Ein Vogelflügel ist gleichzeitig leicht, stabil und biegsam. Er besteht aus verschiedenen Teilen, die sich beim Fliegen ineinanderfügen, verbiegen oder verdrehen. Die unterschiedlichen Flügelgrössen und -formen widerspiegeln die verschiedenen Lebensweisen der verschiedenen Vogelarten.

Vogelflügel und Menschenarme sind homolog, haben sich im Laufe der Entwicklung aber verschieden ausgebildet, so dass ihnen heute ganz unterschiedliche Aufgaben zukommen. Vögel besitzen nur 3 Finger. Die Handschwingen sind an der Hand verankert, die Armschwingen am Vorderarm, die Schirmfedern am Ellbogen und der Daumenfittich am Daumen.

Um sich in der Luft fortzubewegen, schlägt der Vogel mit den Flügeln. Beim Aufschlag weichen die Handschwingen auseinander, was den Luftwiderstand verringert und somit den Aufschlag erleichtert.

Durch den Abschlag erhält der Vogel Auftrieb. Die Handschwingen liegen dabei flach aneinander und bilden eine glatte Fläche.

DAS GROSSGEFIEDER

Die Steuer- oder Schwanzfedern sind besonders beweglich. Sie stabilisieren den Vogel im Flug und erlauben zusammen mit den Flügeln das Ausführen von Wendemanövern. Beim Landen dienen sie dem Abbremsen.

Den Schwungfedern kommt beim Fliegen die wichtigste Rolle zu: Sie verleihen Vor- und Auftrieb. Den Vortrieb erhalten die Vögel durch den Abschlag der Handschwingen. Der Auftrieb ist vor allem durch die Armschwingen gewährleistet. Die innersten Armschwingen bilden eine kleine Gruppe und werden auch Schirmfedern genannt.

Der Daumenfittich (Alula) besteht aus kleinen Federn, die am Daumen verankert sind. Beim Langsamflug, insbesondere beim Landen, erlauben sie dem Vogel, in der Luft das Gleichgewicht zu halten.

Bei den Arm- und Handdecken handelt es sich um kleine Federn, die zwischen dem Flügelvorderrand und den Schwungfedern liegen. Sie verleihen dem Flügel die aerodynamische Form.

Die Schulterfedern auf der Oberseite und die Achselfedern auf der Unterseite schliessen im Flug die Lücke zwischen dem Körper und dem inneren Flügelrand.

Beim Ordnen und Glätten des Gefieders fetten die meisten Vögel ihre Federn mit einem Sekret aus der Bürzeldrüse ein. Dadurch wird das Gefieder wasserdicht und bildet eine gute Wärmeisolation.

DER KORMORAN

Das Gefieder des Kormorans ist wasserdurchlässig. So gelangt beim Tauchen Wasser zwischen die Federn, welches die enthaltene Luft verdrängt und damit den Auftrieb verringert. An Land kann sich der Kormoran schnell wieder trocknen, da die Federn wasserabstossend sind: Nach dem Tauchgang setzt sich der Kormoran auf einen Pfahl oder einen Felsblock und öffnet die Flügel, um sie trocknen zu lassen. Manchmal werden sie dabei heftig geschüttelt.

Der Kormoran ist ein Fischfresser. Er lebt vor allem in Meeresnähe, entlang der Küsten oder an Flussmündungen. Er brütet in Kolonien auf Felssimsen oder auf Bäumen. Das Gelege besteht aus 3 länglichen Eiern. Beide Eltern brüten und helfen bei der Junganaufzucht. Die Jungen werden nach 2 Monaten flügge und erst nach 3 Monaten unabhängig.

ZUM FLIEGEN GEBOREN

Die ganze Anatomie eines Vogels widerspiegelt seine vollkommene Anpassung an die Fortbewegung in der Luft. Die Pneumatisation eines Teiles des Skelettes verringert das Gewicht und gewährleistet dennoch eine hohe Stabilität. Das Brustbein bietet den gewaltigen Flugmuskeln den nötigen Halt und die leichten und geschmeidigen Federn bilden Tragflächen und geben dem Vogel Auftrieb.

Ein männlicher Waldkauz wiegt durchschnittlich 540 Gramm. Die leistungsfähige Muskulatur wiegt 306 g, die inneren Organe wiegen 140 g, das Skelett und die Federn lediglich 40 bzw. 53g.

