Eesti Looduse fotovõistlus
2012/8



   Eesti Looduse
   viktoriin


   Eesti Looduse
   fotovõistlus 2012




   AIANDUS.EE

Eesti Loodus
Linnud EL 2012/8
Linnulend

Lindude lennuvõimet on peetud läbi aegade priiuse sümboliks. Öeldes „vaba kui lind” peetakse eelkõige silmas lindude vabadust jätta kaugele maha meid nii tugevalt enda külge siduv maapind, vilistada gravitatsioonile, olla iseenda peremees. Õhuvooludel liuglevat konnakotkast vaadates tundub lendamine meeldiv ja vabastav, ent vastutuules meeleheitlikult tiibadega rapsiv vares veenab vastupidises.

Juba pealiskaudu on näha, et kõik linnud ei lenda ühtemoodi. Kasutatakse eri strateegiaid, olenevalt liigi elukeskkonnast, eluviisist ja kehaehitusest. Lennu tüübi – manööverdusvõime, energiakulu ja kiiruse – määrab peaasjalikult linnu suurus ja tiiva kuju. Paljud linnud oskavad õhuvooludel liuelda tiibu liigutamata, teised aga püsivad õhus vaid neid pidevalt lehvitades.
Lindude lennuvõime varieerub väga suures ulatuses. On linde, kes ei lenda üldse. Jaanalinnud, emud, kiivid ja kaasuarid lepivad jooksmisega maapinnal. Pingviinid aga kasutavad tiibu hoopis väga osavalt aerudena.
Mõned linnud lendavad väga harva, tõustes õhku vaid hädaolukorras. Nii käituvad näiteks nurmkana ja rukkirääk. Teised veedavad õhus peaaegu kogu elu. Näiteks piiritajad toituvad lennates, paarituvad lennates ja isegi magavad lennates. Nemad hoopis maanduvad väga harva ning nende lühikeste jalgade ehitus ei võimaldagi neil rõhtpinnal jalgadele toetuda.
Peatumatu lennu maailmarekord kuulub mõnede andmete järgi vöötsaba-vigledele, kes lendavad soodsate tuulte najal üle 11 000 kilomeetri talvituspaigast Uus-Meremaalt pesitsusaladele Alaskal, tee peal kordagi söömata või joomata. Uskumatuna tunduvat peatusteta otselendu üle Vaikse ookeani kinnitab fakt, et selle alamliigi esindajaid ei ole kunagi nähtud Aasia rannikualadel, mis muidu on üle Vaikse ookeani lendavate lindude tavalisteks puhkepaikadeks. Samuti kinnitasid teadlaste arvutused, et teoreetiliselt võib Uus-Meremaal kogutud rasvavarudest selleks tohutu energiakuluga rännakuks tõepoolest jaguda.

Tiiva eri osadel on eri ülesanded. Kehale lähemal asuv tiivaosa liigub vähem, kuid tekitab õhuspüsimiseks vajaliku tõstejõu. Kehast kaugemal asuv tiivaosa sooritab laia kaare ja annab linnule hoogu edasi liikuda.
Allalöögi ajal liigub tiib ettepoole (see võib tunduda ebatõhus, aga nii see on) tekitades samas ometi ka lindu edasilükkavat jõudu. Üleslöögi ajal tiivasuled tihtipeale eralduvad üksteisest, lastes õhu läbi, et mitte lindu allapoole suruda. Üles liikuv tiib volditakse ka osaliselt kokku ja tõmmatakse kehale lähemale, et vähendada õhutakistust. Ka üleslöök tekitab lindu edasiviivat jõudu, eriti just õhkutõusul.
Lennu mehaanikat on põhjalikult uuritud ning veebist leiab lihtsasti mitmesuguseid aegluubis videoid linnutiibade peensusteni lihvitud liikumise kohta.

