Fåglarnas flykt — ett mirakel

Från ”Vakna!”:s korrespondent i Australien

EN FOLKSKARA samlas utanför Stirling Castle i Skottland för att bevittna en sensationell händelse. Där på slottstaket står en italiensk alkemist som tillkännagett att han skall flyga till Frankrike med hjälp av specialkonstruerade vingar som är rikligt försedda med fågelfjädrar.

Han har startat! Men var landar han någonstans? Nedanför slottet med ett brutet lårben! Så slutade på 1500-talet ett försök att härma miraklet med fåglarnas flykt.

Människor har alltid varit fascinerade av fåglarnas flykt. För omkring tre tusen år sedan framhöll en som vaket iakttog världen omkring honom att ”örnens väg under himmelen” helt enkelt var för underbar för att han skulle förstå den. — Ords. 30:18, 19.

Många människor menade länge att om man bara hade fjädrar som en fågel och flaxade med vingarna, så skulle man kunna flyga. Under de två senaste århundradena eller däromkring har man emellertid kommit att inse att fåglar är mycket bättre utrustade för att flyga än man tidigare trott. Deras unika utrustning innefattar fjädrarna, vingarna med deras särskilda form, muskler av speciellt slag, kroppsformen, uppbyggnaden av benen i kroppen och naturligtvis den instinktiva förmågan att bemästra de många olika faktorerna vid flygning. Människan har lärt sig mycket av fåglarna, och hon har uppfunnit maskiner som på ett klumpigt sätt kan härma deras flykt. Men hon är helt enkelt inte utrustad för att flyga som de!

Behovet av att flyga

Människan behöver naturligtvis inte flyga för att överleva, även om de flesta fåglar behöver det. Fåglarna är mycket livliga djur som behöver stora mängder föda. Deras hjärtan slår till exempel mellan 200 och 1.000 slag i minuten, och kroppstemperaturen varierar mellan 39 och 44 grader Celsius. Man har beräknat att den vanliga tornsvalan kan flyga 12 till 14 timmar varje dag med en hastighet av omkring 65 kilometer i timmen i sin vanliga jakt efter föda. När denna fågel skaffar mat åt sina ungar, kan den tillryggalägga en sträcka på omkring 1.000 kilometer på en dag.

Under korta perioder kan vissa fåglar flyga med en enastående hastighet. Man känner till att falkar nått en dykhastighet på omkring 290 kilometer i timmen. I Indien har man hos svalor av familjen taggstjärtseglare mätt upp hastigheter på omkring 320 kilometer i timmen.

När man som iakttagare ser en fågel flyga så lätt, kan man inte låta bli att undra: Hur bär sig fåglarna åt? Hur lyckas de hålla sig kvar i luften?

Hemligheten med att flyga

Fastän vi inte kan se luften omkring oss, vet vi att den kan utveckla stor kraft, när den är i rörelse. Under en storm kan träd ryckas upp med rötterna och tak lyftas av från husen. Luft, som på liknande sätt rör sig runt de speciellt utformade fågelvingarna, skapar en uppåtriktad lyftkraft som är tillräckligt stor för att motverka tyngdkraften och hindra fågeln från att falla till marken. Utan påverkan av luft i rörelse skulle fågeln falla till marken som en sten.

En fågelvinge är utformad så att luften måste avverka en längre sträcka ovanpå vingen än under den. Luften på vingens översida rör sig därför snabbare för att ”hinna fatt”, så att säga.

På grund av den ökade hastigheten är luften ovanför vingen ”tunnare” än den är under. Den komprimerade ”tjockare” luften under vingen utövar större tryck och pressar fågeln uppåt och ger den nödvändiga lyftkraften. Något liknande händer när man dricker med ett sugrör. När man suger, tunnar man ut luften inuti röret. Luften utanför blir då ”tjockare” än inuti röret och pressar upp vätskan genom sugröret.

Den luft som träffar undersidan av fågelvingen bidrar också till att lyfta fågeln. Men samtidigt måste fågeln använda en del av sin kraft för att övervinna luftens bromsande inverkan.

