langs undersiden. Når den bevæger sig langs oversiden, skal den derfor så at sige ’skynde sig for at nå det’.
Den længere vej og den højere hastighed langs oversiden bevirker at luften bliver „tyndere“ over vingen end under vingen. Der opstår altså et undertryk. Samtidig opstår der under vingen et overtryk, som vil øve et opadgående pres. Dette giver den nødvendige opdrift. Det er noget lignende der sker når man drikker gennem et sugerør. Når man suger, gør man luften inde i sugerøret tyndere end luften udenfor. Man skaber et undertryk. Da det normale lufttryk udenfor er større, vil det presse væsken op i sugerøret.
På lignende måde vil luften øve et opadgående tryk på undersiden af en vinge. Under flyvningen må fuglen dog også bruge nogle af sine kræfter til at overvinde den normale luftmodstand der opstår når et legeme bevæger sig gennem luften.
De fleste fugle letter ved at springe op i luften og slå med vingerne. Når man betragter dem, ser det måske ud som om de bare basker med vingerne. Men en nærmere undersøgelse viser at denne manøvre ikke er så enkel endda. Ved nedslaget (der samtidig er lidt bagudrettet) er vingerne udstrakte og fjerene tæt samlede, hvorved der kommer så meget luft som muligt under vingerne. Efter nedslaget trækker fuglen vingerne fremad og opad med spredte fjer, sådan at luften kan passere ind mellem fjerene. Vingerne trækkes også tæt ind mod kroppen, så luftmodstanden holdes nede på et minimum.
Vingeslagene giver både opdrift og fremdrift nok til at overvinde luftmodstanden og komme op i hastighed. Disse vingeslag kan sammenlignes med svømmetagene ved „butterflysvømning“. Svømmerens arme drejer i skulderleddet, idet han kaster armene frem gennem luften og derefter trækker dem tilbage gennem vandet. Fuglens flugt er imidlertid langt mere kompliceret, for samtidig med at vingen drejer i leddet skal bevægelserne af dens forskellige dele være nøje afpasset efter hinanden.
Jo hurtigere fuglen flyver, jo større opdrift vil der komme fra den luftstrøm der passerer vingerne. Man har udregnet at en due bruger fem gange så meget energi når den letter, som den gør når den er nået op på en jævn flyvehastighed.
For de fleste større fugles vedkommende er det øgede vingefang ikke tilstrækkeligt til at modvirke fuglens større vægt og den stærkere luftmodstand som gør sig gældende, især når fuglen letter. Nogle af disse fugle, for eksempel pelikanen, løber nogle skridt langs jorden for at få tilstrækkelig fart på til at kunne lette. Andre, såsom gribbene, springer op på en stolpe, i et træ eller på et stakit; derfra hopper de op i luften, og får ved faldet luft nok under vingerne til at kunne flyve videre.
Den tungeste fugl der kan flyve, er trompetersvanen, som kan veje op til 18 kilo. Det er begrænset hvor meget de tunge fugle kan slå med vingerne, i betragtning af de kræfter dette kræver. Dette begrænser dog ikke deres flyveegenskaber; de er tværtimod mestre i en anden form for flyvning.
Stigning og glideflugt
De større fugle kan flyve i timevis og tilbagelægge lange distancer næsten uden at bevæge vingerne, på grund af den måde hvorpå de udnytter strømningerne i luften. Vi kan illustrere dette med noget vi alle kender til. Når man holder hånden over en varm overflade, mærker man at der stiger varm luft op. Noget lignende sker når solen opvarmer jorden; der stiger varm luft op. Nogle områder bliver varmere end andre, afhængigt af overfladens art. Det får luften til at stige til vejrs over de opvarmede områder, selv om man på jorden føler at luften står helt stille. Man bruger udtrykket „termiske opvinde“; man kunne også sammenligne dem med ringformede luftbobler. Sådanne strømninger vides at kunne stige til en højde af tre kilometer.
En opvind eller opdrift kan også fremkomme når vinden møder en bakke eller en bjergside. Den tvinges da til vejrs, og luftstrømningen fortsætter opad forbi toppen af bjerget eller bakken.
Når en fugl finder en opdrift der stiger hurtigere end fuglen ville dale, kan den så at sige „ride“ på denne luftbølge; som regel stiger den i spiral for at holde sig inden for den opadgående luftstrøm. Dens udspredte vinger virker som et sejl. På denne måde kan fuglen stige højt til vejrs næsten uden at bruge kræfter på det.
