A tojások és a baromfi az emberek étrendjének jelentős részét teszik ki. Hasonlóképpen széles körben használják a tollból készült termékeket, mint például a párnákat, a paplanokat vagy a pehellyel bélelt kabátokat. A tollas barátaink iránti növekvő tudatosság és fokozott szenvedély söpör végig az országon. A vadon élő madarak etetésének népszerűsége valóban megváltoztatta számos gyakori énekesmadár elterjedési területét. Ráadásul a pulyka- és csirkehús alacsony zsírtartalma és Amerika fogyás iránti rajongása miatt a baromfiipar virágzik. És melyik más állatnak van még egy olyan nap, amelyet neki szentelnek, mint a hálaadáskor a sült pulyka hagyományát? Nyilvánvaló, hogy a madarak fontos és különleges részét képezik életünknek.

De mitől olyan különlegesek? Miben különböznek a többi fő osztályba tartozó állatoktól? És ami a legfontosabb, miben különböznek tőlünk?

Pozíció az állatvilágban

A madarak a gerincesek alfaja (Vertebrata) alfaja (Chordata törzs) madarak osztályába (Aves) tartoznak. Az Aves osztályba 28 rend, 163 család, 1 975 nemzetség és közel 10 000 faj tartozik. Elterjedésük az egész világra kiterjed, beleértve a nyílt óceánokat is. Bár a világ madárfajainak többségét már ismeri a tudomány, évente még mindig felfedeznek egy maroknyi új madarat. E ritka madarak többsége a világ távoli vidékein található.

Az általános vélekedés szerint a madarak kétlábú, gyíkszerű hüllőkből származtak, amelyek a jura időszakban éltek mintegy 208 millió évvel ezelőtt. A madarak még mindig sok hasonlóságot mutatnak a hüllőkkel, mint például a tojásrakás szokása, a csőrükön és a lábukon lévő pikkelyek, valamint számos belső struktúra elrendezése.

A gerincesek három legmagasabb osztálya – a hüllők, a madarak és az emlősök – szaporodásukat a szárazföldi élethez igazították, nagyrészt a tojás evolúciója révén, amelynek embrióját egy védőhártya, az úgynevezett amnion veszi körül. Ezért ezt a három osztályt az “amniota” vagy “amnióták” kifejezés alatt csoportosítják. “Az állatok közül csak a madarak és az emlősök fejlesztették ki a magas, állandó hőmérsékletet vagy homeotermizmust, amely minden élőhelyen és minden évszakban lehetővé teszi az energetikai tevékenységet. Ez az, ami minden más előrelépésnél jobban teszi ezt a két osztályt a domináns gerincesekké.

A madarak számos olyan tulajdonsággal rendelkeznek, amelyek megkülönböztetik őket az összes többi élőlényosztálytól. Bár nem minden madár repül, e tulajdonságok nagy része kiegészíti a repüléshez való elképesztő alkalmazkodásukat.

Tollak

Minden madárnak vannak tollai, amelyekről egyetlen más élő vagy kihalt állatról sem tudunk. A tollak száma egy fajon belül viszonylag állandó, bár a madaraknak télen általában több tolluk van, mint nyáron. A kisebb madaraknak általában több tolluk van négyzetcentiméterenként, mint a nagyobb madaraknak, bár összesen kevesebb tolluk van. Például egy viszonylag kis felületen élő rubintrottyos kolibrinek körülbelül 940 tolla van, míg egy jóval nagyobb felületen élő kanadai lúdnak 33 000.

A tollak számos célt szolgálnak, többek között a meleget, a védelmet, a repülést, az udvarláshoz szükséges vonzó díszítést és a nem felismerését. A tollak hőszigetelő értéke olyan rendkívüli módon hatékony, hogy lehetővé teszi a madarak számára, hogy az Antarktisz olyan részein éljenek, ahol minden más állat számára túl hideg van.