För att en fågel skall komma upp i luften hoppar den vanligen upp och slår med vingarna. Först kan det tyckas som om fågeln bara flaxar med dem uppåt och neråt. Men när man undersöker det närmare, visar det sig att denna flaxande flykt är mycket mer invecklad. Fågeln för sina vingar neråt och bakåt med fjädrarna tätt slutna och vingarna utspända och pressar därmed undan så mycket luft som möjligt. Sedan för den vingarna framåt och uppåt med fjädrarna särade, så att luften kan passera mellan dessa. Vingarna dras också tätt intill kroppen så att luftmotståndet blir minimalt.

Vingrörelserna ger både den lyftkraft och den framdrivande kraft som behövs för att fågeln skall övervinna luftens bromsande inverkan och få upp hastigheten. Fågelns vingrörelse skulle kunna jämföras med det simtag en simmare tar vid ”fjärilsim”. Hans armar rör sig runt axelleden, när han kastar dem framåt genom luften och därefter drar dem tillbaka genom vattnet. Men att flyga är mycket mer komplicerat och innefattar förutom vingens roterande rörelser de relativa rörelserna i olika delar av den.

Ju fortare fågeln flyger, desto större lyftkraft ger luften som passerar runt vingarna. Man har beräknat att en duva använder fem gånger så mycket energi när den lyfter som när den uppnått jämn flykt.

Hos de flesta större fåglar är den ökade vingbredden ändå inte tillräcklig för att uppväga deras vikt och det större luftmotståndet, särskilt inte då de skall lyfta. En del av dessa fåglar, till exempel pelikanen, springer någon meter på marken för att få tillräcklig hastighet för att lyfta. Andra fåglar, bland annat gamarna, landar i ett träd eller på ett stängsel och får så, genom att hoppa ner, tillräcklig fart av tyngdkraften för att deras vingar skall bära dem.

Den tyngsta fågel som kan flyga är trumpetsvanen, vilken kan väga upp till 18 kilo. Tunga fåglar kan inte göra så många vingslag på grund av att detta kräver oavlåtlig ansträngning. Men det begränsar inte deras flygförmåga, eftersom de är mästare i att flyga på ett annat sätt.

Segelflykt och glidflykt

Stora fåglar kan flyga i timmar och tillryggalägga långa sträckor, och genom att utnyttja luftströmmarna behöver de knappast röra på vingarna. Vi kan ta ett exempel från det dagliga livet för att belysa vad dessa strömmar är för något. När man håller handen över ett hett föremål, känner man den varma luften som stiger uppåt. När solen på liknande sätt värmer upp jordytan, värms vissa områden upp mer än andra beroende på ytans beskaffenhet. Detta får luften ovanför området att stiga, och det bildas en kraftig luftström, även om det på marken kan tyckas som om allt är lugnt. Dessa uppvindar, som kallas ”termikvindar”, liknar bubblor av varm luft, och det har hänt att dessa har stigit ända till 3.000 meters höjd.

Uppvindar bildas också när vinden stöter på en höjd eller ett berg. Vinden tvingas uppför bergssidan, och denna luftrörelse fortsätter förbi bergstoppen.

När en fågel träffar på en uppvind som stiger med större hastighet än fågeln sänker sig, kan den ”rida” på den, vanligen i cirklar, för att hålla sig kvar i den stigande luften. Likt ett segel fångar de utspända vingarna upp vinden. Fåglar kan på så sätt vinna höjd praktiskt taget utan att anstränga sig. Denna sorts flykt kallas ”segelflykt”.

Besläktad med segelflykt är ”glidflykt”, vid vilken fågeln sänker sig med vingarna och de bärande ytorna utspända för att minska sjunkhastigheten. De skickligaste glidflygarna kan färdas en sträcka på omkring 20 gånger den höjd från vilken de började sänka sig.

