Vogels – dieren van lucht, licht en warmte

Inleiding

Vogels vallen als zingende, vliegende dieren veel meer op dan andere gewervelde dieren, die stil zijn en vaak een verborgen leven leiden.

Een buizerd of ooievaar trekt lange tijd zijn cirkels in de lucht. Kleurrijke zangvogels hippen in de tuin en zingen in het voorjaar iedere morgen luid hun lied. In de winter trekken grote groepen kieviten of ganzen door de lucht.

Vogels hebben een prachtige zang en prachtige kleuren, maar meestal niet tegelijk: in de gematigde streken overheerst de mooie zang, in de tropen overheersen de mooie kleuren. Er is een grote kleurenrijkdom en weinig vormenrijkdom: vogels lijken in gestalte nogal op elkaar.

Vogels zijn voor de mens nuttig, omdat ze veel insecten (zwaluwen) en zaden (mussen) eten, maar ook muizen (buizerd, uilen).

De struisvogel is de grootste (2,5 meter) en zwaarste (155 kilo) vogel. De zwaarste vliegende vogel is de grote trap, met zo'n 16 kilo. De grootste spanwijdte heeft de reuzenalbatros (3,4 meter). De kleinste vogel is de bijenkolibrie (2 gram en 6 cm).

Omgeving

De omgeving van vogels is de lucht. Een boerenzwaluw foerageert in de lucht en drinkt terwijl hij over een plasje water vliegt. Een gierzwaluw komt, nadat hij uit het nest is gevlogen, alleen nog op de aarde om een nest te maken en eieren uit te broeden. Eten, drinken en paren gebeuren in de lucht. Ook albatrossen zijn bijna altijd in de lucht. Veel andere soorten, zoals meeuwen, sterns en roofvogels, verblijven lange tijd in de lucht. Er zijn natuurlijk ook vogels die:

• veel in bomen en struiken verblijven, zoals zangvogels,
• veel in het water zitten, zoals eenden, ganzen, zwanen en alken,
• veel op de grond zitten, zoals hoenders, en
• niet meer kunnen vliegen, zoals pinguïns en struisvogels.

Toch is de lucht over het algemeen hun element, en ze hebben veel wat hen bij uitstek geschikt maakt als bewoners van de lucht.

Vogels maken tijdens de trek lange tochten. De grutto overwintert in West-Afrika en op het Iberisch schiereiland, de boerenzwaluw in zuidelijk Afrika, en de ganzen die in de winter in Nederland zijn, broeden in de zomer in poolstreken. Soms zijn dezelfde vogelsoorten in zomer en winter te zien. Dat kunnen standvogels zijn, maar er zijn ook soorten die het in de winter zuidelijker zoeken. Zo broeden de roodborstjes die hier overwinteren noordelijker, terwijl de roodborstjes die hier broeden voor een deel zuidelijker overwinteren.

Veel grote vogels laten zich meevoeren met de thermiek van opstijgende lucht, waardoor ze vrij moeiteloos hoog kunnen komen en het zweven nauwelijks energie kost. Andere vogels, zoals ganzen en zwanen, sparen tijdens het vliegen energie door schuin achter elkaar te vliegen, in de bekende V-formatie.

Lichaamsbouw – algemeen

Vogels zijn vrij kleine en lichte dieren (een boerenzwaluw weegt 19 gram, waarvan 1 gram skelet). Opvallend zijn het min of meer rechtopstaande lichaam met een lange nek en de kleine, gesnavelde kop, de vleugels, de staart en de twee dunne en vaak lange poten. Vogels staan rechtop, maar de poten zijn in het lichaam gehoekt (goed te zien aan het skelet van een arend), en het lichaam is alleen bij het vliegen helemaal gestrekt.

Vogels hebben veren, die het lichaam goed tegen kou beschermen, en geen haren. De bek is een tandeloze snavel. De poten van roofvogels hebben klauwen, waarmee ze hun prooien vangen en doden.