Súlyukhoz képest a tollak a becslések szerint olyan erősek, mint a legjobb, ma az űrhajózási iparban használt ember alkotta anyagok. Rugalmasságuk lehetővé teszi, hogy minden egyes nagy szárnytoll széles hátsó széle a szárny minden egyes lefelé irányuló csapásával felfelé hajoljon. Ez egy propellerlapát állásával egyenértékű, így minden egyes szárnycsapás egyszerre biztosít felhajtóerőt és előre irányuló meghajtást.

Vannak jól dokumentált történetek arról, hogy a madarak szándékosan lenyelik a tollaikat. A gémek például százával fogyasztják el a tollakat. A szarvú vagy a csőrös gémek gyomortartalmának ötven százaléka is toll lehet. Úgy tűnik, ennek a furcsa viselkedésnek célja van. A tudósok úgy vélik, hogy ezeknek az elsősorban halevő madaraknak a gyomrának működése nem elegendő a lenyelt csontok összezúzásához. Úgy gondolják, hogy a tollak védik a gyomrot azáltal, hogy kipárnázzák az éles halcsontokat, és lelassítják az emésztési folyamatot, így a csontok inkább feloldódnak, minthogy a bélbe kerüljenek. Ezt a hiedelmet támasztja alá az a megfigyelés is, hogy a legkisebb kócsag, amely az összes kócsag közül a legkevesebb halat fogyasztja, a legkevesebb tollat is felhalmozza a gyomrában. További vizsgálatokra van szükség ennek a hipotézisnek a teszteléséhez.

A csontok összeolvadása és redukciója

A madarak csontjai nagymértékben összeolvadnak, és ezáltal csökken a számuk. A madaraknak nincsenek fogaik és nehéz állkapcsuk. Az emlősökkel ellentétben, amelyeknek egyetlen csontjuk van, a madarak alsó állkapcsa öt kis összenőtt csontból áll. Ezenkívül a mellizom, a medenceöv és a gerincoszlop csontjai összenőttek, ami merev vázként szolgál a repülőizmok, a végtagok, valamint a szárny és a farok főbb repülőtollai számára. A madaraknak nincsenek farokcsigolyáik. A felső végtagok kiterjedt összenövést mutatnak a kéztő- és kézközépcsontokban. Az ujjcsontok mérete és száma egyaránt csökkent; kettő teljesen hiányzik, a másik háromból kettő pedig összenőtt. A madarak boka- és lábfejcsontjai szintén összeolvadtak és számuk is csökkent.

Üreges, vékony csontok

A legtöbb madár testének főbb csontjai vékonyak és üregesek, míg a legtöbb más állat sűrűbb, szilárdabb csontokkal rendelkezik. A galamb csontváza például a teljes testtömegének mindössze 4 százalékát teszi ki, míg egy hasonló méretű emlős, például a patkány csontváza a teljes testtömegének csaknem 6 százalékát teszi ki.

A madarak csontváza vékony és könnyű, ugyanakkor nagyon erős és rugalmas. Ez nagyon hasznos, mivel a legtöbb madár csontváza a légi akrobatika során nagy és hirtelen terhelésnek van kitéve. Érdekes módon egyes nagy, szárnyaló madarak szárny-, láb- és koponyacsontjai belső, gerendaszerű megerősítésekkel rendelkeznek, hasonlóan a repülőgépek szárnyaiban lévő merevítőkhöz.

Nem minden madárnak vannak ilyen üreges csontjai. A felhajtóerő csökkentése és a könnyebb merülés érdekében néhány búvármadárnak, például a pacsirtáknak és az egerészölyveknek viszonylag tömör csontjaik vannak.

Légzsákok

A tüdő mellett a madarak a tüdőhöz kapcsolódó légzsákok kiegészítő rendszerével is rendelkeznek. Ezek a légzsákok gyakran elágaznak a testükben, és gyakran a test nagyobb csontjaiba hatolnak be, hogy azok üreges belsejét elfoglalják. Bár a légzsákoknak ez a rendszere minden bizonnyal hozzájárul a súlycsökkentéshez, úgy gondolják, hogy ennél fontosabb hozzájárulásuk is van. Úgy tűnik, hogy a légzsákrendszer kiegészíti a tüdőt, mint egy feltöltő, növelve az oxigén felhasználását.

