Eier und Geflügel machen einen bedeutenden Teil der Ernährung der Menschen aus. Auch Produkte aus Federn wie Kissen, Bettdecken oder daunengefütterte Mäntel sind weit verbreitet. Das Bewusstsein und die Begeisterung für unsere gefiederten Freunde nehmen in der ganzen Nation zu. Die Popularität der Fütterung von Wildvögeln hat sogar die Verbreitungsgebiete einiger Singvögel verändert. Aufgrund des geringen Fettgehalts von Puten- und Hühnerfleisch und der Faszination der Amerikaner, Gewicht zu verlieren, boomt die Geflügelindustrie zudem. Und welchem anderen Tier ist ein Tag gewidmet wie die Tradition des Truthahnbratens an Thanksgiving? Es ist klar, dass Vögel ein wichtiger und besonderer Teil unseres Lebens sind.

Aber was macht sie so einzigartig? Wie unterscheiden sie sich von den Tieren der anderen großen Klassen von Organismen? Und vor allem, wie unterscheiden sie sich von uns?

Position im Tierreich

Vögel bilden die Klasse Aves des Unterstamms Vertebrata, Stamm Chordata. Die Klasse Aves umfasst 28 Ordnungen, 163 Familien, 1.975 Gattungen und fast 10.000 Arten. Sie sind weltweit verbreitet, einschließlich der offenen Ozeane. Obwohl die meisten Vogelarten der Welt der Wissenschaft bekannt sind, wird jedes Jahr eine Handvoll neuer Vögel entdeckt. Die meisten dieser seltenen Vögel sind in abgelegenen Regionen der Welt zu finden.

Es wird allgemein angenommen, dass Vögel von zweibeinigen, echsenartigen Reptilien abstammen, die in der Jurazeit vor etwa 208 Millionen Jahren lebten. Vögel haben immer noch viele Ähnlichkeiten mit Reptilien, wie z. B. die Angewohnheit, Eier zu legen, den Besitz von Schuppen an Schnabel und Beinen und die Anordnung vieler innerer Strukturen.

Die drei höchsten Klassen von Wirbeltieren – Reptilien, Vögel und Säugetiere – haben ihre Fortpflanzung an das Landleben angepasst, vor allem durch die Entwicklung eines Eies, dessen Embryo von einer schützenden Membran, dem Amnion, umhüllt ist. Daher werden diese drei Klassen unter dem Begriff „amniota“ oder „amniotes“ zusammengefasst. „Von allen Tieren haben nur Vögel und Säugetiere die hohe, konstante Temperatur oder den Homöothermismus entwickelt, der eine energetische Aktivität in allen Lebensräumen und zu allen Jahreszeiten ermöglicht. Dies ist mehr als jeder andere Fortschritt, der diese beiden Klassen zu den dominierenden Wirbeltieren macht.

Vögel haben zahlreiche Merkmale, die sie von allen anderen Klassen von Organismen unterscheiden. Auch wenn nicht alle Vögel fliegen, so ergänzen doch viele dieser Merkmale ihre erstaunliche Anpassung an den Flug.

Federn

Alle Vögel haben Federn, von denen man weiß, dass kein anderes lebendes oder ausgestorbenes Tier sie hatte. Die Anzahl der Federn ist innerhalb einer Art relativ konstant, obwohl Vögel im Winter tendenziell mehr Federn haben als im Sommer. Kleinere Vögel haben in der Regel mehr Federn pro Quadratzoll als größere Vögel, obwohl sie insgesamt weniger Federn haben. Ein Rubinkehlkolibri mit einer relativ kleinen Oberfläche hat zum Beispiel etwa 940 Federn, während eine Kanadagans mit einer viel größeren Oberfläche 33.000 Federn hat.

Federn dienen vielen Zwecken, darunter Wärme, Schutz, Flug, attraktiver Schmuck für die Balz und Geschlechtserkennung. Die wärmeisolierende Wirkung von Federn ist so außerordentlich effektiv, dass sie es Vögeln ermöglicht, in Teilen der Antarktis zu leben, die für jedes andere Tier zu kalt sind.

