Munat ja siipikarja muodostavat merkittävän osan ihmisten ruokavaliosta. Samoin höyhenistä valmistettuja tuotteita, kuten tyynyjä, peittoja tai untuvavuorattuja takkeja, käytetään laajalti. Tietoisuus ja intohimo höyhenpeitteisiä ystäviämme kohtaan on lisääntynyt koko kansakunnan keskuudessa. Luonnonvaraisten lintujen ruokkimisen suosio on itse asiassa muuttanut useiden yleisten laululintujen levinneisyysalueita. Lisäksi siipikarjateollisuus kukoistaa, koska kalkkunan- ja kananlihan rasvapitoisuus on alhainen ja koska amerikkalaiset ovat kiinnostuneita laihduttamisesta. Ja mille muulle eläimelle on omistettu sellainen päivä kuin kiitospäivän kalkkunanpaistoperinteelle? On selvää, että linnut ovat tärkeä ja erityinen osa elämäämme.

Mutta mikä tekee niistä niin ainutlaatuisia? Miten ne eroavat muiden suurten eliöluokkien eläimistä? Ja mikä tärkeintä, miten ne eroavat meistä?

Sijoitus eläinkunnassa

Linnut kuuluvat luokkaan Aves, joka kuuluu alaluokkaan Vertebrata, heimoon Chordata. Luokkaan Aves kuuluu 28 järjestystä, 163 sukua, 1 975 sukua ja lähes 10 000 lajia. Niiden levinneisyys on maailmanlaajuinen, myös avomeren alueella. Vaikka tiede tuntee suurimman osan maailman lintulajeista, kourallinen uusia lintuja löydetään edelleen joka vuosi. Useimmat näistä harvinaisista linnuista löytyvät maailman syrjäisiltä alueilta.

Yleisesti uskotaan, että linnut polveutuvat kaksijalkaisista, liskon kaltaisista matelijoista, jotka elivät jurakaudella noin 208 miljoonaa vuotta sitten. Linnuilla on yhä monia yhtäläisyyksiä matelijoihin, kuten tapa munia, nokassa ja jaloissa olevat suomut ja monien sisäisten rakenteiden järjestys.

Kolme korkeinta selkärankaisten luokkaa – matelijat, linnut ja nisäkkäät – ovat sopeuttaneet lisääntymisensä maaelämään suurelta osin siten, että ne ovat kehittäneet munan, jonka alkiota ympäröi suojakalvo, jota kutsutaan nimellä amnion . Siksi nämä kolme luokkaa ryhmitellään termillä ”amniota” tai ”amniotit”. ”Kaikista eläimistä vain linnut ja nisäkkäät ovat kehittäneet korkean ja tasaisen lämpötilan eli homeotermian, joka mahdollistaa energisen toiminnan kaikissa elinympäristöissä ja kaikkina vuodenaikoina. Tämä, enemmän kuin mikään muu edistysaskel, tekee näistä kahdesta luokasta hallitsevia selkärankaisia.

Linnuilla on lukuisia ominaisuuksia, jotka erottavat ne kaikista muista eliöluokista. Vaikka kaikki linnut eivät lennä, monet näistä ominaisuuksista täydentävät niiden hämmästyttävää sopeutumista lentämiseen.

Höyhenet

Kaikilla linnuilla on höyhenet, joita ei tiedetä olleen yhdelläkään muulla elävällä tai sukupuuttoon kuolleella eläimellä. Höyhenien määrä on lajin sisällä suhteellisen vakio, vaikka linnuilla on talvella yleensä enemmän höyheniä kuin kesällä. Pienemmillä linnuilla on yleensä enemmän höyheniä neliösenttimetriä kohti kuin suuremmilla linnuilla, mutta vähemmän höyheniä yhteensä. Esimerkiksi rubiinikolibrilla, jolla on suhteellisen pieni pinta-ala, on noin 940 höyhentä, kun taas kanadanhanhella, jolla on paljon suurempi pinta-ala, on 33 000 höyhentä.

Höyhenet palvelevat monia tarkoituksia, kuten lämpöä, suojaa, lentämistä, houkuttelevaa koristelua kosiskelua varten ja sukupuolen tunnistamista. Höyhenten lämpöä eristävä arvo on niin poikkeuksellisen tehokas, että sen ansiosta linnut voivat elää Etelämantereen osissa, jotka ovat liian kylmiä millekään muulle eläimelle.

