Warum können Vögel fliegen?
Die Frage „Warum?“ kann in der Biologie immer zweierlei bedeuten.
Zum einen ist es die Frage nach dem evolutiven Vorteil, den ein Merkmal seinen Trägern bietet (also nach dem „Wozu?“). In diesem Fall würde das bedeuten: „Welchen Vorteil haben die Vögel davon, dass sie fliegen können?“
Die Antwort auf diese Frage lautet: „Gegenüber anderen Wirbeltieren, die nicht fliegen können, haben die Vögel den Vorteil, dass sie große Strecken in kurzer Zeit zurück legen können, dass sie Räubern schnell entkommen können oder dass sie an Nahrung oder Orte gelangen, die für andere Tiere nicht erreichbar sind.“
Die andere Bedeutung von „warum?“ ist die Frage nach dem Zustandekommen des Merkmals (also nach dem „Wie?“), in diesem Fall wäre das: „Wie kommt es, dass Vögel fliegen können?“. Hier geht es also um die Anpassungen, die es den Vögeln erlauben zu fliegen. Dafür müssen wir uns anschauen, welche Merkmale die Vögel haben, die ihre flugunfähigen Vorfahren noch nicht hatten und die beim Fliegen von Bedeutung sind.
Zum einen sparen die Vögel im Vergleich zu anderen Wirbeltieren viel Gewicht ein, da ihre Knochen von vielen Hohlräumen durchsetzt und somit vergleichsweise leicht sind.
Die Atmungsorgane der Vögel können den Körper effizienter mit Sauerstoff versorgen als bei anderen Wirbeltieren, da die Luft in nur einer Richtung durch die Lunge hindurch strömt und beim Ausatmen kein sauerstoffarmer Luftrest in der Lunge verbleibt, wie es bei uns der Fall ist.
Die Federn, die bei den Vogelvorfahren zunächst wohl der Wärmeisolierung des Körpers dienten, spielen beim Flug natürlich eine große Rolle, da sie die Tragflächen und das Steuerruder bilden. Die Flügel haben sich aus den Vorderbeinen der Vogelvorfahren entwickelt und entsprechen anatomisch unseren Armen.
Um den beim Flug nötigen Vor- und Auftrieb zu erzeugen wird eine kräftige Brustmuskulatur benötigt. Diese Muskeln, die wir z.B. als „Hähnchenfilet“ kennen, benötigen große Ansatzflächen am Skelett. Unter diesem Selektionsdruck ist aus dem Brustbein ein großer, kielförmiger Knochen entstanden, die sogenannte Carina.
Außerdem hilft es den Vögeln, dass sie, wie auch die Reptilien, giftige Stoffwechselprodukte in Form von Harnsäure und nicht wie wir als Harnstoff ausscheiden. Harnstoff muss, um über die Nieren ausgeschieden werden zu können, in viel Wasser gelöst werden. Harnsäure hingegen kann als Paste ausgeschieden werden (das Weiße im „Vogelschiss“), weshalb Vögel vergleichsweise weniger Wasser als wir im Körper transportieren müssen (z.B. als Blut), was wiederum der Gewichtsersparnis dient.