Im Verhältnis zu ihrem Gewicht sind Federn schätzungsweise so stark wie die besten von Menschenhand hergestellten Materialien, die heute in der Luft- und Raumfahrtindustrie verwendet werden. Ihre Flexibilität ermöglicht es der breiten Hinterkante jeder großen Flügelfeder, sich bei jedem Abwärtsschlag des Flügels nach oben zu biegen. Dies entspricht der Steigung eines Propellerblatts, so dass jeder Flügelschlag sowohl für Auftrieb als auch für Vorwärtsdrang sorgt.

Es gibt gut dokumentierte Geschichten über Vögel, die ihre Federn absichtlich verschlucken. Haubentaucher zum Beispiel verschlingen Federn zu Hunderten. Fünfzig Prozent des Mageninhalts von Horn- oder Scheckentauchern können aus Federn bestehen. Dieses merkwürdige Verhalten scheint einen Zweck zu haben. Wissenschaftler glauben, dass die Wirkung des Magens bei diesen hauptsächlich Fisch fressenden Vögeln nicht ausreicht, um die verschluckten Knochen zu zerkleinern. Es wird angenommen, dass die Federn den Magen schützen, indem sie die scharfen Fischgräten abpolstern und den Verdauungsprozess verlangsamen, so dass sich die Gräten auflösen und nicht in den Darm gelangen. Diese Annahme wird durch die Beobachtung gestützt, dass der Zwergtaucher, der von allen Lappentauchern die wenigsten Fische verzehrt, auch die geringste Menge an Federn in seinem Magen ansammelt. Weitere Studien sind erforderlich, um diese Hypothese zu überprüfen.

Verschmelzung und Reduktion der Knochen

Vogelknochen sind weitgehend verschmolzen und daher in ihrer Anzahl reduziert. Vögel haben weder Zähne noch schwere Kiefer. Im Gegensatz zu Säugetieren, die nur einen einzigen Knochen haben, besteht der Unterkiefer von Vögeln aus fünf kleinen verschmolzenen Knochen. Außerdem sind die Knochen des Brust- und Beckengürtels sowie der Wirbelsäule miteinander verschmolzen, was als starres Gerüst für die Flugmuskeln, die Gliedmaßen und die Hauptflugfedern von Flügel und Schwanz dient. Vögel haben keine Schwanzwirbel. An den oberen Gliedmaßen sind die Handwurzel- und Mittelhandknochen weitgehend verschmolzen. Die Fingerknochen sind sowohl in ihrer Größe als auch in ihrer Anzahl reduziert; zwei von ihnen fehlen vollständig und zwei der drei anderen sind miteinander verschmolzen. Die Knöchel- und Fußknochen der Vögel sind ebenfalls verschmolzen und in ihrer Anzahl reduziert.

Hohle, dünne Knochen

Die Hauptknochen der meisten Vogelkörper sind dünn und hohl, während die meisten anderen Tiere dichtere, solidere Knochen besitzen. Das Skelett der Taube zum Beispiel macht nur 4 Prozent ihres gesamten Körpergewichts aus, während das Skelett eines Säugetiers von vergleichbarer Größe, wie zum Beispiel einer Ratte, fast 6 Prozent des gesamten Körpergewichts ausmacht.

Obwohl das Vogelskelett dünn und leicht ist, ist es auch sehr stark und elastisch. Das ist sehr hilfreich, da das Skelett der meisten Vögel bei der Luftakrobatik großen und plötzlichen Belastungen ausgesetzt ist. Interessanterweise haben die Flügel-, Bein- und Schädelknochen einiger großer Vögel, die sich in die Lüfte schwingen, interne, fachwerkartige Verstärkungen, ähnlich den Streben in Flugzeugflügeln.

Nicht alle Vögel haben solche hohlen Knochen. Um ihren Auftrieb zu verringern und das Tauchen zu erleichtern, haben einige tauchende Vögel, wie z. B. Seetaucher und Krabbentaucher, relativ feste Knochen.