Painoonsa nähden höyhenet ovat arviolta yhtä vahvoja kuin parhaat ihmisen valmistamat materiaalit, joita käytetään nykyään ilmailuteollisuudessa. Niiden joustavuus mahdollistaa sen, että jokaisen suuren siipihöyhenenen leveä kääntöreuna taipuu ylöspäin jokaisella siiven alaslyönnillä. Tämä vastaa potkurin siiven lapakulmaa, joten jokainen siivenisku tuottaa sekä nostetta että työntövoimaa.

On olemassa hyvin dokumentoituja tarinoita, joissa linnut ovat nielaisseet höyhenensä tahallaan. Esimerkiksi harmaalokit syövät höyheniä satamäärin. Viisikymmentä prosenttia sarvi- tai lapintiirojen mahansisällöstä voi olla höyheniä. Tällä oudolla käytöksellä näyttää olevan tarkoitus. Tutkijat uskovat, että näiden pääasiassa kaloja syövien lintujen mahalaukun toiminta ei riitä murskaamaan nieltyjä luita. Höyhenten uskotaan suojaavan vatsaa pehmustamalla teräviä kalanluita ja hidastamalla ruoansulatusprosessia niin, että luut liukenevat eivätkä kulkeudu suolistoon. Tätä uskomusta tukee havainto siitä, että pienimmällä harmaahaikaralla, joka syö kaikista harmaahaikaroista vähiten kalaa, on myös vähiten höyheniä vatsassaan. Tämän hypoteesin testaamiseksi tarvitaan lisätutkimuksia.

Luiden sulautuminen ja väheneminen

Lintujen luut ovat laajalti sulautuneet ja siten vähentyneet. Linnuilla ei ole hampaita eikä raskaita leukoja. Toisin kuin nisäkkäillä, joilla on yksi luu, lintujen alaleuka koostuu viidestä pienestä sulautuneesta luusta. Lisäksi rinta-, lantio- ja selkärangan luut ovat sulautuneet yhteen, mikä toimii jäykkänä runkona lentolihaksille, raajoille sekä siiven ja pyrstön tärkeimmille lentosulille. Linnuilla ei ole häntänikamia. Yläraajoissa on laajamittainen fuusio karpaali- ja metakarpaaliluussa. Sormiluut ovat pienentyneet sekä kooltaan että lukumäärältään; kaksi niistä puuttuu kokonaan ja kaksi kolmesta muusta on sulautunut yhteen. Myös lintujen nilkka- ja jalkaterän luut ovat sulautuneet ja niiden määrä on vähentynyt.

Onttoja, ohuita luita

Useimpien lintujen ruumiin tärkeimmät luut ovat ohuita ja onttoja, kun taas useimmilla muilla eläimillä on tiheämmät, kiinteämmät luut. Esimerkiksi kyyhkyn luurangon osuus on vain 4 prosenttia sen kokonaispainosta, kun taas vastaavan kokoisen nisäkkään, kuten rotan, luuranko on lähes 6 prosenttia sen kokonaispainosta.

Vaikka lintujen luuranko on ohut ja kevyt, se on myös hyvin vahva ja joustava. Tämä on erittäin hyödyllistä, sillä useimpien lintujen luusto altistuu ilma-akrobatiassa suurille ja äkillisille rasituksille. Mielenkiintoista on, että joidenkin suurten, korkealle nousevien lintujen siipien, jalkojen ja kallon luissa on sisäisiä, ristikkomaisia vahvikkeita, jotka muistuttavat lentokoneen siipien sisällä olevia tukijalkoja.

Ei kaikilla linnuilla ole tällaisia onttoja luita. Vähentääkseen kelluvuuttaan ja helpottaakseen sukeltamista joillakin sukeltajalinnuilla, kuten kuikuilla ja kuikkalinnuilla, on suhteellisen kiinteät luut.

Hengityspussit

Linnuilla on keuhkojen lisäksi keuhkoihin liittyvä ilmapussijärjestelmä. Nämä ilmapussit haarautuvat usein ympäri niiden kehoa, ja ne kulkeutuvat usein kehon suurempiin luihin asettuakseen niiden onttoihin sisätiloihin. Vaikka tämä ilmapussijärjestelmä varmasti vaikuttaa osaltaan painonpudotukseen, uskotaan, että niillä on tärkeämpi merkitys. Ilmapussijärjestelmä näyttää täydentävän keuhkoja ahtimena, joka lisää hapen hyväksikäyttöä.

Lisäksi ilmapussit antavat vesilinnuille kelluvuutta. Uivilla lajeilla on erityisen suuret vatsa- ja rintailmapussit, joiden tilavuutta voidaan säädellä uintia tai sukellusta varten.