Zintuigen

Het evenwicht is zeer goed ontwikkeld. Dat is makkelijk te zien aan een vogeltje op een takje in de wind, dat moeiteloos zijn evenwicht bewaart, of aan de vlucht van vogels en het bidden van de torenvalk, die stil in de lucht hangt. Hoe dit zintuig werkt, staat op de pagina over de evenwichtszin.

De ogen zijn groot en zeer goed ontwikkeld (arendsogen) en bij veel soorten groter dan de hersenen. Roofvogels behoren tot de dieren met het scherpste zicht. De ogen zijn lichtgevoelig en nemen kleur waar. Veel vogels zien ook ultraviolet licht en hebben zo een groter kleurenspectrum dan de mens. Doordat bij veel soorten de ogen opzij van de kop staan, overzien ze een groot gebied bij het zoeken naar voedsel. Ze zijn meestal sterk op beweging gericht. Sommige soorten, met name uilen, hebben een zeer goed gehoor, maar alle vogels horen goed.

De reuk is meestal ondergeschikt, maar er zijn uitzonderingen, zoals de kiwi, sommige gieren en de albatrossen, die voedsel op geur kunnen vinden. De tast is wel goed ontwikkeld: iedere aanraking van de veren wordt gevoeld.

Hersenen

De hersenen zijn 6 tot 10 keer groter dan die van reptielen van gelijke grootte. De reuklobben van de grote hersenen zijn klein; de meeste vogels ruiken slecht. De beide helften van de grote hersenen zijn groot en glad, dus niet gevouwen, en het optische gebied van de middenhersenen is goed ontwikkeld. Het oppervlak van de kleine hersenen is vergroot doordat er plooien in zitten. Dat de grote hersenen glad zijn, zegt weinig over het vermogen: kraaiachtigen en papegaaien lossen problemen op die voor veel zoogdieren te moeilijk zijn.

Ademhaling

Vogels verbruiken veel zuurstof. Hun kleine lichaam, hun warmbloedigheid en het vliegen vragen veel energie. De longen zijn klein, maar het ademoppervlak is zeer groot. De luchtstroom gaat één kant op (en niet heen en weer zoals bij zoogdieren) en de lucht stroomt steeds door. Er is daardoor een krachtige luchtbeweging. De longen staan in verbinding met een aantal luchtzakken en via deze met luchtholten in de beenderen. Vogels hebben geen middenrif; de ademhaling gaat door beweging van de ribben en het borstbeen.

De luchtzakken en de lucht in de botten maken dat de dieren ten opzichte van hun lichaamsvolume licht zijn.

Bloedsomloop

Vogels zijn warmbloedige dieren. Hun temperatuur bedraagt meestal 41 °C en is bij sommige soorten tot 42 °C, dus hoger dan bij zoogdieren. Vogels zweten niet; warmte raken ze vooral kwijt door te hijgen met open snavel.

De bloedsomloop is dubbel en volkomen gescheiden. Het hart is net als bij zoogdieren gevormd, met twee boezems en twee kamers. Het slaat snel: bij een kip zo'n 330 slagen per minuut en bij een kanarie rond de 1000.

Het dichte verenkleed zorgt voor een isolerende luchtlaag om het lichaam, waardoor de warmte goed wordt vastgehouden. Dat is ook nodig, anders zouden deze kleine dieren te veel warmte verliezen. Kleine dieren kunnen hun warmte minder goed vasthouden dan grote, door het grotere huidoppervlak ten opzichte van het volume van het dier (het oppervlak groeit met de tweede macht, het volume met de derde). Vogels zijn over het algemeen klein, kleiner dan veel zoogdieren, en ze zijn warmer. Dat houdt in dat ze beter geïsoleerd moeten zijn of meer voedsel moeten eten.

Spijsvertering en voedsel

Vogels moeten dus veel eten, omdat ze warmbloedig zijn en een hoge temperatuur hebben. Ze verbruiken veel energie, vooral bij het vliegen. Vogels hebben vaak voedsel nodig en verbruiken het snel. Er is daardoor niet veel voedsel tegelijk in de maag.

