Entre oiseaux

2007/10/01 Lakar Iraizoz, Oihane - Elhuyar Zientzia Iturria: Elhuyar aldizkaria

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Quand on voit des oiseaux, il semble que voler est très facile, c'est-à-dire qu'il suffirait d'avoir des plumes dans nos bras pour pouvoir voler. Et il est vrai que les oiseaux volants le font grâce aux ailes, et que les ailes doivent cette capacité aux plumes.

Lorsque les ailes se déplacent vers le bas, les plumes sont placées entre elles formant une structure rigide, imperméable à l'air. Ce mouvement pousse l'air vers le bas et les oiseaux montent. Quand c'est au tour de déplacer les ailes vers le haut, les plumes deviennent et laissent passer l'air entre les plumes. La résistance des plumes à l'air dans cette position est dix fois inférieure à celle appliquée dans le mouvement précédent. Plusieurs cycles de ces caractéristiques font que les oiseaux prennent la hauteur et volent.

Mais déplacer les ailes n'est pas une activité simple. Les oiseaux ont besoin de beaucoup d'énergie pour déplacer les muscles de la poitrine et les ailes. En outre, ils ont besoin d'énergie très rapide pour pouvoir suivre le vol. Pour obtenir de l'énergie des aliments qu'ils mangent, ils ont besoin de brûler les aliments et ont besoin d'oxygène pour cela. Ils ont aussi besoin d'oxygène rapidement. Pour répondre à cette demande sont adaptés les poumons des oiseaux, il n'y a pas d'autres animaux qui ont des poumons comme eux. Ils ont un système de sacs d'air qui permettent une respiration très efficace.

Bien sûr, les aliments et l'oxygène doivent atteindre rapidement les muscles qui déplacent les ailes. Par conséquent, il est nécessaire que le sang qui les transporte ait une vitesse rapide. Le cœur des oiseaux donne des battements très rapides et, pour une plus grande efficacité, le cœur est généralement très grand (en proportion 6 fois plus grand que l'humain). En raison de la circulation rapide, la température corporelle est entre 7 et 8 degrés supérieure à celle de l'homme, ce qui rend les protéines responsables du métabolisme travailler plus vite, c'est-à-dire brûler des aliments plus rapidement. En bref, les oiseaux vivent très vite.

En déplaçant les ailes vers le bas, ils poussent l'air vers le bas et les oiseaux montent.

J. Mendizabal

Dans ce rythme de vie rapide, il est également très important qu'il soit léger, afin que les ailes aient le moins d'énergie possible pour garder l'animal dans l'air. En bref, plus l'oiseau est lourd, plus la quantité d'ailes et de muscles nécessaires pour pouvoir s'élever et plus d'énergie pour les déplacer est grande. Pour soulager le poids, les oiseaux ont eu recours aux os : les os sont vides à l'intérieur.

Façons de voler

Le moment où plus d'énergie est nécessaire est le moment de voler, car les ailes doivent faire assez de force pour soulever le poids de l'oiseau. En plus d'agiter les ailes, l'animal a besoin d'un autre type d'aide pour décoller. Les petits oiseaux ont juste besoin de sauter et battre les ailes pour voler. Les plus grandes nécessitent une propulsion plus forte. Beaucoup de ceux qui habitent l'eau, comme l'albatrosa, commencent à courir et quand ils atteignent la vitesse nécessaire, ils agitent les ailes.

Si au début du vol il y a du vent opposé, il est plus facile de décoller, en ouvrant les ailes et en levant légèrement, puisque le vent passe sous l'aile avec force, provoquant une force ascendante. Plus l'oiseau est grand, plus vous aurez à faire pour décoller. Pour éviter ce problème, les grands oiseaux se posent souvent sur des points élevés (tours ecclésiastiques, rochers...) et n'ont plus qu'à les laisser tomber pour voler.

Certains grands oiseaux se posent sur des points élevés et se laissent tomber pour voler.

MEC

Une fois que vous avez réussi à décoller, il est temps de voler. Chaque oiseau vole à sa manière, mais en général nous pouvons distinguer deux formes de base: en planifiant ou en agitant les ailes.

Planifier est un grand avantage car les oiseaux économisent de l'énergie en volant. Les oiseaux terrestres planeurs profitent pour voler les chaudes masses d'air que produit le sol (ils profitent d'autres courants de vent qui sont générés dans l'eau par les planificateurs aquatiques et, surtout, marins, mais cette fois nous nous limiterons aux oiseaux terrestres). Lorsque le soleil chauffe, l'air autour du sol est également chauffé et que l'air chaud pèse moins que le froid (car il a une densité plus faible) augmente. Ce sont des courants thermiques.