Ailmapussit toimivat myös lintujen nopean ja kuuman aineenvaihdunnan jäähdytysjärjestelmänä. On esimerkiksi arvioitu, että lentokyyhky käyttää neljänneksen saamastaan ilmamäärästä hengittämiseen ja kolme neljäsosaa jäähdyttämiseen.

Hermosto ja aistielimet

Linnuilla on erittäin vilkas aineenvaihdunta. Ne saattavat kuluttaa kolmekymmentä kertaa enemmän energiaa kuin samankokoiset matelijat. Useat tekijät vaikuttavat niiden aineenvaihdunnan tasoon. Maapallon noin miljoonasta eläimestä linnut ovat kehittäneet korkeimmat toimintalämpötilat. Niiden keskimääräinen ruumiinlämpötila on 42-43,5 °C (104-110 °F). Linnut elävät intensiivistä elämää, ja niiden aineenvaihdunnan ”moottori” on aina lämmin ja toimintavalmis.

Lintujen korkean ruumiinlämmön taustalla on joitakin mielenkiintoisia anatomisia ja fysiologisia hienouksia. Sen lisäksi, että linnut syövät runsaasti energiaa sisältävää ruokaa, niillä on ruoansulatuslaitteisto, joka käsittelee niiden ruoan nopeasti, tehokkaasti ja suurina määrinä. Nuorille seepiansulkasatoille syötetyt hedelmät kulkevat niiden ruoansulatuskanavan läpi jopa kuudessatoista minuutissa. Muilla istuskelevilla linnuilla voi kestää puolesta tunnista kahteen tuntiin kulkea ruoka elimistönsä läpi.

Lintujen eritysjärjestelmä on myös erittäin tehokas ja nopea. Niiden munuaiset ovat noin kaksi kertaa suuremmat kuin vastaavilla nisäkkäillä. Strutseja lukuun ottamatta linnuilla ei ole virtsarakkoa. Sen puuttuminen edesauttaa lentämistä vähentämällä painoa, koska virtsaa ei varastoida. Linnuilla ei ole virtsaputkea virtsaneritystä varten.

Lintujen sydän- ja verenkiertoelimistö on äärimmäisen tehokas, minkä ansiosta linnut kestävät sydän- ja keuhkoperäistä rasitusta paljon enemmän kuin nisäkkäät voivat sietää. Nisäkkäiden tavoin linnuilla on nelikammioinen sydän. Niiden kokoon nähden se on kuitenkin suuri, voimakas ja hyvin nopeasti lyövä. Lintujen korkeusennätystä pitää hallussaan Rüppellin aarnikotka, joka vedettiin matkustajakoneen suihkumoottoriin lähes 11 000 metrin korkeudessa (36 000 jalkaa). Vaikka haaskalintu epäilemättä leijaili passiivisesti, yksikään vastaavan kokoinen nisäkäs ei pystyisi hengittämään tarpeeksi ilmaa edes pysyäkseen tajuissaan tuossa korkeudessa.

Lintujen verensokeripitoisuudet ovat myös keskimäärin noin kaksinkertaiset nisäkkäisiin verrattuna. Tämä kohonnut verensokeri tukee suurempaa aktiivisuutta.

Lintujen hengityselimet ovat monimutkainen keuhkojen ja erikoistuneiden ilmapussien verkosto. Tämä ainutlaatuinen järjestelmä toimii niiden nopean aineenvaihdunnan laturina syöttämällä suuria määriä happea. Kun ihmisen keuhkot muodostavat noin 5 prosenttia kehon tilavuudesta, ankan hengityselimet muodostavat noin 20 prosenttia sen kehon tilavuudesta (2 prosenttia keuhkoista ja 18 prosenttia ilmapusseista).

Linnuilla ei ole hikirauhasia, ja ne menettävät lämpöä hengityselimistönsä ja paljaan ihon kautta. Viilentyäkseen useimmat linnut huohottavat, mikä on tärkeä lämmönhukan muoto. Lisäksi monet, elleivät kaikki linnut, räpyttelevät kurkun aluettaan lämpöaltistuksen aikana, mikä johtaa lämmönhukkaan kurkun limakalvoilta. Tämä kurkun räpyttely voi aiheuttaa 35 prosenttia esimerkiksi kanojen lämmönhukasta.