Luftsäcke

Zusätzlich zu den Lungen besitzen Vögel ein zusätzliches System von Luftsäcken, die mit den Lungen verbunden sind. Diese Luftsäcke verzweigen sich oft im ganzen Körper und dringen häufig in die größeren Knochen des Körpers ein, um deren hohles Inneres auszufüllen. Dieses System von Luftsäcken trägt sicherlich zur Gewichtsreduzierung bei, aber es wird angenommen, dass es einen noch wichtigeren Beitrag leistet. Das Luftsacksystem scheint die Lunge als Kompressor zu ergänzen und die Sauerstoffausnutzung zu erhöhen.

Außerdem sorgen Luftsäcke bei Wasservögeln für Auftrieb. Schwimmende Arten haben besonders große Bauch- und Brustluftsäcke, deren Volumen zum Schwimmen oder Tauchen gesteuert werden kann.

Luftsäcke dienen auch als Kühlsystem für den schnellen, heißen Stoffwechsel der Vögel. Man schätzt zum Beispiel, dass eine fliegende Taube ein Viertel ihrer Luftaufnahme zum Atmen und drei Viertel zum Kühlen verwendet.

Nervensystem und Sinnesorgane

Vögel haben einen sehr hohen Stoffwechsel. Sie können dreißigmal so viel Energie verbrauchen wie Reptilien von ähnlicher Größe. Mehrere Faktoren tragen zu ihrem hohen Stoffwechsel bei. Von allen etwa einer Million Tieren auf der Erde haben Vögel die höchsten Betriebstemperaturen entwickelt. Ihre durchschnittliche Körpertemperatur liegt zwischen 42°-43,5°C (104°F und 110°F). Vögel leben ein intensives Leben, und ihr Stoffwechsel-„Motor“ ist immer warm und einsatzbereit.

Hinter der hohen Temperatur bei Vögeln stehen einige interessante anatomische und physiologische Raffinessen. Vögel ernähren sich nicht nur energiereich, sondern verfügen auch über eine Verdauungsausrüstung, die ihre Nahrung schnell, effizient und in großen Mengen verarbeitet. Früchte, die junge Zedernwachssänger fressen, durchlaufen ihren Verdauungstrakt in nur sechzehn Minuten. Andere Singvögel brauchen eine halbe bis zwei Stunden, um die Nahrung durch ihren Körper zu befördern.

Das Ausscheidungssystem der Vögel ist ebenfalls äußerst effizient und schnell. Ihre Nieren sind etwa doppelt so groß wie die von vergleichbaren Säugetieren. Außer bei Straußen gibt es keine Harnblase. Das Fehlen dieser Blase erleichtert den Flug, da der Urin nicht gespeichert wird und so das Gewicht reduziert wird. Vögel haben keine Harnröhre, über die sie ihren Urin ablassen können.

Das Herz-Kreislauf-System der Vögel ist äußerst leistungsfähig, so dass Vögel kardiopulmonale Belastungen aushalten können, die weit über das hinausgehen, was Säugetiere ertragen können. Wie Säugetiere haben Vögel ein Herz mit vier Kammern. Im Verhältnis zu ihrer Größe ist es jedoch groß, kräftig und sehr schnell schlagend. Der Höhenweltrekord für Vögel wird von einem Rüppell-Greif gehalten, der in fast 11.000 Metern Höhe in das Triebwerk eines Flugzeugs gezogen wurde. Obwohl der Geier zweifellos passiv schwebte, könnte kein Säugetier gleicher Größe in dieser Höhe genug Luft atmen, um bei Bewusstsein zu bleiben.

Vögel haben außerdem eine durchschnittlich doppelt so hohe Blutzuckerkonzentration wie Säugetiere. Dieser erhöhte Blutzuckerspiegel unterstützt eine größere Aktivität.

Das Atmungssystem der Vögel ist ein komplexes Netzwerk von Lungen und spezialisierten Luftsäcken. Dieses einzigartige System unterstützt ihren schnellen Stoffwechsel, indem es große Mengen an Sauerstoff liefert. Während die Lunge des Menschen etwa 5 Prozent des Körpervolumens ausmacht, macht das Atmungssystem einer Ente etwa 20 Prozent ihres Körpervolumens aus (2 % Lunge und 18 % Luftsäcke).

