ציף ציף ואני פוגשים את הצאצאים היחידים של הדינוזאורים האימתניים: העופות. איך בנויה כנף הציפור? איך יודעים שתעופה היא תכונה מוצלחת? ומה קרה לדדלוס ואיקרוס שניסו לברוח מהמבוך?
פרק 60 - עופות ותעופה בעולם החי
מסע אל גוף האדם - פודקאסט לילדים! כותב ומגיש ד״ר יאיר פוזניאק. משתתפים: דניאל, יואב, ואילת פוזניאק
לפני המון המון שנים, כך מספרת האגדה, חיה על האי כרתים מפלצת נוראית בשם מינוטאור. המינוטאור היה חצי אדם וחצי שור, והוא הטיל אימה על כל תושבי האי. מלך האי, מינוס, ביקש לבנות כלא משוכלל כדי לכלוא את המינוטאור. הוא פנה לאמן וממציא בשם דדלוס, וביקש את עזרתו. דדלוס בנה על האי כרתים מבוך עצום ומסובך, שאף אחד לא יכול לצאת מתוכו, גם לא המינוטאור בעצמו, ויחד הם כלאו את המינוטאור האכזרי במרכז המבוך.
מדי כמה שנים, המלך מינוס היה שולח אנשים אל תוך המבוך, והם היו טועים בדרך עד שהיו מגיעים אל המינוטאור שהיה טורף אותם. יום אחד, החליט הגיבור תזאוס שהוא הולך להרוג את המינוטאור. הוא התייעץ עם בתו של המלך מינוס, אריאדנה, והיא נתנה לו פקעת של חוט צמר ארוך. הוא נכנס למבוך כשחוט הצמר מאחוריו, הגיע למרכז המבוך והצליח להרוג את המינוטאור. לאחר מכן, הוא הלך בכיוון החוט שהשאיר מאחוריו עד אשר הצליח לצאת מהמבוך.
המלך מינוס רתח מזעם. לא על תזאוס שהצליח להרוג את המינוטאור, אלא על דדלוס שלא בנה מבוך מספיק מסובך, והוא כלא את דדלוס ואת בנו איקרוס בתוך המבוך. מכיוון שהם הכירו את מבנה המבוך, הם הצליחו לצאת מתוכו ולטפס לגג. אבל הם היו מוקפים בחיילים ושומרים. לכן הייתה להם רק דרך אחת - למעלה. על גג המבוך הם מצאו המון נוצות של ציפורים והחליטו לבנות לעצמם כנפיים. הם הדביקו את הנוצות אחת לשנייה באמצעות שעווה, רתמו את הכנפיים לגב ולידיים, נופפו בהן חזק - ועפו גבוה באוויר.
דדלוס הזהיר את בנו איקרוס, שהיה צעיר ופזיז, שלא יעוף קרוב מדי לשמש, כדי שהשמש לא תתיך את השעווה ותפרק את הכנפיים. איקרוס, שהיה חסר אחריות, טס גבוה בשמיים עד שהתקרב מדי לשמש. חום השמש התיך את השעווה ופירק את הכנפיים ואיקרוס נפל לים.
אז קודם כל, אם מישהו מבוגר מכם מזהיר אתכם לא לעשות דברים פזיזים אולי כדאי שתקשיבו לו. אבל הסיפור הזה, שלפי האגדה התרחש לפני אלפי שנים, מוכיח שכבר אז בני האדם הסתכלו על הציפורים שבשמיים וקינאו. מי לא רוצה לעוף כמו ציפור? לעלות גבוה בשמיים ולראות את כולם מלמעלה, להתחמק מפקקים, להגיע בקלות ובמהירות ממקום למקום וגם להינות מנופים יפים בדרך. הרצון לחקות את הציפורים בכלל, ואת יכולת התעופה שלהן בפרט, הביא את בני האדם לכל מיני ניסיונות לעוף או לטוס. אז שום בן אדם לא הצליח לבנות כנפיים שעבדו. השרירים שלנו לא מספיק מפותחים כדי להרים אותנו מעל פני האדמה. מכונות מעופפות - את זה דווקא כן הצלחנו לבנות, ואפילו מכונות שמטיסות אותנו אל מחוץ לכדור הארץ. וגם מהמטוסים בהחלט מבוססים על הצורה שבה ציפור בנויה וגם עפה.