Linnuilla on pitkälle kehittynyt keskushermosto ja nopeat hermoimpulssit. Linnut ovat erittäin visuaalisia eläimiä; niiden on oltava, jotta ne voivat lentää. Lintujen silmien tärkeydestä kertoo niiden koko; kaikista eläimistä niiden silmät ovat suurimmat suhteessa kehoon. Joillakin haukoilla ja pöllöillä on yhtä suuret silmät kuin ihmisellä. Joillakin pöllöillä silmät muodostavat jopa kolmanneksen pään kokonaispainosta. Kottaraisilla silmät muodostavat 15 prosenttia pään painosta; ihmisillä se on vain yksi prosentti. Useimmilta osin lintujen silmien rakenne muistuttaa nisäkkäiden silmien rakennetta. Lintujen silmät pystyvät sopeutumaan valoon noin kaksi kertaa niin hyvin kuin parikymppisen ihmisen silmät.

Lintujen näön terävyydestä on käyty paljon keskustelua. Yleisesti ottaen näyttää siltä, että se on parempi kuin ihmisen näkö, mutta poikkeuksiakin on. Haaskalintu näkee suunnilleen yhtä terävästi kuin ihminen, kun taas kana näyttää näkevän vain noin yhden kahdeskymmenesviidenneksen niin hyvin kuin ihminen. Haukat ja laululinnut näkevät noin kaksi ja puoli kertaa niin terävästi. Linnut näyttävät myös näkevän hämärässä paremmin kuin ihminen, mikä johtuu verkkokalvon reseptorisolujen tiheydestä. Pöllöt näkevät kohteen kahden metrin etäisyydeltä, kun valaistus on 0,000000000073 jalankynttilää. Tämä vastaa sitä, että ihminen näkisi esineen tulitikun valossa kilometrin päässä.

Pienen ahvenlinnun aivot painavat noin kymmenen kertaa enemmän kuin saman ruumiinpainon omaavan liskon aivot. Lintujen aivopuoliskot ovat suuret ja hyvin kehittyneet, kuten nisäkkäilläkin, mutta monimutkaisen käyttäytymisen sijainti aivoissa on näillä kahdella erilainen. Nisäkkään aivoja hallitsee aivopuoliskojen ylin kerros, jonka oppimiskyky on suuri. Lintujen aivoja hallitsee aivopuoliskojen keskiosa, josta puuttuu oppimiskyky. Nisäkkäät siis yleensä oppivat käyttäytymistä, kun taas lintujen käyttäytyminen on yleensä vaistomaista ja stereotyyppistä. Tähän perustuu luultavasti tunnettu sanonta ”lintuaivot”.”

Munien munaaminen

Kaikki linnut munivat kuorellisia munia ja hautovat niitä ruumiinsa ulkopuolella. Munien koko vaihtelee strutsien 25 senttimetristä (10 tuumaa) strutsien vain 8,5 millimetrin (0,3 tuumaa) pituisiin kolibreihin. Pienemmät linnut munivat munia, jotka painavat suhteessa kehon painoon enemmän kuin suurempien lintujen munat. Kolibrit munivat munia, jotka ovat 15 prosenttia niiden ruumiinpainosta, kun taas strutsit munivat munia, jotka ovat vain 2 prosenttia niiden ruumiinpainosta. Lentokyvyttömät kiivit munivat vain yhden valtavan munan, joka voi olla 25 prosenttia niiden ruumiinpainosta.

katso myös Phylogenetic Relationships of Major Groups.

Stephanie A. Lanoue

Bibliografia

Ehrlich, Paul R., David S. Dobkin, and Darryl Wheye. The Birder’s Handbook: A Field Guide to the Natural History of North American Birds. New York: Simon and Schuster, 1988.

Faaborg, Janus. Ornitologia: An Ecological Approach. Upper Saddle River, NJ: Prentice Hall, 1988.

Forshaw, Joseph, ed. The Encyclopedia of Birds, 2nd ed. New York: Facts on File, Inc., 1998.

Gill, Franklin B. Ornithology, 2nd ed. New York: W. H. Freeman and Company, 1995.

Kaufman, Ken. Lives of North American Birds. New York: Houghton Mifflin, 1996.

Koeppel, Dan. ”Heureka! An Antpitta!” Audubon 100 (1998): 96-101.

Natural History of North American Birds. New York: Simon and Schuster, 1998.

Proctor, Noble S., and Patrick J. Lynch. Manual of Ornithology. New Haven, CT: Yale University Press, 1993.

Van Tyne, Josselyn ja Andrew J. Berger. Ornitologian perusteet. New York: John Wiley and Sons, 1976.

Welty, Joel Carl, and Louis Baptista. The Life of Birds, 4. painos. Orlando, FL: Harcourt Brace Jovanovich, 1988.