A légzsákok emellett felhajtóerőt biztosítanak a vízi madarak számára. Az úszó fajok különösen nagy hasi és mellkasi légzsákokkal rendelkeznek, amelyek térfogata szabályozható az úszáshoz vagy a merüléshez.

A légzsákok hűtőrendszerként is szolgálnak a madarak gyors, forró anyagcseréjéhez. Becslések szerint például a repülő galamb a bevitt levegő egynegyedét légzésre, háromnegyedét pedig hűtésre használja.

Nervrendszer és érzékszervek

A madarak anyagcseréje igen magas. Harmincszor annyi energiát is elfogyaszthatnak, mint a hasonló méretű hüllők. Anyagcsere-szintjükhöz több tényező is hozzájárul. A Földön élő mintegy egymillió állat közül a madaraknál alakult ki a legmagasabb működési hőmérséklet. Átlagos testhőmérsékletük 42-43,5 °C között mozog. A madarak intenzív életet élnek, és anyagcsere-“motorjuk” mindig meleg és tettre kész.

A madarak magas hőmérséklete mögött néhány érdekes anatómiai és fiziológiai finomítás rejlik. Amellett, hogy a madarak energiában gazdag táplálékot fogyasztanak, olyan emésztőberendezésekkel rendelkeznek, amelyek gyorsan, hatékonyan és nagy mennyiségben dolgozzák fel táplálékukat. A fiatal cédrusszárnyasok emésztőrendszerén mindössze tizenhat perc alatt halad át a gyümölcs. Más ülőmadaraknak másfél-két óráig is eltarthat, amíg a táplálék áthalad a szervezetükön.

A madarak kiválasztó rendszere is rendkívül hatékony és gyors. Veséjük nagyjából kétszer akkora, mint a hasonló emlősöké. A struccok kivételével nincs húgyhólyagjuk. Ennek hiánya a súlycsökkentés révén tovább segíti a repülést, mivel nincs raktározott vizelet. A madaraknak nincs húgycsöve a vizelet ürítésére.

A madarak szív- és érrendszeri rendszere rendkívül hatékony, ami lehetővé teszi, hogy a madarak sokkal jobban bírják a szív- és tüdőterhelést, mint amit az emlősök képesek elviselni. Az emlősökhöz hasonlóan a madaraknak is négykamrás szívük van. Méretükhöz képest azonban nagy, erős és nagyon gyorsan ver. A madarak magassági világrekordját egy Rüppell-griff tartja, amely közel 11 000 méteren (36 000 láb) belehúzódott egy utasszállító repülőgép sugárhajtóművébe. Bár a keselyű kétségtelenül passzívan szárnyalt, egyetlen hasonló méretű emlős sem tudott annyi levegőt beszívni, hogy még eszméleténél is maradjon ebben a magasságban.

A madarak vércukorszintje is átlagosan körülbelül kétszerese az emlősökének. Ez a megemelkedett vércukorszint támogatja a nagyobb aktivitást.

A madarak légzőrendszere tüdők és speciális légzsákok bonyolult hálózata. Ez az egyedülálló rendszer a gyors anyagcseréjük feltöltőjeként működik azáltal, hogy nagy mennyiségű oxigénnel látja el őket. Míg az emberek tüdeje a testtérfogat körülbelül 5 százalékát teszi ki, addig a kacsák légzőrendszere a testtérfogatuk körülbelül 20 százalékát teszi ki (2% tüdő és 18% légzsákok).

A madaraknak nincsenek verejtékmirigyei, és a hőt a légzőrendszerükön és a szabadon lévő bőrükön keresztül veszítik el. A lehűlés érdekében a legtöbb madár zihál, ami a hőveszteség egyik fontos formája. Ezenkívül sok, ha nem minden madár a hőségnek való kitettség során a torok területét rebegtetik, ami a torok nyálkahártyáján keresztül történő hőveszteséget eredményez. A csirkéknél például a hőveszteség 35 százalékát is ez a toroklebeny okozhatja.