Glidflygande fåglar som gamar, måsar, pelikaner, hökar och örnar kan färdas över väldiga områden med mycket liten ansträngning genom att stiga med hjälp av en uppvind och sedan glidflyga tills de når nästa. Med hjälp av vingrörelser kan de antingen segla på samma höjd i en uppvind eller också på ett ögonblick skifta från glidflykt till segelflykt. Vissa fågelarter kan färdas på detta sätt i hastigheter på 50 till 80 kilometer i timmen under större delen av dagen och hushållar på så sätt med sin energi. Man kan för det mesta lätt avgöra när fåglar använder detta sätt att flyga — de brukar nämligen kretsa en stund medan de stiger och så slå om till en lång, rak glidflykt.

Fåglar som till exempel albatrosserna är experter på att bemästra de kraftiga havsvindarna. Med vinden bakom sig påbörjar albatrossen en lång glidflykt mot vattenytan och ökar då hastigheten. Någon meter från vattnet vänder den upp mot vinden och lyfts upp av den. Fågeln vinner då höjd men förlorar hastighet. Därefter vänder den och börjar samma procedur på nytt. Genom att avpassa de sträckor som den tillryggalägger under denna procedur kan den förflytta sig i vilken riktning den vill. Med hjälp av denna teknik kan till exempel kungsalbatrossen långa stunder färdas med en hastighet av 80 till 110 kilometer i timmen. Den enda ansträngning fågeln måste göra är att hålla vingarna utspända och ibland slå med dem några gånger.

Eftersom det kräver mycket energi att slå med vingarna, seglar eller glidflyger stora fåglar så snart det är möjligt. De slår med vingarna i första hand när de förflyttar sig från gren till gren och när de skall lyfta. Dessa fåglar slår med vingarna endast en till tre gånger i sekunden, medan de flesta sångfåglar gör det ungefär dubbelt så fort. En kolibri som bara är 5 centimeter lång och endast väger 3 gram slår med vingarna 60 till 70 gånger i sekunden. Den kan sväva som en helikopter och är faktiskt den enda fågel som kan flyga baklänges.

Konsten att svänga och landa

Fåglarnas manövreringsförmåga i luften är häpnadsväckande. De kan svänga genom att slå snabbare med den ena vingen. Detta gör också att vingen lyfts upp, så att fågeln kan svänga mycket tvärt. Här är också stjärtfjädrarna av betydelse. De hjälper fågeln att hålla balansen och fungerar som broms när det behövs. Det sätt på vilket fåglarna pilar fram och tillbaka utan att kollidera med grenar och med varandra visar att de är verkliga mästare i luften.

När det gäller att landa har fåglarna allt som behövs för att göra nästan otroligt perfekta landningar. En fågel måste ta hänsyn till höjden, hastigheten, riktningen och eventuella luftströmmar, så att den inte slår i marken eller tippar över när den landar. Vissa tyngre fåglar måste springa någon meter för att hålla balansen.

Fåglarna använder skickligt vingarna och också stjärten för att nedbringa hastigheten och få kontroll över landningen, vilket gör att de kan slå sig ner på en gren, så att denna knappast rör sig. Detta är ett verkligt akrobatnummer, när man tänker på den hastighet med vilken de nalkas landningsplatsen. Ibland slår fåglarna med vingarna mot färdriktningen för att snabbt få ner hastigheten.

Förunderligt utformade

Att fåglarna är utformade för att flyga står helt klart, när man undersöker uppbyggnaden av benen i kroppen och även fjäderdräkten. De har en överarm som passar in i skulderleden och en underarm som består av två ben. Benen är så hopfogade att de kan röras fritt uppåt och nedåt och även vridas. Fågelns bröstben är inte platt som hos oss, utan format som kölen på en båt. Detta gör att de specialiserade och extremt kraftiga flygmusklerna är fästade på en stor yta på båda sidor om bröstbenet.

Själva benen i kroppen är idealiskt utformade. De består i huvudsak av rör med tunna väggar eller också är de, som hos en del större fåglar, förstärkta på insidan. Tack vare detta ger benen största möjliga stöd, medan de samtidigt är lätta. Hela skelettet hos en fregattfågel, som har en vingbredd på två meter, kan till exempel väga så litet som 110 gram. De större benen innehåller dessutom luftsäckar. Dessa säckar står i förbindelse med lungorna och utgör komplement till dessa, och när det behövs kan de förse fågeln med ett extra syretillskott i dess febrila verksamhet.