Denne stigningsteknik kan fuglene også udnytte når de skal tilbagelægge vandrette distancer. Oppe i højderne breder fuglen sine vinger helt ud og udnytter alle andre overflader til det yderste, hvorefter den i langsom glideflugt bevæger sig ned mod jorden som et svæveplan. De bedste „svæveflyvere“ i fugleriget kan ved glideflugt tilbagelægge en vandret distance der er 20 gange så lang som den lodrette højde hvorfra de begynder.
Svævefugle som gribbe, måger, pelikaner, høge og ørne kan tilbagelægge umådelig lange afstande med ganske ringe anstrengelser; de udnytter en opdrift til stigning, hvorefter de langsomt svæver ned mod jorden indtil de undervejs møder en anden opdrift de kan udnytte. Blot ved at ændre vingernes stilling kan de holde sig svævende i samme højde i en opdrift, eller på et sekund skifte fra glideflugt til stigning. Der findes fuglearter som på denne måde kan opnå en gennemsnitshastighed på 50 til 80 kilometer i timen og flyve hele dagen, samtidig med at de sparer de fleste af deres kræfter. Man kan som regel genkende fugle der benytter sig af denne form for flyvning; de stiger i en spiral og skifter så til glideflugt i en lang og skrå linje nedad.
Stormfugle som albatrossen er eksperter i at flyve i kraftig blæst på åbent hav. Med vinden i ryggen kan albatrossen højt oppefra påbegynde en lang glideflugt ned mod vandet; hurtigere og hurtigere går det, og lige nogle få meter over havoverfladen vender den sig op mod vinden og bliver nu båret opad af blæsten i et lidt langsommere tempo. Så vender den sig igen, og begynder forfra. Ved at regulere afstandene i de enkelte dele af dette forløb, kan fuglen „rejse“ i en hvilken som helst retning den ønsker. Med denne teknik kan en albatros i lange perioder ad gangen flyve med en hastighed af 80 til 110 kilometer i timen. Den eneste anstrengelse det kræver af den, er at den holder vingerne udbredte og fra tid til anden bevæger dem op og ned en gang eller to.
Eftersom fuglene bruger ret store mængder energi når de slår med vingerne, benytter de større fugle sig af vindene til stigning og glideflugt i den udstrækning det er muligt. De slår kun med vingerne hvis de skal fra én gren til en anden i et træ, eller hvis de skal have hjælp til at få luft under vingerne når de letter. De større fugle bruger kun et til tre vingeslag i sekundet, mens de fleste sangfugle bruger vingerne dobbelt så hurtigt. En kolibri, der kun er fem centimeter lang og ikke vejer mere end tre gram, kan slå med vingerne 60 til 70 gange i sekundet. Den kan holde sig svævende på samme sted i luften, som en helikopter, og den er den eneste fugl der kan flyve baglæns.
Vending og landing
Fuglene viser en forbløffende evne til at manøvrere i luften. De kan vende ved at lade den ene vinge slå lidt hurtigere end den anden. Dette vil samtidig betyde at fuglen løftes i den ene side, så den kan dreje skarpt. Heri spiller også halefjerene en rolle. Disse kan desuden medvirke til at holde fuglen i ligevægt, og de kan om nødvendigt benyttes til at bremse med. Den behændighed fuglene viser når de farer frem og tilbage i luften, stryger forbi grene og kviste og undgår at støde ind i hinanden, viser at de i sandhed er mestre i flyvekunsten.
Fuglene er udstyret med alt hvad der skal til for at gennemføre de utroligste landinger i perfekt stil. En fugl må tage hensyn til sin flyvehøjde, hastighed og retning foruden eventuelle vinde, for at den ikke skal ramme jorden med et bump eller trille omkuld når den lander. Visse større fugle løber et par meter hen ad jorden når de lander, for at holde balancen.
Med så stor dygtighed anvender fuglene deres vinger og halefjer til at nedsætte hastigheden og styre landingsmanøvren, at de kan lande på en gren eller kvist næsten uden at denne rører sig. Dette er noget af en akrobatisk bedrift når man tænker på hvilken hastighed fuglene nærmer sig landingsstedet med. Undertiden slår fuglene endda med vingerne i modsat retning for at nedsætte deres fart hurtigt.
Vidunderligt skabt
Når man undersøger fuglenes skeletkonstruktion og fjerdragt, ser man meget tydeligt at de er skabt til at flyve. Overarmsknoglen er fastgjort til skulderleddet, og underarmen består af to knogler, spoleben og albueben. Knoglerne er således forbundet at de frit kan bevæge sig op og ned og desuden kan dreje. Brystbenet er ikke fladt som hos os, men har en fremskudt „kam“, som kølen på et skib. Det betyder at de meget stærke og specialiserede flyvemuskler på begge sider af brystbenet har et ret stort område at være fastgjort til.