ציף ציף: וואהה ואא (שואג כמו דינוזאור)
ד”ר פוזניאק: היי ציף ציף, מה שלומך? למה אתה שואג?
ציף ציף: כי אני דינוזאור!
ד”ר פוזניאק: אתה… לא דינוזאור. אתה ציפור.
ציף ציף: אבל בפרק הקודם אמרנו שציפורים הן דינוזאורים!
ד”ר פוזניאק: העופות הם לא דינוזאורים, אבל הם בהחלט הצאצאים היחידים של הדינוזאורים. כשכמעט כל הדינוזאורים הוכחדו בהכחדה הגדולה, היחידים ששרדו הם האבות הקדמונים של היצורים המעופפים ממחלקת העופות.
ציף ציף: אה…. מחלקת העופות זה בסופר. ובפעם הבאה שאתה הולך ליהושוע ומבקש ממנו שלושה קילו חזה עוף, תזכור שהיה פעם עוף מאחורי החזה! אני מעדיף לחשוב עלינו כעל משפחת היצורים המעופפים.
ד”ר פוזניאק: זאת הגדרה יפה, אבל ציפורים הן לא היצורים היחידים שעפים.
ציף ציף: מי עוד?
ד”ר פוזניאק: עטלפים, שהם יונקים. דבורים, שהן חרקים.
ציף ציף: אז מה, אין שום דבר מיוחד בציפורים?
ד”ר פוזניאק: בטח שיש. אולי נצא לעשות סיבוב צפרות? צפרות זה מקצוע הצפייה והלימוד של ציפורים. בדרך כלל המושג ציפור מתייחס לחבר יחסית קטן במחלקת העופות. הרי אף אחד לא יחשוב לקרוא ליען ענקית 'ציפור'. אז אנחנו נקרא להם לפעמים עופות ולפעמים ציפורים, תלוי בהקשר. בוא נצא למקום שיש בו הכי הרבה ציפורים בעולם: יבשת דרום אמריקה.
(מוסיקה של ג'ונגל, קולות של ציפורים)
ציף ציף: וואו, יש פה הרבה עצים. הרבה יותר ממה שאני רגיל. איפה אנחנו?
ד”ר פוזניאק: אנחנו ביער האמזונס העצום. יער האמזונס הוא יער שמשתרע על פני תשע מדינות שונות, בהן קולומביה, פרו, ונצואלה ואקוודור. הוא נקרא גם יער גשם טרופי, כי יורד שם הרבה גשם ומצד שני חם ולח שם. מהסיבות האלה התפתחו ביער האמזונס המוני מינים של בעלי חיים מכל הסוגים. אבל היום אנחנו מתרכזים בציפורים. חמישית מכל ציפורי העולם חיות ביער האמזונס. בוא נסתכל קצת על הענפים פה. האמזונס הוא בית לציפורים קטנות וגדולות, בעלות צבעים עזים והתנהגויות יוצאות דופן. למשל, הטוקן, שהוא ציפור לבנה ושחורה בעלת מקור ענק בצבע כתום, שמהווה שליש מהאורך של כל הציפור. תוכי המקאו היפים בצבעי כחול, כתום ואדום עזים. ינשופים בעלי עיניים צהובות שבניגוד לרוב הציפורים, ממוקמות בקדמת הראש וצופות קדימה, ממש כמו אצל בני האדם. יונקי דבש בעלי גוונים עזים ונוצות זנב מרהיבות. וגם עופות טורפים - נשרים, עיטים ובזים.
