Gólya repülés közben
A madárrepülésről szóló könyv nyomtatott formában és elektronikus kiadásban is elérhető, megtalálásához kattintson a következő linkre: Francisco Escartí könyvei
A mókussal azonos súlyú feketerigó 2000 métert képes repülni 120 kalóriát fogyasztva, míg - ezzel az energiával - a mókus csak 500 métert fog futni. Talán ezért repül a bolygónkat lakó fajok több mint fele. Az állatoknak ennek a képességnek a fejlesztése érdekében azonban adaptálniuk kellett organizmusaikat.
Két elmélet próbálja megmagyarázni azt az evolúciót, amelyet a gerincesek - denevérek, madarak és a hiányzó pterosauruszok - repüléséhez követtek. Az arboreal elmélet feltételezi, hogy a repülést olyan fajok fejlesztenék, amelyek mászni szoktak a fákon és mászni a sziklás falakon. Ezek az állatok kezdetben megtanulnák magukat felszabadítani és a földre csúszni, majd szárnyuk csapkodásával fejlesztenék a meghajtó képességet. A második elmélet abból a feltételezésből indul ki, hogy a repülést olyan állatok tanulták meg, akik repülõ rovarok után futottak és ugrottak, hogy elkapják õket. Ezek a lények szárnyakat fejlesztenek ki, hogy elősegítsék kis légi kirándulásaikat, amíg megtanulnak repülni. Az ezzel kapcsolatban elvégzett aerodinamikai és szimulációs vizsgálatok arra utalnak, hogy e két elmélet közül az első hihetőbb, mint a második.
A vizsgálatok azt mutatják, hogy az állatok repülési képessége szorosan kapcsolódik két tényezőhöz: testtömegükhöz és a két szárny csúcsa közötti távolsághoz, ha teljesen kihúzódnak (szárnyfesztávolság). Bizonyított, hogy a szórólap tömegének növekedésével a támasztó felületek fesztávolsága is növekszik. Egyes pterosauruszok elérhetik a 65 kilogrammos súlyt, szárnyak fesztávolsága akár 6 méter is lehet, vagy több, mint például a Quetzalcoatlus, amelynek szárnyai kb. 13 méterek voltak. Konfigurációjuk hasonlított az óceáni madarakhoz, keskeny és hosszúkás szárnyakkal, és valószínűleg halakkal táplálkoztak. A legtöbb pterosaurusz azonban jóval kisebb volt, mint az utóbbi óriások, méretükben hasonló a mai sirályokhoz. Körülbelül 65 millió évvel ezelőtt tűntek el a pterosauruszok, miután nagyon hosszú, több mint 150 millió évig fennálltak. Ezeknek az állatoknak semmi közük a dinoszauruszokhoz. Ma azonban gyakorlatilag nincs olyan madár vagy denevér, amelynek tömege meghaladja a 10 kilogrammot, és a madarak többsége 1 kilogrammnál kisebb súlyú.
A repüléshez a madaraknak energiát kell fogyasztaniuk, de ez a fogyasztás nagyban függ a levegőn való mozgás módjától. Háromféle repülési típus létezik: siklás, lebegés és repülés a szárnyakat csapkodó sebességgel.
A második repüléstípus felfüggesztett repülés, sebesség nélkül, rögzített helyzetben tartva a levegőt. Ez a repülésmód minden madár számára kimerítő, mert hatalmas energiát emészt fel; nagyon kevés szórólap képes folyamatosan támogatni, ha súlya meghaladja a 100 grammot.
A sebességgel történő repülés, a szárnyak verése alacsonyabb energiamennyiséget igényel, mint a felfüggesztésben való repülés, és sok madár képes hosszú távon fenntartani. Az egyik rendszer, amelyet a madarak vándorlásuk során az energiafelhasználás csökkentésére használnak, a formációs repülés. Néhány madár, például libák, kacsák és pelikánok megtanulták kihasználni azokat a örvényeket, amelyek repülés közben letörik a szárnyvégeket. Ez egy aerodinamikai jelenség, amely a madarakat és a repülőgépeket érinti. A szárny alatti túlnyomás és a fenti mélyedés a szárnyak végén - alulról felfelé - olyan légáramlást idéz elő, amely két örvényt (vagy örvényt) eredményez, mindegyik szárnyhegynél egyet. Vannak olyan szórólapok, akik kihasználják ezt a jelenséget. Ehhez a "vee" formációkat használják; minden madár, kivéve a vezetőt, úgy repül, hogy egy szárnyat csapkod az előtte a madár szemközti szárnycsúcsán keletkező forgószél területén. Ez az elrendezés lehetővé teszi számukra, hogy kihasználják az örvény által generált levegő felfelé irányuló mozgását, amelyet az általuk követett madár szárnyából bocsát ki. Formációban történő repüléskor a repüléshez szükséges teljesítmény akár 35% -kal is csökkenthető.
A mozgáshoz szükséges egyenletes repülés fenntartásához szükséges teljesítmény mind a madarak, mind a repülőgépek esetében a sebességtől függ. Ha a sebesség kicsi, a szükséges teljesítmény nagy, akkor csökken - a sebesség növekedésével - a minimumra, majd ismét növekszik. Ez a törvény, amely kifejezi a repüléshez szükséges erőt, a sebesség függvényében, "u" formájában, univerzális jellegű. Van olyan sebesség, amelyhez a repüléshez szükséges teljesítmény minimális; azonban a közlekedés-gazdaságtan szempontjából ez nem a leghatékonyabb sebesség. A repülőgép számára a leghatékonyabb sebesség - a közlekedés gazdaságossága szempontjából - az, amely lehetővé teszi számukra, hogy adott energiával a lehető legnagyobb távolságot repülhessék; Ez az a sebesség, amellyel energiatartalékkal a madár tovább tud menni. Ez a sebesség valamivel nagyobb, mint a minimális teljesítménynek megfelelő sebesség.
A repülés szállítás szempontjából nagyon hatékony, ugyanakkor nagy energiafogyasztást igényel. A repülés két alapvető jellemzője a magas hatékonyság és a nagy energiafogyasztás. A szállítás költségét általában egy kilogramm tömeg egy kilométernyi távolság szállításához szükséges energiában fejezik ki. A madarak esetében általában ez a paraméter csökken, ha a madár súlya növekszik. A nagy madarak hatékonyabban bírják a súlyt, mint a kicsik. Másrészről, a nagyon könnyű rovarok nem rendelkeznek elegendő tömeggel olyan anyagcsere-sebesség kialakításához, amely lehetővé teszi számukra a nagy távolságok megtételét és nagyon érzékeny a légáramokra, ezért a közlekedés gazdaságossága szempontjából a legjobban teljesítő röpcédulák, súlyuk több mint egy kilogramm.
Így arra a következtetésre juthatunk, hogy a repülõ nagy állatok nagyon hatékony szállítási rendszert használnak, de ez sok energiát igényel. Jelenleg nagyon nehéz olyan állatokat találni, amelyek 10 kilogrammnál nagyobb súlyúak és képesek előállítani a gyors, tartós repüléshez szükséges anyagcserét.
Egyes madarak repülésének gazdaságossága lehetővé teszi számukra, hogy több ezer kilométeres vonulási utakat tegyenek meg, bár organizmusaik zsírtartalékaik elfogyasztása során tömegük több mint 50% -át elveszítik. A nagy madarak gyakran formációban repülnek, vagy termálokat és egyéb frissítéseket használnak az energiaigény csökkentésére a levegőben töltött idő alatt; ezek a nehezebb madarak csak nehezen tudják fenntartani a tartós repülést.