Végezetül a madaraknak fejlett központi idegrendszerük és gyors idegimpulzusaik vannak. A madarak erősen vizuális állatok; annak kell lenniük ahhoz, hogy repülni tudjanak. A madarak szemének fontosságára utal a méretük; az összes állat közül a madarak szeme a legnagyobb a testükhöz képest. Néhány sólyom és bagoly szeme akkora, mint az emberi szem. Egyes baglyoknál a szemek a fej teljes tömegének akár egyharmadát is kiteszik. A szarkáknál a szemek a fej tömegének 15 százalékát teszik ki; az embernél ez csak egy százalék. A madarak szemszerkezete a legtöbb szempontból hasonlít az emlősökéhez. A madarak szeme körülbelül kétszer olyan jól tud alkalmazkodni a fényhez, mint egy húszéves emberé.

A madarak látásának élességéről sok vita folyt. Általában úgy tűnik, hogy jobb, mint az emberi látás, de vannak kivételek. A keselyű körülbelül olyan élesen lát, mint az ember, míg a csirke úgy tűnik, hogy csak körülbelül egy huszonötödével lát olyan jól, mint az ember. A sólymok és az énekesmadarak körülbelül két és félszer olyan élesen látnak. A madarak a retinában lévő receptorsejtek sűrűsége miatt félhomályban is jobban látnak, mint az emberek. A pajzstetvek 0,00000073 lábgyertya megvilágítás mellett két méterről is látnak egy tárgyat. Ez egyenértékű azzal, mintha az ember egy gyufa fényénél látna egy tárgyat egy mérföldnyire.

A kis ülőmadár agya körülbelül tízszer annyit nyom, mint egy ugyanolyan testsúlyú gyíké. A madarak agyféltekéi az emlősökhöz hasonlóan nagyok és jól fejlettek, de az összetett viselkedés helye a nagyagyban a kettőnél eltérő. Az emlősök agyában az agyféltekék felső rétege dominál, amely nagy tanulási kapacitással rendelkezik. A madarak agyát az agyfélteke középső része uralja, amelyből hiányzik a tanulási képesség. Az emlősök tehát általában tanulják a viselkedést, míg a madarak viselkedése inkább ösztönös és sztereotip. Valószínűleg ez az alapja a jól ismert “madáragy” kifejezésnek.”

Tojásrakás

Minden madár héjas tojást rak, és a testén kívül keltet. A tojások mérete a struccok 25 centiméteres hosszától a kolibrik mindössze 8,5 milliméteres hosszáig terjed. A kisebb madarak a testtömegükhöz képest nagyobb súlyú tojásokat raknak, mint a nagyobb madarak tojásai. A kolibrik a testsúlyuk 15 százalékát kitevő tojásokat raknak, míg a struccok a testsúlyuk mindössze 2 százalékát kitevő tojásokat. A röpképtelen kiwik csak egy hatalmas tojást raknak, amely testsúlyuk 25 százalékát is elérheti.

lásd még: Phylogenetic Relationships of Major Groups.

Stephanie A. Lanoue

Bibliográfia

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

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

Forshaw, Joseph, szerk. A madarak enciklopédiája, 2. kiadás, New York: Facts on File, Inc., 1998.

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

Kaufman, Ken. Az észak-amerikai madarak élete. New York: Houghton Mifflin, 1996.

Koeppel, Dan. “Heuréka! 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 (Az ornitológia kézikönyve). New Haven, CT: Yale University Press, 1993.

Van Tyne, Josselyn, and Andrew J. Berger. Fundamentals of Ornithology. New York: John Wiley and Sons, 1976.

Welty, Joel Carl, and Louis Baptista. A madarak élete, 4. kiadás. Orlando, FL: Harcourt Brace Jovanovich, 1988.