בואו נחזור אחורה לעידן היורה, זוכרים? העידן שבו הדינוזאורים עלו לגדולה על פני כדור הארץ והתקיים לפני מאה וחמישים מיליון שנים. לצד הסטגוזאורוס, האפטוזאורוס והאלוזאורוס, התקיים גם יצור שהיה קצת שונה מהם במבנה, אבל גם קצת דומה. הדימיון בינו לבין הדינוזאורים מתבטא בשיניים חדות, שלוש אצבעות עם טופרים חדים, וזנב שמכיל עצם. אבל יחד עם זה, היו לו נוצות שמכסות את הגוף והיו לו גם כנפיים. היצור הזה נקרא הארכיאופטריקס כאשר מאובני הארכיאופטריקס התגלו, חוקרים הבינו שזאת כנראה החוליה המקשרת בין הדינוזאורים לבין העופות של ימינו. קוראים לו 'מאובן מעבר'.
ציף ציף, אם הקשבת לפרקים הקודמים שלנו, אתה יודע למה זה דומה?
ציף ציף: לטיקטאאליק! הוא היה מאובן מעבר בין הדגים לבין ההולכים על ארבע!
ד”ר פוזניאק: בדיוק! במיליוני השנים שעברו מאז הארכיאופטריקס, הצאצאים שלו שמרו על הכנפיים והנוצות, אבל עברו שינויים גדולים באזור הזנב, הרגליים ובעיקר הפה, שאיבד את השיניים והפך למקור.
על פי כל העדויות, העופות של היום כולם צאצאים של הדינוזאורים המפוארים, החל מהיענים הענקיות ועד יונקי הדבש הקטנטנים.
מכיוון שהעופות התפתחו מאוחר יחסית מבחינת לוחות הזמנים של האבולוציה, הם חולקים לא מעט תכונות עם יצורים אחרים. למשל - הטלת ביצים. ראינו בפרקים הקודמים שתכונת הטלת הביצים עתיקה מאוד ומאפיינת גם דגים, דו חיים וזוחלים. ודרך אגב, זאת גם תשובה טובה מאוד לשאלה מי בא קודם - הביצה או התרנגולת. יצורים מטילי ביצים בצורה שמוכרת לנו כיום התקיימו כבר לפני שלוש מאות מיליון שנים, ואילו התרנגולות של ימינו הופיעו לפני פחות מעשרת אלפים שנים - ממש אתמול בבוקר במושגים של אבולוציה.
עוד תכונה שהעופות חולקים עם יצורים אחרים היא היכולת לווסת את הטמפרטורה שלהם, וזו תכונה שהם חולקים עם היונקים. אם אתם רוצים תזכורת, דלגו לפרק 58.
גם הכנפיים זו תכונה שמופיעה אצל בעלי חיים אחרים, אבל לא בדיוק באותה צורה, ועל זה נדבר מיד. התכונה היחידה שמאפיינת את כל העופות ורק את העופות היא הימצאות של נוצות. הנוצה היא גלגול של הקשקשים שציפו את הזוחלים ואת הדינוזאורים, וכבר ראינו שחלק מהדינוזאורים גם היו מכוסים בנוצות. הנוצות ממלאות כמה תפקידים בעופות. קודם כל הן מהוות כיסוי מגן שמסייע גם לווסת את הטמפרטורה. המבנה של הנוצה, שדומה למבנה של הכנף, מאפשר להגביר את יכולת התעופה. והמגוון הגדול ועושר הצבעים והצורות של הנוצות חשוב במיוחד בתהליכי חיזור ומציאת בני זוג.
ציף ציף: כמו אצל הטווס למשל!
ד”ר פוזניאק: הטווס הוא דוגמה מצוינת. קודם כל הוא ממחיש לנו דבר חשוב: לפעמים הנוצות והמראה החיצוני של נקבות וזכרים שונים אחד מהשני. אנחנו רואים את הדבר הזה בלא מעט בעלי חיים. זכר הטווס הוא מרשים, בעל נוצות ארוכות וצבעוניות ונוטה לענטז ולרקוד בכל מיני צורות כדי למשוך את הנקבות. הנקבות לעומת זאת, בעיקר חומות ולבנות ופחות מרשימות מבחינה חיצונית, למרות שגם הצבעים האלה משרתים אותן מאוד כצבעי הסוואה בזמן שהן דוגרות על הביצים. יש המון ציפורים אחרות שמשתמשות בשלל הנוצות שלהן כדי למשוך בני זוג.
אבל הדבר שכנראה הכי מעניין בציפורים ובעופות הוא כמובן… יכולת התעופה.
