آلية طيران الطيور
تمتلك الطيور مهارة الطيران في الهواء، وهيَ وظيفة تتضمن قيام الطائر بمقاومة أربع قوى يتعرّض لها (الرفع والدفع والسحب والوزن)، وما يمكّنه من ذلك هو اتباع آلية طيران من ثلاث مراحل، يتبعها الطائر بشكلٍ فطريّ حتى يتمكن من الإقلاع، والتحليق والهبوط.
كيفية الإقلاع عن الأرض
تبدأ الطيور عمليّة الطيران بمحاولة الإقلاعِ عن الأرضِ، وتختلف الطريقة التي يتبعها الطيور للإقلاع من نوعٍ لآخر؛ فبعضها يركض باتجاه الرياح، والبعض الآخر يقفز من الأماكن المرتفعة والمنحدرات، وفي كلتا الطريقتين سوفَ يندفع جسد الطائر مع اتجاه الهواء؛ فيندفع الهواء تحتَ الجناح ليساعده على الارتفاع عن سطح الأرض.
وبسبب اختلاف صفات الطيور وأنواعها فإنّ بعضها قادرة على الارتفاع عن الأرض بشكلٍ مستقيم من وضعيّة الجلوس دونَ حاجتها للقفز؛ وذلك لامتلاكها ضربات أجنحة قويّة جدّاً مثل الطائر الطنان، كما يمكن لبعض الطيور القفز من مكانها والتحليق؛ وذلك لامتلاكها أرجل قويّة تساعدها على ذلك.
تأثير برنولي
يفسّر إقلاع الطائر فيزيائيّاً بتوليد الأخير قوّة دفع تعمل على مقاومة قوّة وزنه المتجهة مع جاذبيّة الأرض للأسفل، وهوَ ما يسمّى قوّة الرفع التي تكون مساوية أو تفوق وزن الطائر، ويساعد شكل الجناح على الإقلاع، إذ تمتلك الطيور أجنحة منحنية؛ فالمسافة فوقَ الجناح أكبر منها في أسفله.
عندما يحاول الطائر الاندفاع فإنّ الهواء يتحرّك أسفل وأعلى جناحه بنفس المقدار، وحينها لا بدّ أن تكون سرعة تحرّك الهواء تحت الجناح أسرع من تحركه فوقَه ليتمكن من قطع المسافة الأكبر؛ فيكون ضغط الهواء في الأعلى أكبر، ممّا يولّد قوّة بسبب فرق الضغط في أعلى وأسفل الجناح وهيَ قوّة الدفع، وهذا ما يُدعى بتأثير برنولي.
كيفية التحليق في الجوّ
بعدَ إقلاع الطائر عن الأرض عليه البقاء في الجوّ والتحليق، وليتمكن من ذلك فإنّه يقوم بخطوتين رئيسيتيين وهما:
التحليق
يتعرّض الطائر في الجوّ لقوى مختلفة يستفيد منها للحفاظ على ارتفاعه في السماء، منها التيارات الهوائيّة الحراريّة والتي تكون صاعدة وتُساعد على الأجسام الخفيفة؛ مثل وزن الطائر والتيارات الهوائيّة المرتدة عن مختلف الأجسام مثل المنحدرات أو المباني. وتكون هذه التيارات سريعة تساعد الطائر على التحليق، بالإضافة للتيارات الهوائيّة المتحركة أسفل وأعلى جناح الطائر.
الخفقان
أو رفرفة الأجنحة بحركة صعود وهبوط، والتي تساعد الطائر على الاندفاع للأمام، وذلك لأنّ طول الجناح بأكمله يكون في الزاوية اليمنى؛ فتتسبب بالتفاف الأجنحة -مع كلّ ضربة- للأسفل، كما أنّ خفقان جناح الطائر يحرِف اتجاه الهواء إلى أسفل وخلف جسم الطائر؛ ممّا يقلل من انحراف زاوية الطيران.
كيفية الهبوط على الأرض
تتمكن الطيور من الهبوط بسلام عن طريق تغيير زاوية الجناح ليتجه أكثر نحوَ الأعلى وهو ما يقلل من سرعتها، ولإبطاء اندفاع جسم الطائر للأمام يزيد الأخير من قوّة السحب، كما يُقلل من قوّة الرفع لتوجيه حركة الجسم للأسفل.