Lennustiil oleneb tiibade kujust. Et kotkaste kombel maismaa kohal liuelda, peavad tiivad olema tugevad ja laiad. Kotkad on hea manööverdajad: kiiremini lendamiseks saavad nad hoida tiibu õhuvooluga rööbiti, pidurdamiseks aga keerata õhuvooluga risti. Manööverdamisvõimet lisavad tiibade otstes asuvad pikad suled, mille vahele pragusid tekitades on võimalik reguleerida õhutakistust. Soovi korral lasevad kotkad ennast oma laiadel tiibadel õhuvoolude najal kõrgele taevasse kanda, samas tiibu kokku tõmmates sööstavad kivina tagasi maapinnal nähtud saagi poole. Kotka tiibade võimsust näitab ka see, et neile pole mingi probleem raske saagiga tagasi kõrgustesse tõusta.
Meretuulte najal liuglemiseks on vaja teistsugust tehnikat kui maismaal: merel on tuul tugevam, tõusvad õhuvoolud aga mere aeglasema soojenemise tõttu nõrgemad. Peale selle mõjutavad ranniku lähedal elavaid linde briisid, mis päeval puhuvad merelt maismaale. Meretuulte najal liuglemiseks sobivad pikad kitsad tiivad, mis on omased paljudele merelindudele, näiteks albatrossidele.
Kiire sööstlennu ja äkiliste manöövrite jaoks on vaja aga hoopis teistsuguseid tiibu. Kiiresti lendavate lindude tiivad on suhteliselt lühikesed ja teravatipulised. Selliseid tiibu tuleb kiirendamiseks väga tihedalt lehvitada, mis nõuab palju energiat, kuid võimaldab samas saavutada lausa uskumatuna tunduvat kiirust. Näiteks pardid, algid ja lunnid, pealtnäha töntsakad linnud, suudavad vajaduse korral väga kiiresti lennata, sööstes tiibadega imekiirelt vuristades üle vee (või vajaduse korral ka vee alla).
Lühikesed ümarad tiivad ei võimalda küll suurt kiirust, kuid see-eest osavaid manöövreid, mida vajavad näiteks tihedas metsas elavad linnud. Sellised tiivad võimaldavad ka kiiresti õhku tõusta: lühikeste ümarate tiibade võimsust võib imetleda näiteks põllu peal nurmkanaga kokku sattudes. Järsu vurina saatel kaob lind „kiskja” käeulatusest. Vurinat ei jätku aga kauaks: peagi peab pageja maanduma ja varju otsima, et energiavarusid taastada.

Hoopis isesugune lennutehnika on paigallend. Selleks on võimelised vaid vähesed linnud. Hoida end pikemat aega õhus vaid tiivalöökide jõul, kasutamata ära tõstejõudu, mida edasiliikumise hoog tekitab kogu kehale, on äärmiselt energiakulukas ja seetõttu sobib selline liikumisviis vaid väikestele kergetele lindudele. On ka erandeid: suuremad paigallennuks võimelised linnud on näiteks osava kalastajana tuntud erksavärviline jäälind ning õhus paigalpüsimise järgi nime saanud tuuletallaja. Toidujahil või pesa ehitades suudavad lühikeseks ajaks õhus pidama saada ka teised linnud, kuid tõeliseks paigallennuks seda ei peeta.
Klassikalised paigallendajad on koolibrid. Neid jälgides jääb tõepoolest mulje teleportatsioonist: ühel hetkel on lind sinu kõrval, järgmisel aga meeter maad eemal, sekundi murdosa hiljem lihtsalt kadunud. Kui üldjuhul nõuab aeglane ja paigal lend kitsaid tiibu, siis koolibrid oma lühikeste laiade tiibadega on erand. Nende lennutehnikagi on sootuks omapärane: teised linnud painutavad tiivalööki sooritades tiiva kokku ning tiiva tipp liigub enam-vähem ellipsikujuliselt, koolibri tiib on aga kogu löögi vältel välja sirutatud ja joonistab õhus imekiirelt kaheksaid. Sekundi jooksul võib koolibri teha poolsada tiivalööki.
Koolibrid on ka ainsad linnud, kes oskavad lennata tagurpidi. Arusaadavalt peavad nad oma lennutrikkide eest tasuma suure energiakuluga. Koolibri ainevahetus on äärmiselt kiire ning pulss võib ulatuda 1200 löögini minutis. Et lennul kulutatud energiat taastada, peavad koolibrid iga päev sööma enda massiga võrreldavas koguses nektarit, vaid paaritunnine söögipaus võib aga tuua näljasurma.