ציף ציף: קבלו פינת היסטוריה.
פינת ההיסטוריה
במאה ה-11 חי באנגליה נזיר בשם איילמר. איילמר קרא בצעירותו את האגדות על איקרוס ודדלוס והחליט שהוא רוצה לנסות לעוף בעצמו. הוא יצר לעצמו זוג כנפיים, קשר אותן לגבו ולזרועות שלו וטיפס על מגדל גבוה בעיירה מאלמסברי. הוא קפץ מראש המגדל וריחף באוויר כמה שניות במורד המדרון מלא הדשא, ולמרות שהוא לא ניפנף בכנפיים וטס בעיקר למטה, הוא הצליח לעבור מרחק לא קטן של כמאתיים מטרים לפני שמשב רוח היכה בפניו וגרם לו לאבד את שיווי המשקל ולצנוח לקרקע. איילמר שבר את שתי רגליו אבל נשאר בחיים, וציין לאחר מכן - פשוט שכחתי את הזנב.
ד”ר פוזניאק: כנפיים הן אמצעי תחבורה יוצא מן הכלל. הן מאפשרות לנושא אותן להתגבר על רבים מהמכשולים הקרקעיים: לפעמים המכשול הוא שיח, ולפעמים המכשול הוא האוקיינוס. כשיש לכם כנפיים אתם חופשיים ומאושרים לעבור מרחקים עצומים, לעלות מעל הרים גבוהים ובעצם להגיע כמעט לכל מקום שאתם רוצים. כמה גבוה אפשר לעוף? קחו לדוגמה את הנשר המקראי. הנשר המקראי יכול לעוף בגובה של 11 קילומטרים, שזה גבוה אפילו יותר מגובה הטיסה של מטוסי נוסעים! לנשרים האלה יש סוג מיוחד של תאי דם שמסוגלים לקשור חמצן בצורה יותר טובה מתאי דם רגילים, כי בגבהים כאלה יש מעט מאוד חמצן באוויר. ואתם מכירים את הברווזים שאפשר לראות בבריכות או באגמים המלאכותיים בארץ? הזכר עם הראש הירוק והנקבה עם הראש החום? להם קוראים ברכיות, וגם הם יכולים לעוף בגובה של שבעה קילומטרים ולנסוק למעלה כמעט בצורה אנכית, ישירות מתוך המים!
הסוד בתעופה המוצלחת של הציפורים נמצא בכמה דברים. הדבר הראשון הוא צורת הכנף. תחשבו על צורה של כנף של מטוס, אם חותכים אותה באמצע - החלק הקדמי שלה שמן יותר, האחורי שפיצי יותר ומכוון טיפה כלפי מטה. כאשר הציפור מתקדמת באוויר, האוויר זורם בצורה שונה מעל הכנף ומתחתיה. ההזרמה של אוויר באלכסון למטה על גבי הכנף יוצרת כוח שנקרא עילוי. הכוח הזה מרים את הציפור כלפי מעלה. למעשה, מכיוון שבציפורים יש יחס מסוים בין משקל הציפור לבין אורך הכנף, ציפורים יכולות לעבור מרחקים עצומים בלי להפעיל את שרירי הכנף בכלל. המושג הזה נקרא דאייה, ואותו בני האדם חיקו כדי ליצור דאונים.
שחפים, לדוגמה, יכולים לעבור שעות ואפילו ימים בדאייה, בזמן שהם מנצלים זרמי אוויר חמים כדי לנסוק למעלה ובלי שהם יצטרכו לנפנף בכנפיים אפילו פעם אחת. הסוד השני של התעופה הוא שרירי החזה של הציפורים, שמחוברים לכנפיים. כאשר ציפור מניעה את שרירי החזה, הכנף כולה עושה מין תנועה סיבובית שלא רק גורמת ליותר אוויר לעבור דרכה וכך להרים את הציפור, אלא גם מאפשר לציפור להתקדם יותר מהר. הכוח הזה נקרא דחף, מלשון לדחוף. דברים נוספים שעוזרים לתעופה הם מבנה הגוף ואפילו ההתנהגות. העצמות של ציפורים הן חלולות וקלות, והמבנה שלהן מסייע להן לחתוך את האוויר. כשלהקות ציפורים עפות ביחד, לדוגמה אווזים, ברבורים וברווזים, הם עפים במבנה דמוי חץ שגם מאפשר פחות חיכוך עם האוויר ותעופה יותר טובה.