 
DER WALDKAUZ

Der Waldkauz ist eine europäische Eulenart, die sich vorwiegend von waldbewohnenden Kleinsäugern ernährt. Das Weibchen legt meist 2-4 weisse Eier in eine Baum- oder Felshöhle. Die Bebrütung des Geleges dauert 28-30 Tage und erfolgt nur durch das Weibchen. In den ersten 3 Wochen nach dem Ausschlüpfen werden die Jungen vom Weibchen gehudert und gefüttert. Das Männchen bringt derweil die Nahrung herbei. Im Alter von etwa 30 Tagen verlassen die Jungvögel das Nest noch bevor sie fliegen können. Sie verbringen die nächsten Tage im Geäst und werden von den Eltern noch gefüttert. Nach rund 3 Monaten werden sie unabhängig.

Während sehr viele Insekten fliegen können, gibt es unter den Wirbeltieren neben den Vögeln nur einige Säugetiere der Ordnung der Fledertiere, die zu einem aktiven Flug befähigt sind. Einige andere Tierarten vermögen dank besonderen flügelähnlichen Gebilden zu gleiten.

Der Flughund ist eine grosse asiatische Fledermaus, die sich von Früchten ernährt. Wie alle Fledertiere besitzt der Flughund eine Flughaut, die zwischen den 4 stark verlängerten Fingern seiner Hand und den Füssen aufgespannt wird.

Der insektenfressende Abendsegler gehört zu den europäischen Fledermäusen. Der Flügelschlag ist so ausgeprägt, dass sich die Flügelspitzen beim Abschlag fast berühren. Bei 7 bis 8 Flügelschlägen pro Sekunde kann der Abendsegler 50 km/h erreichen.

Der Temminck-Gleitflieger ist ein baumbewohnendes Säugetier, das in Asien lebt. Er kann sich mit erstaunlicher Geschwindigkeit von Baum zu Baum bewegen. Die Flughäute erlauben ihm bis zu 70 Metern zu gleiten.

Beim Flugdrachen handelt es sich um eine kleine Echse, die die Wälder Sumatras bewohnt. Um zu gleiten entfaltet er die Hautmembranen an den Körperseiten. Dann springt er ab und landet etwas weiter unten auf dem selben Baum. Schliesslich klettert er am Stamm entlang wieder hinauf und sucht dabei Insekten.

Bei Insektenflügeln handelt es sich nicht um umgeformte Gliedmassen wie bei den Vögeln oder Fledermäusen, sondern um Hautausstülpungen. Die Flügelfläche wird beim Fliegen nicht verändert und ausserdem besitzen die meisten Insekten 4 Flügel.

Der Schwalbenfisch lebt in warmen Meeren. Um seinen Feinden zu entkommen, schnellt er aus dem Wasser und gleitet mit Hilfe seiner ausgebreiteten Brustflossen in der Luft

Schon sehr früh versuchten Menschen den Vögeln nachzueifern. In der griechischen Mythologie kam Ikarus auf seinem Flug der Sonne zu nahe, so dass das Wachs, welches die Federn seiner selbst gebauten Flügel zusammenhielt, schmolz.

Leonardo da Vincis (1452-1519) grosser Wunsch war, den Menschen das Fliegen zu ermöglichen. Während seines ganzen Lebens befasste er sich mit diesem Thema. Er arbeitete ständig an Entwürfen und zeichnete unter anderem den Ornithopter, den Fallschirm und den Hubschrauber. Leonardo hat aber sein Ziel nie erreicht; es fehlten ihm sowohl geeignete Baumaterialien als auch die nötige Technik, um seinen Traum zu verwirklichen.

Beim Segelflug schlagen die Vögel nicht mit den Flügeln. Alleine durch die Fluggeschwindigkeit und durch das Ausnutzen von Luftströmen erhalten sie an den ausgebreiteten Flügeln genügend Auftrieb. Über dem Boden fliegende Gleiter nutzen die Warmluftsäulen, in denen sie sich spiralenförmig hochschrauben. Gleitende Vögel über dem Meer profitieren vom über dem Wasser herrschenden Wind und vermögen sich stundenlang ohne Flügelschlag in der Luft zu halten.

Beim Schlagflug werden die Flügel auf- und abwärts bewegt und so gleichzeitig Vor- und Auftrieb erzeugt. Die Flügel bewegen sich regelmässig und stossen dabei die Luft nach unten und nach hinten.

Die Flügelform bestimmt den Flugtyp. So ist der Vogelflug verschiedener Arten ab unterschiedliche ökologische Ansprüche angepasst.

Die Federn der Schleiereule besitzen eine filzige Oberfläche. Die äusseren Handschwingen sind kammartig ausgebildet, wodurch die Fluggeräusche gedämpft werden.