Lendamine nõuab palju energiat ka teistelt: kõikide lendavate lindude ainevahetus on väga kiire. Katsed spetsiaalselt lindude lennu uurimiseks ehitatud tuuletunnelites on näidanud, et lennu ajal kiireneb lindude ainevahetus võrreldes puhkeoleku tasemega veel 7–15 korda.
Kummalisel kombel võib aeglasem lend nõuda rohkem energiat, kuna linnu edasiliikumisest tekkiv tõstejõud on väiksem, üleval püsimiseks peab tegema rohkem liigutusi ning püstisema kehaasendi tõttu on õhutakistus suurem. Loomulikult nõuab palju energiat ka väga kiire lend, seega on kõige tõhusam lennata keskmise tempoga. Kõige väsitavamad lennu osad on aga õhkutõus ja maandumine.
Lendamise suure energiakulu heaks kinnituseks on linnuliigid, kellel lennuvõime on evolutsiooni käigus taandarenenud. Selle põhjuseks peetakse just vajadust hoida energiat kokku. Lindude põhilised lennulihased on rinnalihased. Üldiselt, mida suurem on rinnalihaste suhteline mass võrreldes kogu keha massiga, seda kiirem on linnu ainevahetus. Lennuvõimetutel püttidel, kormoranidel ja papagoidel seevastu on suhteliselt väikesed rinnalihased. Pisikestel toidunappidel ja karmi kliimaga ookeanisaartel elavatel ruiklastel on lennuvõime kadunud lausa mitmes sugupuuliinis, küllap just energia kokkuhoiuks.
On selge, et mida raskem on lind, seda rohkem kulub keha õhushoidmiseks energiat. Sestap ei leidu kuigi suuri lennuvõimelisi linde: tänapäevastest on suurim rändalbatross (Diomedea exulans), kelle tiibade siruulatus küünib kuni 3,5 meetrini. Hoolimata oma suurusest kaalub see lind vaid kümmekond kilo. Raskeimate lennuvõimeliste lindude hulka kuulub kühmnokk-luik, kes võib kaaluda rändalbatrossist kaks korda rohkem.
Läbi ajaloo teadaolevalt suurim ja raskeim lennuvõimeline lind on aga umbkaudu kuus miljonit aastat tagasi Argentinas elanud Argentavis magnificens, kelle tiibade siruulatus oli seitse meetrit ja kes kaalus 70 kg. Arvatavasti püsis see hiiglane õhus tänu soojadele õhuvooludele, mis teda Andide nõlvadelt all laiuvate pampade kohale liuglema kandsid.

Mida on lendamiseks vaja? Kõige ilmsemad kohastumused lendamiseks on tiivad ja suled. Neist aga kaugeltki ei piisa: kogu organismi ülesehituses peavad olema kombineeritud kergus ja tugevus. Võrreldes lennuvõimetute loomadega algavad ümberkorraldused juba luustikust: paljud luud on omavahel kokku liidetud, mõned aga puuduvad üldse (näiteks mitmed sõrme-, varba- ja sabaluud). Kobakate lõualuude ja hammaste asemel on kujunenud kerge nokk.
Suuremad linnuluud on seest õõnsad. Need õõnsused on ühenduses kopsudega ja täidetud õhuga. Nii on luustik muudetud sõna otseses mõttes sulgkergeks, näiteks suurepärase lennuvastupidavuse poolest tuntud fregattlindude luustik kaalub vähem kui tema keha kattev sulestik!
Seevastu sukelduvate lindude, näiteks kauride luud on üsna rasked: muidu ei õnnestuks neil vee all ujuda. Loomulikult tuleb selle eest maksta kehvema lennuvõimega.
Tugev ja suhteliselt massiivne on ka kõigi lindude rinnakukiil. Sellele luule kinnituvad põhilised lennulihased – rinnalihased – ja siin kokkuhoidu lubada ei saa.
Massi ei vähendata mitte ainult luustiku, vaid muudegi elundite arvelt. Lindude sigimisorganid (munajuhad, munasarjad, munandid) on suurema osa aastast väga väikesed, suurenedes ainult sigimishooajal. Isaslindude keha sees paiknevad munandid paisuvad sigimishooajal üle saja korra. Emaslindudel kujuneb kokkuhoiu mõttes välja vaid üks toimiv munasari, kuigi arengut alustavad mõlemad.

Lendamine on esivanematelt päritud oskus. Dinosauruste luid uurinud 19. sajandi teadlasi hämmastas mõnda liiki dinosauruste jäseme- ja puusaluustike suur sarnasus nüüdisaja lindude luustikuga. Selle kohta sai olla vaid kaks seletust: luustike sarnasus tuleneb sellest, et dinosaurused liikusid maismaal kahel jalal nagu linnud, või sellest, et dinosaurused on lindude esivanemad. Praeguseks ollakse veendunud viimases variandis.
Selline arusaam sai kinnitust 1861. aastal, huvitaval kombel vaid kaks aastat pärast seda, kui Charles Darwin avaldas oma revolutsioonilise raamatu „Liikide tekkimine”. Saksamaalt leiti esimene ürglinnu (Archaeopteryx) terviklik luustik. See varesesuurune loomake elas juura ajastu lõpul, umbes 150 miljonit aastat tagasi praeguse Lõuna-Saksamaa aladel. Tol ajal kuulus see piirkond troopilisse saarestikku ja paiknes ekvaatori lähedal. Kuigi ürglind sarnanes suuruselt tänapäeva lindudega, tema keha oli kaetud sulgedega ja laiad tiivad võimaldasid lennata, oli tal siiski rohkem ühiseid tunnuseid dinosauruste kui lindudega. Näiteks tugevate hammastega lõuad, pikk saba ja küünised esijäsemetel. Kõigest hoolimata peetakse ürglindu esimeseks teadaolevaks linnuks, ehkki lennuvõimelisi ja sulelisi dinosaurusi on leitud juba varasemast ajast.