وتمد بعض الطيور أقدامها وتفتح أجنحتها بشكلٍ كامل لزيادة قوّة السحب للأسفل، بينما يقوم بعضها الآخر بثني أقدامه أسفل ريش بطنه لزيادة هذه القوّة.
مظاهر التكيف التي تساعد الطيور على الطيران
من أهم مظاهر التطيف التي تساعد الطيور على الطيران:
تمتلك الطيور عظاماً قويّة ومجوفة ممّا يجعلها خفيفة الوزن فيسهل عليها الطيران.
إنّ أجنحة الطيور مغطاة بالريش الذي يحمي الجناح ويساعده على الانبساط أثناء الطيران، كما أنّ الريش خفيف الوزن ممّا يقلل من قوّة السحب وقوّة الوزن المتجهتيْن للأسفل.
على الرغم من انّ أجنحة الطيور كبيرة، إلّا أنّ عظامها صغيرة مقارنةً بحجمها، ممّا يجعلها خفيفة الوزن.
تتميّز رئة الطيور بفعاليّتها في الحصول على الأكسجين، ممّا يساعد الطائر على عدم الشعور بالتعب أثناء الطيران لمسافات طويلة.
كما تتميّز رئة الطيور باعتبارها مسطحة وترتكز على الضلوع الخلفيّة، ولا تتجمّع فيها كميّة كبيرة من الهواء؛ فعندما يتدفق الهواء عبر رئتيْ الطير تصل إلى أكياس هوائية كبيرة تشبه البالون موجودة في أسفل البطن، وتقع خلف مركز جاذبيتها، وعندما تتنفّس فإنّ الهواء سيتدفق عبرَ ممرات مختلفة.
- منقار خفيف بدل الأسنان والأنف
استُبدلَ الفكّ والأسنان العظميّة الثقيلة في الطيور بمنقار ذو وزنٍ خفيفٍ، ممّا يُقلّل من قوة الوزن، وتستخدم لطحن الطعام قوانص موجودة في بطونها، كما أنّ الأنف غير موجود لتقليل الوزن؛ إذ يتنفس الطائر بواسطة فتحات موجودة في المنقار.
تحتاج الطيور لهيكل عظميّ صلب حتى يكون قادراً على حمل عضلات الطيران القويّة، والتي تساعد في توليد الطائر قوّة الدفع.
يتميّز شكل جسم الطيور بالانسيابيّة ممّا يُقلّل قوّة السحب، إذ إنّ مركز جاذبيّة الطير هو مركز توازنه ويكون في منتصف جسده؛ فجسم الطائر خفيف من الأمام والخلف، وذلك ما يمنع جسمه من الالتواء أثناء طيرانه فينقلب.
يتخلص الطائر من البول مباشرةً من جسمه دونَ الحاجة لوجود مثانة بوليّة تزيد من وزنه وتعيق طيرانه.
- تناول غذاء يمد بطاقة عالية
تتغذى الطيور على أطعمة مليئة بالسعرات الحراريّة الضروريّة للحصول على الطاقة اللازمة للطيران، مثل البذور والفاكهة، كما أنّ طبيعة الأطعمة التي تتناولها لا تحتاج وقت طويل للهضم حتى تبقى المعدة فارغة وخفيفة في الطيران.
بدلاً من نموّ الأجنة داخل بطون أمهاتها وزيادة وزن الطائر وإعاقته أثناء طيرانه، فإنّ الطيور تتكاثر بالبيوض.
أهمية الطيران للطيور
يعود الطيران بالفائدة على الطيور لعدّة أسباب، فمن خلاله تتمكّن من:
- العثور على طعامها وفرائسها بسهولة أكبر.
- الهروب عندما تتعرّض لهجوم من حيوانات أخرى تحاول اصطيادها.
- تمكينها من الهجرة، وتكون هجرة الطيور لأسباب مختلفة أبرزها الانتقال من الطقس شديد البرودة خلال فصل الشتاء إلى المناطق الأكثرِ دفئاً.