Der Grünspecht ist ein Waldbewohner. Mit seinen kurzen, abgerundeten Flügeln kann er schnelle Richtungsänderungen durchführen und sanfte Landungen auf Bäumen vornehmen.

Die Flügel des Grünfinks sind breit und abgerundet. Sie erlauben ihm einen wendigen Flug über kurze Distanzen.

Kolibris leben vorwiegend in Südamerika. Sie sind auf den Rüttelflug an Ort und Stelle spezialisiert und vermögen sogar rückwärts zu fliegen. Sie können mit den Flügeln bis zu 78 mal pro Sekunde schlagen und ernähren sich sich von Blütennektar oder von Insekten.

Einige Vogelarten haben die Flugfähigkeit verloren und sind an einen Lebensraum angepasst, in welchem die Flügel keine Bedeutung mehr haben. Es handelt sich um schwere Vögel mit kräftigen Beinen. Die bekanntesten unter ihnen sind Strauss, Kasuar, Emu und Nandu, aber auch der Galapagos-Kormoran (Nannopterum harrisi), der Takahé (Notornis mantelli) auf Neuseeland, der Kagu (Rhynoclakos jubatus) in Neu-Kaledonien usw.

Der Fleckenkiwi bewohnt die Strauchfarnwälder Neuseelands. Er besitzt keinen Schwanz und lediglich Stummelflügel und bewegt sich mit seinen für einen Laufvogel typisch kräftigen Beine immer nur am Boden fort.

Das Pampashuhn lebt in den Pampas Südamerikas. Obwohl es Flügel besitzt, bleibt es praktisch immer am Boden. Nähert sich eine Gefahr, verschwindet es lautlos oder es versteckt sich in der dichten Bodenvegetation. Wird es von einem Feind überrascht, fliegt es schnell auf und landet ebenso schnell wieder in der schützenden Vegetation.

Der Südpolpinguin brütet in der Antarktis. Er ist flugunfähig und benützt seine Flügel als Flossen, wobei er beim Tauchen 45 km/h erreichen kann.

Im Querschnitt sehen die Flügel aller Vögel etwa gleich aus. Vorne sind sie abgerundet und werden gegen hinten immer schmäler. Diese aerodynamische Form erlaubt ihnen, die Luft zu durchschneiden, ohne dabei Wirbel zu verursachen.

Der Auftrieb ist durch die gewölbte Flügelform gewährleistet: Die Luft strömt schneller über die konvexe Flügeloberseite als über die konkave Unterseite. Dies führt zu einem Sog nach oben und somit zu Auftrieb.

Der Körper eines Vogels ist so aerodynamisch gebaut, dass die Luft ohne Wirbelbildung an ihm vorbeigleiten kann. Hier ein Alpensegler im Profil.

Die Abwärtsbewegung der Flügel wird durch zwei gewaltige Brustmuskeln ermöglicht. Diese machen mehr als 15% des Gesamtgewichtes eines Vogels aus. Die anderen Flugmuskeln heben oder drehen die Flügel und sind viel kleiner.

Dieser Mäusebussard vermag hauptsächlich dank seiner grossen Brustmuskeln zu fliegen (hier ein grosser rechter Brustmuskel). Trizeps und Bizeps dienen dazu, die Flügel auszubreiten oder zusammenzuziehen. Verschiedene Sehnen halten die Schwungfedern in der richtigen Stellung.

DAS GEWICHTSPROBLEM

Das spezifische Gewicht der meisten Wirbeltiere ist ungefähr 1 und liegt damit in der Nähe desjenigen von Wasser. Das spezifische Gewicht der Vögel liegt bei 0,6. Da sie also rund 40% leichter sind als Wasser, sind sie der Schwerkraft in geringerem Masse ausgesetzt.

Ein Fünftel des Körpervolumens der Vögel wird von Luftsäcken, welche mit den Lungen in Verbindung stehen, eingenommen. Die Luftsäcke dienen zur Verringerung der Dichte und zur Bereitstellung der benötigten Menge an Sauerstoff.

Das Gewicht des Vogelskelettes wird durch die vielen Hohlräume in den Knochen verringert. Diesen Knochen fehlt das Mark; man nennt sie pneumatisierte Knochen.

Dieser Oberarmknochen eines Höckerschwans zeigt auf einer Seite das Innere eines pneumatisierten Knochens, auf der anderen Seite die Verbindung des Atemapparates mit den Hohlräumen.