Kuidas arenes kahel jalal liikumisest lendamine? See küsimus on olnud teadlastele tõsine proovikivi: kui kaugele on võimalik minna mineviku rekonstrueerimisega, jäädes truuks teaduslikele meetoditele ja faktidele, laskmata fantaasial teadmislünki täites liialt lennata?
Teada on, et paljud dinosaurused liikusid maismaal kahel jalal. Ka mitmed väljasurnud (ja mõned tänapäevased) linnud suutsid maismaal kiiresti kahel jalal joosta. Küllap lisandusid mõnelgi sauruseliigil jooksusammudele hüplevad sammud, kiirema hoo korral võisid hüpetest saada lühikesed lennuotsad.
Kuidas aga arenesid dinosauruse küünistega esijäsemetest lindude sulised tiivad? Et evolutsioon saaks toimuda, pidi iga vaheetapp dinosauruse jäsemest linnu tiivani olema tõhus ja loomale kasulikum kui eelmine etapp. Üks kreatsionistide evolutsioonivastaseid argumente – „Mis kasu on linnul pooleldi arenenud tiivast?” – sai tõsise vastulöögi 2003. aastal, kui ameerika teadlane Kenneth Dial demonstreeris veenvalt, kui palju kasu saavad peaaegu lennuvõimetu aasia kivikana (Alectoris chukar) pojad oma väheste sulgedega nõrkadest tiibadest. Järskudest mäenõlvadest üles ronides aitab „poolikute tiibadega” vehkimine linnu jalgu tugevamini vastu maad suruda ning seetõttu takistab kukkumist, laskumisel aga aitab tiibade lehvitamine oma liikumist paremini kontrollida. Samuti võimaldavad isegi väikesed tiivad kiskja eest põgenedes jooksule hoogu anda. See võrdlus aitab kujutleda, kuidas tiivad järk-järgult areneda võisid.

Linnulennu täieliku mõistmiseni on veel pikk tee. Millised olid vaheetapid lennuvõimetust sulgedeta eellasest kõrgel taevas liugleva täiuslikus sulestikus õhukuningani? Millel põhineb lindude uskumatu vastupidavus ja pikk eluiga, hoolimata kiirest ainevahetusest, mida tavaliselt seostatakse lühikese eaga? Kuidas täpselt on välja arenenud linnulennu peenmotoorika?
Uusi uurimusi lindude energiakulust, evolutsioonist ja füsioloogiast avaldatakse iga päev, seega pole vastused neile küsimustele veel kaugeltki selged. Pealtnäha võib linnulend küll tunduda lihtne ja pingevaba, kuid selle saavutamiseks on sulekandjad läbinud pika arengutee ning maksavad kallist hinda suure energiakuluna. Lindude lennurõõmu jälgides tundub aga, et asi on seda väärt.

1. Calhim, Sara; Birkhead, Tim 2007. Testes size in birds: quality versus quantity - assumptions, errors, and estimates. – Behavioral Ecology 18: 271–275.
2. Dial, Kenneth et al. 2006. What use is half a wing in the ecology and evolution of birds? – BioScience 56: 437–445.
3. Gill, Robert; et al. 2005. Crossing the ultimate ecological barrier: Evidence for an 11000-km-long nonstop flight from Alaska to New Zealand and eastern Australia by Bar-tailed Godwits. – Condor 107: 1–20.
4. Hutchinson, John; Allen, Vivian 2009. The evolutionary continuum of limb function from early theropods to birds. – Naturwissenschaften 96: 423–448.
5. McNab, Brian 1994. Energy-conservation and the evolution of flightlessness in birds. – American Naturalist 144: 628–642.
6. Pennycuick, Colin et al. 1997. A new low-turbulence wind tunnel for bird flight experiments at Lund University, Sweden. – Journal of Experimental Biology 200: 1441–1449.
7. Svensson, Lars 2012. Euroopa ja Vahemere maade lindude välimääraja. Varrak, Tallinn.

Uuri lindude ja putukate lennutehnikat: www.ultraslo.com/birds; www.ultraslo.com/insects

Tuul Sepp (1984) on Tartu ülikooli loomaökoloogia doktorant, uurib lindude füsiloogiat, ökoloogiat, immunoloogiat ja käitumist.



Tuul Sepp
28/11/2012
26/11/2012
05/10/2012
09/07/2012
26/06/2012
26/06/2012
22/05/2012

Loe Uudistajat
E-posti aadress:
Liitun:Lahkun: 
Serverit teenindab EENet