עובדה מגניבה
לא כל הציפורים יכולות לעוף. יש עופות שאיבדו במהלך האבולוציה את יכולת התעופה ממגוון סיבות. המפורסמים ביותר הם הפינגווינים, היענים, הקיווי מניו זילנד ומינים מסויימים של תוכים ושקנאים. מעניין לגלות שחלק מהעופות שחיות זמן רב לצד האדם, כמו למשל תרנגולים וברווזים, לא מסוגלים לעוף, לעומת אבותיהם שנמצאים בטבע ודווקא כן מסוגלים.
ד”ר פוזניאק: אין ספק שהיכולת לעוף היא אחת ההצלחות הגדולות ביותר של האבולוציה. לא רק בגלל היכולת לעבור מרחקים ארוכים ומכשולים על הקרקע, אלא גם בגלל שזו דרך טובה להתחמק מטורפים. ואיך יודעים שזו יכולת הישרדותית מוצלחת? היא התפתחה לא פחות מארבע פעמים במהלך האבולוציה, אצל בעלי חיים שונים לחלוטין אחד מהשני.
בעלי החיים הראשונים שעפו הם החרקים ממערכת פרוקי הרגליים. חרקים מעופפים אתם בטוח מכירים: דבורים, יתושים, זבובים, נמלים מעופפות ועוד. הכנפיים שלהן שונות מאוד מהכנפיים של הציפורים.לחרקים מעופפים יש שני זוגות כנפיים, בשונה מציפורים. הכנפיים מורכבות מקרום דק שעוברים בתוכו צינורות הובלה, ואין בתוכן שום עצמות. בכנפיים של הפטרוזאורים, הזוחלים המעופפים שדיברנו עליהם בפרק שעבר, יש עצמות, וכך גם בכנפיים של הציפורים. בהקשר הזה הן שתי משפחות דומות.
בכנפיים של העטלפים, שהם בכלל יונקים, יש עצמות והן מכוסות בעור. גם הצורה שבה הכנפיים עובדות שונה בין ארבעת הקבוצות האלה, ומאפשרת יכולות תעופה שונות, אבל בכל המקרים יכולת התעופה מאפשרת להם להתחמק מטורפים באופן מוצלח ולעבור מרחקים ארוכים. הדבר הזה הוא סוג מיוחד של אבולוציה שנקרא אבולוציה מתכנסת. אנחנו תמיד מתארים אבולוציה כאילו היא עץ שהענפים שלו מתפצלים ובקצה של כל אחד יש יצור עם תכונות שונות, אבל במקרה הזה, התכונות של יצורים שונים התכנסו לתוך תכונה אחת שהיא תכונת התעופה, מכיוון שהיא נתנה את אותו יתרון ליצורים שונים בסביבות שונות ולכן היא נבררה בברירה טבעית. אכן תכונה מאוד מוצלחת.
מערכת ההובלה של העופות דומה מאוד לזאת של היונקים ובני האדם. גם הם מכילים לב שיש בו שתי עליות ושני חדרים והדם זורם בשני מחזורים. אבל מערכת הנשימה שונה ובנויה גם באופן שתומך בתעופה.
לעופות יש תשעה שקי אוויר מפוזרים לאורך הגוף. כשהעוף שואף אוויר, האוויר מגיע קודם כל לשקי האוויר בחלק האחורי שלו ומנפח אותם. כשהם נפוחים, זה למעשה ממלא את העוף באוויר והופך אותו לקל יותר. לאחר מכן האוויר מתקדם קדימה ועובר בריאות, שם החמצן עובר לדם, ממש כמו אצלנו, והפחמן הדו חמצני עובר מהדם לאוויר. משם האוויר יוצא לשקי אוויר נוספים ומהם החוצה.