Fjädrarna är också förunderligt utformade. En fågel kan ha mellan 2.000 och 6.000 fjädrar. Varje fjäder är försedd med hundratals fanstrålar som grenar ut sig från ett ihåligt skaft, och varje fanstråle har hundratals bistrålar som förgrenar sig i många ytterst små så kallade hakar. Man har beräknat att en enda 15 centimeter lång duvfjäder har omkring 990.000 bistrålar och milliontals hakar. Alla dessa griper i varandra och bildar en ytterst effektiv lufttät ytbeklädnad som väger litet, håller kvar värmen och är vattentät. Fjädrarna ökar dessutom vingens yta i hög grad utan att göra den nämnvärt tyngre.

Det finns tre huvudtyper av vingfjädrar. De största, handpennorna, finns runt vingspetsarna och är av stor betydelse för styrningen i sidled såväl som vid den sorts flygning, där fågeln slår med vingarna. Handpennorna hos rovfåglar smalnar av ungefär halvvägs ut mot vingspetsen. Det är tydligen tack vare detta som dessa fåglar kan stiga i mycket brant vinkel i luften och på så sätt bättre utnyttja de naturliga luftströmmarna. Armpennorna är fästade vid underarmarna och dessutom finns vingtäckare som är fästade vid överarmen. Alla dessa typer av fjädrar spelar en betydande roll när fågeln flyger.

Mirakel eller blind slump?

Redan en hastig undersökning av fåglarnas flygförmåga gör att man måste stanna upp och tänka. Efter många årtionden av målmedveten formgivning, forskning och skarpsinniga analyser har människan till vissa delar lyckats imitera fåglarnas flygförmåga. Men hon måste förlita sig på raffinerade instrument för att göra det som fåglarna gör ännu bättre med hjälp av instinkt. Även om människan kan tillverka glidflygplan och numera även jetflygplan för överljudsfart, har hon inte exakt kunnat göra efter en fågelvinges flaxande, som ger både drivkraft och lyftkraft. Hur uppkom fåglarnas flygförmåga, med tanke på att den är beroende av så många invecklade faktorer?

Somliga påstår att fåglarna på något sätt utvecklades från reptilerna och att fjällen långsamt omvandlades till fjädrar. De hänvisar till fossilet av en urtidsfågel som kallas Archaeopteryx, som hade tänder och en lång benig svans, och menar att den är en ”felande länk”. Men då bortser man från ett antal tungt vägande synpunkter. Reptiler är kallblodiga och ofta tröga djur, medan fåglar är varmblodiga och tillhör de aktivaste djuren på jorden. Förmågan att flyga är beroende av att många olika faktorer kan samordnas.

Det är värt att lägga märke till att Archaeopteryx redan hade fullt utvecklade vingar med fullständig fjäderbeklädnad (inte fjäll som till hälften hade utvecklats till fjädrar) och att den hade speciella fötter som var väl avpassade för att den skulle kunna lyfta och landa. Den inbördes storleken hos huvudet och hjärnskålen är typisk för en fågel och helt annorlunda än för reptiler. Archaeopteryx kan därför inte ha utvecklats från en reptil till en fågel.

Förmågan att flyga kan sannerligen inte tillskrivas ren slump. En omsorgsfull undersökning ger övertygande bevis för att fåglarnas flygförmåga har gudomligt ursprung. Allting hos fåglarna — deras strömlinjeformade kroppar, deras stora, lätta vingar, den särskilda uppbyggnaden hos benen i kroppen och all den nödvändiga instinkt som behövs för att behärska den komplicerade flygkonsten — vittnar om en intelligent formgivare som är människan vida överlägsen. Ja, det är endast honom, Jehova Gud, som vi bör bevisa vår vördnad för miraklet med fåglarnas flykt. — Ps. 148:1, 7, 10.

[Diagram på sidan 21]

(För formaterad text, se publikationen)

luft i rörelse

lyftkraft

bromsande kraft

tyngdkraft

de krafter som påverkar en fågelvinge

[Diagram på sidan 22]

(För formaterad text, se publikationen)

termiska uppvindar

glidflykt

termiska uppvindar