Vogels eten verschillend voedsel. Er zijn zaad- en vruchteneters, vlees- en viseters, en er is een grote mate van specialisatie. Daardoor beconcurreren vogels met een bijna gelijk dieet elkaar niet. Veel jonge vogels, ook van zaadetende zangvogels en kippen, eten insecten.

De maag bestaat uit twee delen: een kliermaag met sterk maagsap, waarin eiwit en bij roofvogels zelfs botjes worden verteerd, en een gespierde spiermaag. Bij veel zaadetende vogels zitten er steentjes in de spiermaag om de zaden mee fijn te malen. Er is een duidelijk onderscheid tussen de slokdarm en de maag. De dunne darm is gekronkeld en lang, de dikke darm is recht en kort, behalve bij plantenetende vogels: daar is de dikke darm lang, zoals bij de struisvogel, of zijn er grote blindzakken, zoals bij het korhoen.

Voedsel wordt vaak in zijn geheel ingeslikt. De onverteerbare delen, zoals skeletdelen, worden als braakballen weer uitgebraakt. Die van uilen zijn het bekendst.

Voortplanting

Aan de voortplanting gaat een uitgebreide balts met zang, territorium- en paarvorming vooraf. Veel paren blijven hun hele leven samen. Er wordt een meer of minder gecompliceerd nest gebouwd, in bomen of struiken of op de bodem. Soms is een eenvoudig kuiltje voldoende, zoals bij de scholekster; soms zijn het enorme bouwsels in bomen, zoals de horst van de visarend, of kunstig geweven bollen, zoals bij de wevervogels.

Er is een paring met inwendige bevruchting, en het vrouwtje legt één of meer eieren met een kalkschaal, met luchtdoorlatende poriën, in het nest. Anders dan reptielen, die hun eieren in een donkere omgeving leggen, leggen vogels hun eieren in een lichte, beschutte omgeving: niet in de aarde, maar juist op of boven de aarde. De eieren worden met eigen lichaamswarmte uitgebroed door één of beide ouders. Na relatief korte tijd (zangvogels 14 dagen, weidevogels en kip 21 dagen) komen de jongen uit het ei. Ze breken de schaal met een eitand, een tandje op de snavel dat daarna weer verdwijnt. Er zijn twee typen jongen:

• nestvlieders, vogels met dons die direct het nest kunnen verlaten en met hun ouders zelf voedsel zoeken, en
• nestblijvers, die zonder dons uit het ei komen, enkele weken in het nest blijven en door hun ouders worden gevoed.

Zangvogels en roofvogels zijn nestblijvers; weidevogels, eenden en ganzen zijn nestvlieders. In beide gevallen verzorgen en beschermen de ouders de jongen.

Het territorium wordt met zang tegen andere mannetjes verdedigd en dient om een vrouwtje te lokken. Het territorium is wel toegankelijk voor andere soorten, maar niet voor soortgenoten. In een territorium is voldoende voedsel en beschutting aanwezig. Niet alle vogels hebben een territorium: zangvogels wel, weidevogels niet. Er zijn ook koloniebroeders, zoals meeuwen en reigers.

Voortbeweging

Vogels vliegen. De voorpoten hebben zich ontwikkeld tot vleugels met veren. De veren grijpen in elkaar, en de vleugels met de veren geven veel draagvlak, waardoor er gevlogen kan worden. De vleugels zijn aan de bovenzijde licht gewelfd en staan iets schuin in de luchtstroom. De lucht wordt aan de voorzijde van de vleugel gesplitst. Aan de bovenzijde stroomt de lucht sneller en ontstaat onderdruk; aan de onderzijde ontstaat een lichte overdruk. Het grootste deel van de draagkracht komt van de onderdruk aan de bovenzijde. Zo wordt een vogel door de lucht omhooggetild of gedragen: hij rust op iets dichtere lucht en hangt aan lucht met onderdruk.