Vögel haben keine Schweißdrüsen und verlieren Wärme über ihr Atmungssystem und die freie Haut. Um sich abzukühlen, hecheln die meisten Vögel, was eine wichtige Form des Wärmeverlustes darstellt. Außerdem flattern viele, wenn nicht alle Vögel bei Hitzeeinwirkung mit dem Kehlkopf, was zu einem Wärmeverlust über die Kehlkopfschleimhäute führt. Dieses Kehlkopfflattern kann z. B. bei Hühnern 35 % des Wärmeverlustes ausmachen.

Schließlich haben Vögel ein hoch entwickeltes zentrales Nervensystem und schnelle Nervenimpulse. Vögel sind hochgradig visuelle Tiere; sie müssen es sein, um fliegen zu können. Wie wichtig die Augen der Vögel sind, zeigt sich schon an ihrer Größe: Von allen Tieren sind die Augen im Verhältnis zum Körper am größten. Einige Falken und Eulen haben Augen, die so groß sind wie menschliche Augen. Bei einigen Eulen machen die Augen bis zu einem Drittel des Gesamtgewichts des Kopfes aus. Bei Staren machen die Augen 15 Prozent des Kopfgewichts aus, beim Menschen ist es nur ein Prozent. In den meisten Aspekten ähnelt die Augenstruktur der Vögel derjenigen der Säugetiere. Die Augen von Vögeln können sich etwa zweimal so gut an das Licht anpassen wie die eines zwanzigjährigen Menschen.

Über die Schärfe des Sehens von Vögeln ist viel diskutiert worden. Im Allgemeinen scheint sie besser zu sein als die des Menschen, aber es gibt auch Ausnahmen. Ein Geier sieht etwa so scharf wie ein Mensch, während ein Huhn nur etwa ein Fünfundzwanzigstel so gut sieht wie der Mensch. Falken und Singvögel sehen etwa zweieinhalb Mal so scharf. Vögel scheinen auch bei schwachem Licht besser zu sehen als Menschen, was auf die Dichte der Rezeptorzellen in der Netzhaut zurückzuführen ist. Schleiereulen können ein Objekt in zwei Metern Entfernung bei einer Beleuchtungsstärke von 0,00000073 foot candles sehen. Dies entspricht der Fähigkeit eines Menschen, ein Objekt im Licht eines Streichholzes in einer Entfernung von einer Meile zu sehen.

Das Gehirn eines kleinen Sitzvogels wiegt etwa zehnmal so viel wie das einer Eidechse mit dem gleichen Körpergewicht. Die Gehirnhälften der Vögel sind groß und gut entwickelt, wie bei den Säugetieren, aber die Lage des komplexen Verhaltens im Großhirn ist bei beiden unterschiedlich. Das Gehirn eines Säugetiers wird von der oberen Schicht der Großhirnhemisphären dominiert, die eine hohe Lernfähigkeit aufweisen. Das Vogelgehirn wird von der mittleren Großhirnhälfte dominiert, der es an Lernfähigkeit mangelt. Säugetiere lernen also im Allgemeinen ihr Verhalten, während Vögel sich eher instinktiv und stereotyp verhalten. Dies ist wahrscheinlich die Grundlage für den bekannten Ausdruck „Vogelgehirn“.

Eierlegen

Alle Vögel legen Eier mit Schale und bebrüten sie außerhalb ihres Körpers. Die Größe der Eier reicht von 25 Zentimetern Länge bei Straußen bis zu nur 8,5 Millimetern bei Kolibris. Kleinere Vögel legen Eier, die im Verhältnis zum Körpergewicht mehr wiegen als die Eier von größeren Vögeln. Kolibris legen Eier, die 15 Prozent ihres Körpergewichts ausmachen, während Strauße Eier legen, die nur 2 Prozent ihres Körpergewichts ausmachen. Flugunfähige Kiwis legen nur ein einziges großes Ei, das 25 Prozent ihres Körpergewichts ausmachen kann.

Siehe auch Phylogenetische Beziehungen der Hauptgruppen.

Stephanie A. Lanoue

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