Il existe d'autres courants ascendants, par exemple, lorsque le vent souffle sur une montagne, une falaise ou un bâtiment, il tend à passer au-dessus et monte. Les oiseaux planeurs sont capables de prendre ces courants ascendants sous les ailes, sans effort, pour monter.

Les oiseaux qui volent secouant les ailes, de leur côté, ont été adaptés pour battre les ailes fréquemment. C'est le type de vol avec plus de demande énergétique puisque le muscle de poitrine nécessite un travail continu. Et pourtant, il est le plus répandu parmi les oiseaux. Le rythme d'agitation des ailes, cependant, est très variable parmi les oiseaux. Certains ont un mouvement lent - les hérons par exemple - et d'autres, au contraire, déplacent les ailes si vite qu'on ne les voit pas - ce sont les colibris - les plus représentatives. Il ya des oiseaux qui, au lieu d'agiter constamment leurs ailes font des pauses ponctuelles. Dans ces pauses, les ailes restent arrêtées jusqu'à perdre la vitesse. On peut voir des pigeons, des moineaux, des roux… volant de cette façon.

Selon le lieu de résidence et le mode de vie, la forme et la taille des ailes changent.

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Type de vol de style de vie bas

La forme et la taille des ailes sont très importantes pour définir le mode de vol de chaque oiseau. Les ailes d'un txepetx, d'un cesped et d'un gypaète ne sont pas les mêmes. Selon le lieu de résidence et le style de vie de chacun, le mode de vol (et donc la forme et la taille des ailes) varie, car chacun est adapté à son environnement.

Ceux qui habitent des plantes fermées, comme les forêts, ont généralement des ailes elliptiques, c'est-à-dire courtes et assez larges. Cette forme facilite la manœuvre dans de petites zones. En revanche, pour voler sur de longues distances, ce ne sont pas des ailes très appropriées. Les oiseaux qui font de longues distances à projeter dans des zones ouvertes ont des ailes larges et longues. Il n'y a qu'à voir quelles ailes ont les cigognes ou vautours lions.

Les colonnes déplacent les ailes très rapidement et ne les voient pas à l'œil nu. Pour cela, vous devez prendre la photo à grande vitesse.

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D'autre part, les hirondelles, les faucons et autres ont de longues ailes, minces et rigides. Les ailes de cette forme sont très aérodynamiques, ce qui permet aux oiseaux d'atteindre des vitesses élevées. En fait, les oiseaux avec ce type d'ailes sont les plus rapides, pouvant atteindre des vitesses allant jusqu'à 200 km/h.

Migration et vol

À certaines périodes de l'année, de nombreux oiseaux effectuent un vol de milliers de kilomètres. C'est une activité qui exige beaucoup d'énergie. Ils essaient de faire la route aussi "bon marché" que possible, aussi directement que possible et en groupe. Les oiseaux migrateurs volent souvent en groupe. Il est parfois très spécial - par exemple, en groupes de grues - la forme V adoptée par le groupe. Lorsque vous voyagez en groupe, la résistance de l'air diminue, ce qui nécessite moins d'énergie pour effectuer le même parcours.

En plus de la dépense énergétique propre à la migration, ils dépendent d'autres facteurs qui leur font consommer plus ou moins d'énergie. Le vent est particulièrement important. Lorsque le soleil chauffe et qu'il y a du vent en faveur de la migration, les oiseaux volent très haut et n'ont aucun problème à voler correctement.

Certains groupes d'oiseaux migrent en forme de V.

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Cependant, lorsqu'il n'y a pas de soleil (et donc pas de courant thermique) ou qu'il y a un vent contraire, ils n'atteignent pas une hauteur très élevée et rencontrent plusieurs obstacles. Dans ces cas, par exemple, les chaînes de montagnes deviennent des limites difficiles à surmonter. Les oiseaux sont obligés de changer leur parcours et commencent à entourer la cordillère pour trouver une vallée ou une colline qui leur permet de traverser.

Un autre obstacle est la mer. Comme l'eau est chauffée très lentement, aucun courant thermique n'est généré sur l'eau. Les oiseaux planeurs ont de graves problèmes en traversant de grandes masses d'eau d'un continent à l'autre. Pour éviter ce problème, des milans noirs, des faucons d'observation et beaucoup d'autres planeurs se servent des courants thermiques terrestres pour atteindre la plus grande hauteur possible, d'où ils partent vers l'autre continent, en laissant tomber de haut en bas, en frappant les ailes sur la mer pour parcourir la moindre distance possible. Pour que cette difficulté à surmonter soit la plus faible possible, ils choisissent les points avec le minimum des plages de mer pour traverser la mer. Par exemple, le détroit de Gibraltar. Pendant la migration, sur les côtes, de nombreux oiseaux planeurs s'accumulent.