Selve knoglerne har den helt ideelle udformning. De fleste af dem er tynde rør, der dog for de større fugles vedkommende er let afstivede på indersiden. Knoglerne udgør således et let, men meget stærkt skelet. Hele skelettet hos en fregatfugl med et vingefang på to meter, vejer i nogle tilfælde ikke mere end 110 til 120 gram. De større knogler har også luftfyldte hulrum. Fra disse hulrum kan lungernes iltforsyning suppleres når det er nødvendigt på grund af fuglens store legemsaktivitet.
Også fjerene er vidunderligt skabt. En fugl kan have mellem 2000 og 6000 fjer. Fjeren består af et hult skaft, hvorfra der udgår hundreder af stråler, og fra disse igen hundreder af bistråler, som er hægtet sammen med ganske små kroge. Man har anslået at en enkelt duefjer på omkring 15 centimeter har cirka 990.000 bistråler, og millioner af småkroge. Alle disse stråler og kroge passer nøjagtigt sammen, sådan at fjeren danner en yderst effektiv og lufttæt overflade, der samtidig er let, varmeisolerende og vandtæt. Tilsammen giver fjerene en betydelig forøgelse af vingernes areal, uden at vægten derved forøges ret meget.
Svingfjerene falder i tre kategorier. De største svingfjer, håndsvingfjerene, findes langs vingespidserne og er meget betydningsfulde både for almindelig horisontal flyvning og for den flyvning der foregår ved at fuglen slår med vingerne. Hos rovfuglene indsnævres håndsvingfjerene omtrent på midten. Dette sætter øjensynlig fuglene i stand til at bevæge sig stejlt opad, hvorved de bedre kan udnytte strømningerne i luften. Armsvingfjerene er fastgjort til fuglens underarme, og fjerene af tredje orden er fastgjort til overarmen. Alle disse kategorier har stor betydning i forbindelse med fuglens flugt.
Mirakel eller tilfældighed?
Selv et begrænset kendskab til fuglenes flyveteknik giver anledning til visse overvejelser. Mennesker har, efter adskillige tiår med forsøg, grundig forskning og dygtigt gennemførte analyser, været i stand til at efterligne nogle få elementer i denne flyveteknik. Men for blot tilnærmelsesvis at kunne gøre det samme som fuglene kan pr. instinkt, skal mennesker dog stadig bruge højt udviklede instrumenter. Mennesker kan fremstille svæveflyvere, jetmaskiner, og nu overlydsfly, men de har aldrig helt nøjagtigt kunnet efterligne fuglenes vingeslag, som både kan give fremdrift og opdrift. Hvordan er fuglene blevet til, og hvordan har de lært at flyve — en teknik der er så indviklet et samspil af faktorer?
Nogle hævder at fugle på en eller anden måde har udviklet sig fra krybdyr, hvis skæl langsomt er blevet til fjer. Fossilet af en fortidsfugl kaldet Archaeopteryx, som havde tænder og en lang, kraftig hale, er udråbt til at være „det manglende led“. Men der er nogle kritiske punkter som mange overser. Krybdyrene er koldblodede og ofte træge i bevægelserne, hvorimod fuglene er varmblodede og hører til de mest aktive af alle dyr. For at de kan flyve skal mange faktorer være til stede samtidig, og de skal være koordineret på rette måde.
Det er værd at lægge mærke til at Archaeopteryx allerede havde fuldt udviklede vinger med en fuldt færdig fjerdragt (ikke skæl der var halvt udviklet til fjer), foruden at den havde særlige fødder der kunne gribe om en gren eller lignende. Størrelsen af hovedet og hjerneskallen passer til en fugl, og slet ikke til et krybdyr. Archaeopteryx har ikke udviklet sig fra krybdyr til fugl.
Nej, fuglenes evne til at flyve kan ikke skyldes en tilfældighed. Undersøgelserne giver overbevisende vidnesbyrd om at den er af guddommelig oprindelse. Alt ved fuglene — deres strømlinjede kroppe, de store og lette vinger, den særlige skeletkonstruktion, og instinkterne der sætter dem i stand til at klare den komplicerede opgave at flyve — vidner om at der findes en Skaber, et ophøjet Fornuftvæsen der står langt over mennesket. Ja, vi bør tilskrive denne Skaber, Jehova Gud, æren for det mirakel som fugleflugt er. — Sl. 148:1, 7, 10.
[Diagram på side 16]
(Tekstens opstilling ses i den trykte publikation)
De kræfter der indvirker på en fuglevinge
Opdrift
Luftmodstand
Luftstrøm
Tyngdekraft
[Diagram på side 17]
(Tekstens opstilling ses i den trykte publikation)
Termisk opvind
Glideflugt
Termisk opvind