Veel vogels vliegen tussen de 40 en 80 km per uur. De gierzwaluw haalt in snelle vlucht ruim 100 km per uur, en de slechtvalk komt in een duikvlucht boven de 300 km per uur. Veel vogels trekken op enkele honderden meters tot een paar kilometer hoogte; sommige, zoals de ganzen die de Himalaya oversteken, gaan veel hoger. Er zijn ook niet-vliegende vogels, waarvan de veren veranderd zijn en eerder op haren lijken (struisvogel, emoe, kiwi).

De poten van vogels zijn kort of lang. Vogels met lange poten kunnen er goed mee lopen, zoals weidevogels; vogels met korte poten hippen. Roofvogels gebruiken de poten en klauwen om prooien te vangen. Vogels kunnen lange tijd op één poot staan.

Zwanen vliegen in V-formatie, een wilde eend vliegt met snelle slagen, een buizerd zweeft, en een zeearend glijdt met bijna stilstaande vleugels door de lucht. Filmbeelden: Zeearenden in de lucht.

Lucht, licht en warmte

In de fenomenologische benadering worden vogels beschreven als lucht-, licht- en warmtewezens. Luchtwezens, omdat ze in de lucht vliegen en veel lucht in hun lichaam hebben. Lichtwezens, omdat ze overdag actief en zichtbaar zijn en omdat hun eieren in het licht liggen. Warmtewezens, omdat ze warmbloedig zijn en een hoge lichaamstemperatuur hebben.

Ten opzichte van de reptielen hebben vogels de volgende veranderingen:

• De huid is dun en niet helemaal dicht en verhard.
• Ze zijn warmbloedig en niet afhankelijk van warmte van buiten.
• Ze kunnen zelf bepalen wanneer ze actief zijn.
• De bloedsomloop is dubbel en volledig gescheiden.
• Ze kunnen vliegen, zijn licht en zijn niet aan de aarde gebonden.
• Ze zijn beweeglijk en snel.
• Ze hebben de voortplanting meer in eigen regie, doordat ze de eieren zelf uitbroeden en de jongen verzorgen en voeren.

Vogels zijn luchtwezens doordat ze:

• vliegen,
• vleugels hebben,
• zingen,
• bomen en struiken bewonen en er nesten bouwen,
• op daken en palen zitten,
• dunne en koude poten hebben,
• soms op één poot staan,
• veel lucht in hun lichaam hebben, zoals in de luchtzakken, in de botten en tussen de veren.

In deze beschrijving hebben vogels de aardse zwaarte van de reptielen opgeheven, en zijn ze daarin zo ver gegaan dat ze nauwelijks nog op de aarde zijn. Hoe die stap past in de hele rij van vis tot mens, staat op de pagina over ontwikkelingslijnen.

Afstamming: vogels en dinosauriërs

In de biologische systematiek staan vogels niet los van de reptielen. Ze stammen af van kleine, tweevoetige theropode dinosauriërs en worden daarom tegenwoordig zelf tot de dinosauriërs gerekend. De nauwste nog levende verwanten van de vogels zijn de krokodillen. Het bekendste overgangsfossiel is Archaeopteryx, gevonden in de kalksteen van Solnhofen in Beieren en ongeveer 150 miljoen jaar oud: een dier met veren en vleugels, maar ook met tanden, klauwen aan de vingers en een lange, benige staart.

Sinds de jaren negentig zijn vooral in China veel gevederde dinosauriërs gevonden die niet konden vliegen. Veren bestonden dus al vóór het vliegen, en dienden waarschijnlijk eerst voor isolatie en vertoon. Ook de luchtzakken en de holle botten zijn bij theropoden al aanwezig. Wat bij de vogels nieuw is, is vooral de combinatie: een kort, stijf lichaam, een gekield borstbeen voor de grote vliegspieren, een tandeloze snavel en een staart die is teruggebracht tot een klein botje waarop de staartveren staan. De dinosauriërs die 66 miljoen jaar geleden uitstierven, waren dus niet allemaal weg; een van hun takken zit in de tuin op een takje en zingt.