Les oiseaux qui ne dépendent pas des courants thermiques - l'un d'eux est l'aigle pêcheur - n'ont pas autant de problèmes que les planeurs pour traverser de grandes masses d'eau. Ils ont la même facilité pour voler sur la mer ou la terre. Oui, si vous avez besoin de vous fatiguer et de vous reposer, les solutions ne sont pas égales sur terre et mer. Sur terre oui, ils peuvent atterrir presque n'importe où, mais ils ne peuvent pas le faire en mer. Ils se posent sur les îles qu'ils trouvent ou sur les bateaux quand ils n'ont pas la force de supporter le voyage. Si aucun pas est trouvé, certains meurent dans la tentative de traverser la mer à peine. C'est pourquoi ils traversent aussi souvent les mers par des contreforts étroits.

Logiquement, cette migration concerne les oiseaux terrestres, avec le problème inverse pour les oiseaux marins. Le problème est qu'ils passent d'une mer à l'autre parce qu'il est sec entre deux mers ou océans. Les marées sont une étape pour eux, une solution au problème de passer d'un océan à l'autre.

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Si nous devions choisir une forme de vol, et apparemment ce ne serait pas une tâche facile ! Heureusement ou malheureusement, nous ne pouvons pas choisir cela; chaque animal est le successeur de ses ancêtres et doit vivre avec les caractéristiques qui l'ont touché à vivre. Avec des avantages et des inconvénients.

Jouer avec l'aérodynamique

Si un objet (sud) est aérodynamique, le fluide qui est dirigé contre lui (air) suit la forme de l'objet, pour ainsi dire, il adhère à la surface de l'objet. L'air est organisé en couches : les molécules d'air les plus proches de la surface de l'objet ne bougent pas. Les couches moléculaires suivantes se déplacent à basse vitesse et, à mesure qu'elles s'éloignent de la surface, la vitesse du fluide augmente jusqu'à atteindre la vitesse de l'air qui n'est pas en contact avec l'objet. On dit que l'air ainsi déplacé a un flux laminaire. Au contraire, si la courbure de l'objet était très fermée, c'est-à-dire si elle n'était pas aérodynamique, l'air se séparerait de l'objet et se formerait des tourbillons. Les tourbillons sont résistants et réduisent la vitesse de l'objet.

Les oiseaux profitent de ces caractéristiques aérodynamiques. Si avec les ailes étendues, sans bouger, nous attraperions une aile et le coupons transversalement, nous obtiendrions l'image d'une goutte allongée couchée. Cette forme est une forme aérodynamique parfaite. Les ailes gênent à peine l'air : l'air frappe la partie épaisse de la goutte, entoure toute la goutte et s'éloigne du côté mince.

(Photo: G. Stinson)

Selon la position qu'occupent les ailes, c'est-à-dire leur angle par rapport à l'air opposé (appelé angle d'attaque), les oiseaux montent ou descendent. Pour monter, ils élèvent l'angle d'incidence, de sorte que l'air passe plus sous l'aile et la pression dans la partie inférieure de l'aile devient plus grande que la partie supérieure. Pour le bas, il suffit de réduire l'angle d'incidence pour faire passer plus d'air au-dessus de l'aile.

Même pour atterrir utilisent l'angle d'attaque: À plus de 15 degrés les ailes cessent d'être aérodynamiques. En quelque sorte, ils créent une sorte d'écran contre l'air et provoquent des turbulences.

Origine du vol

Il semble que la capacité de voler n'est apparu qu'une fois dans l'évolution des oiseaux. Les premiers oiseaux avaient le corps couvert de plumes, oui, mais pour maintenir la température corporelle, ils ont apparemment commencé à voler avec ces plumes. Apparemment, commencer à voler était bénéfique pour les oiseaux, pour échapper aux prédateurs et faciliter la capture des proies. Mais il n'est pas clair comment ils ont commencé à voler. Il y a deux théories possibles pour expliquer ce phénomène et les restes fossiles ne le font ni par l'un ni par l'autre.

(Photo: R. Petty/Science)

Le premier dit que les premiers oiseaux montaient dans les arbres et que, grâce aux plumes, ils pouvaient se laisser tomber par les arbres et, d'une certaine manière, planifier comme le font les écureuils volants. Comme ils évoluent, ils ont planifié des distances de plus en plus longues et, finalement, ils ont volé sans avoir à monter dans les arbres.

Selon l'autre théorie, les premiers oiseaux étaient coureurs et les plumes qui les servaient pour ne pas perdre l'équilibre dans les éjaculations. Peu à peu, la surface des membres supérieurs a augmenté et à la fin, profitant de la poussée de la vitesse, ils ont commencé à voler.