עופות אוכלים כל מיני דברים: יש עופות שניזונים מיצורים קטנים פרוקי רגליים, כמו תולעים, מזרעים ומפירות. יש עופות שאוכלים דגים ויש עופות שניזונים מעופות אחרים או אפילו מבעלי חיים גדולים יותר שמתו, כמו למשל נשרים שאוכלים פגרים. המקור של העופות מותאם למה שהם אוכלים. אתם זוכרים את הסיפור על ציפורי הפינץ' שדארווין ראה בגלפאגוס? אם אתם לא זוכרים אתם מוזמנים לחזור לפרק 21.
לעופות שאוכלים זרעים, כמו למשל תוכים, יונים ותרנגולים יש מקור קטן ועבה שמותאם למעטפת הקשיחה של הזרעים. לעופות שאוכלים תולעים כמו הקיכלי יש מקור ארוך וחד שמאפשר לשלוף אותן מהאדמה. לעופות שאוכלים דגים כמו שקנאים יש מקור ארוך, רחב ושטוח שאפילו מכיל שק שנותן להם את השם. ועופות שאוכלים בשר של בעלי חיים אחרים, כמו נשרים, עיטים וניצים, הם בעלי מקור חד ומעוקל כמו קרס.
החוש המפותח ביותר אצל העופות הוא חוש הראייה. יכול להיות ששמעתם על המושג רזולוציה. למשל, במסכים או בתמונות. ככל שהרזולוציה יותר טובה, התמונה יותר ברורה ורואים בה יותר פרטים. הרזולוציה שמקבלים נשרים, לדוגמה, גבוהה פי שניים וחצי מהרזולוציה של העין האנושית. זה אומר שהם יכולים להבחין בפרטים קטנים, כמו טרף, גם ממרחק גדול.
עובדה מגניבה
בשנה הבאה נשב על המרפסת ונספור ציפורים נודדות… נדידת ציפורים היא תופעה מופלאה, שבה להקות ציפורים ענקיות מעופפות לאורך אלפי קילומטרים ממקומות קרים אל מקומות חמים יותר וחזרה, בתקופות קבועות של השנה. הנדידה הארוכה ביותר של עוף היא אחד עשר אלף קילומטרים, רבע מההיקף של כדור הארץ! העופות מכינים את עצמם לנדידה הארוכה באמצעות אגירה של שומן שמהווה מקור אנרגיה עבורם, כי ברוב המסע הם לא אוכלים, למעט עצירות מנוחה.
בזמן הנדידה, העופות מצמצמים עד כמה שאפשר את צריכת האנרגיה באמצעות דאייה ושימוש בזרמי אוויר חמים כדי לנסוק, מכיוון שאוויר חם עולה למעלה ודוחף אותן איתו בדומה למה שקורה בכדור פורח. אם אתם רוצים לראות ציפורים נודדות בישראל, כאלה שעצרו כאן לביקור ומנוחה, תוכלו לבקר באחד מהאתרים המפורסים לצפרות - עמק החולה בצפון או ראש ציפור באזור המרכז. פרטים נוספים תוכלו למצוא בקישור בתיאור הפרק.
ציף ציף: אוף.
ד”ר פוזניאק: מה קרה ציף ציף?
ציף ציף: חשבתי שאני דינוזאור.
ד”ר פוזניאק: אתה לא, אבל אם אני הייתי יכול לבחור איזה חיה להיות, כנראה שהייתי בוחר להיות ציפור. אין דבר יותר מגניב מלעוף! פעם חלמתי שאני עף ונפלתי מהמיטה!
ציף ציף: טוב, אתה כנראה צודק. רוצה לשמוע בדיחה?
ד”ר פוזניאק: נו?
ציף ציף: למה ציפורים עפות דרומה בחורף?
ד”ר פוזניאק: למה?
ציף ציף: כי זה יותר מדי רחוק בשביל ללכת עד לשם!
ווא ווא וואאא…
ד”ר פוזניאק: זה היה מסע אל גוף האדם אני ד"ר יאיר פוזניאק. פרקים נוספים באתר הבית שלי, יאיר פוזניאק נקודה קום. עקבו אחרי גם באינסטגרם והצטרפו גם לקבוצת הטלגרם של מסע אל גוף האדם.