Linnunlennon ihme

Herätkää!-lehden Australian-kirjeenvaihtajalta

JOUKKO ihmisiä kokoontui Stirlingin linnan juurelle Skotlantiin seuraamaan harvinaista tapahtumaa. Katolla oli italialainen alkemisti, joka oli ilmoittanut lentävänsä Ranskaan vartavasten suunniteltujen siipien avulla, joiden rakentamiseen oli käytetty runsaasti linnunsulkia.

Nyt hän lähtee! Mutta minne hän päätyy? Linnan juurelle reisiluu murtuneena! Niin päättyi 1500-luvulla tehty linnun ihmeellisen lennon matkimisyritys.

Lintujen lento on aina kiehtonut ihmisten mieltä. Noin kolmetuhatta vuotta sitten eräs henkilö, joka tutki tarkkaan ympärillään olevaa luontoa, sanoi, että ”kotkan jäljet taivaalla” olivat hänestä ”ylen ihmeelliset” käsittää. – Sananl. 30:18, 19.

Monet olivat kauan sitä mieltä, että jos ihmisellä vain olisi linnun sulat ja siivet, joita räpytellä ylös alas, hän voisi lentää. Parin viime vuosisadan kuluessa ihminen on kuitenkin tajunnut sen, että linnut on varustettu lentämistä varten paljon ihmeellisemmin kuin aikaisemmin luultiin. Näihin ainutlaatuisiin varustuksiin kuuluvat niiden sulat, siipien muoto, erikoistuneet lihakset, ruumiin muoto, luuston rakenne ja tietenkin niiden vaistomainen kyky käsitellä monia vaihtelevia lentämiseen liittyviä tekijöitä. Ihminen on oppinut paljon linnuista, ja hän on keksinyt koneita, joilla kömpelösti jäljitellään niiden lentoa. Mutta häntä itseään ei vain ole suunniteltu lentämään siten kuin ne lentävät.

Lentämisen tarve

Ihmisen ei tietenkään tarvitse lentää säilyäkseen elossa, vaikka useimmat linnut lentävät sen vuoksi. Ne ovat hyvin vilkkaita eläimiä, jotka tarvitsevat sangen paljon ravintoa. Esimerkiksi niiden sydän lyö 200–1000 kertaa minuutissa ja niiden ruumiin lämpötila on 39–44 astetta. On arvioitu, että tervapääsky saattaa lentää päivittäin 12–14 tuntia 65 kilometrin tuntinopeudella, kun se on tavallisella pyyntilennollaan. Kun se ruokkii poikasiaan, se voi lentää melkein 1000 kilometriä päivässä.

Jotkin linnut voivat lentää valtavan nopeasti pienen tuokion. On ollut tunnettua, että muuttohaukan syöksynopeus on noin 300 kilometriä tunnissa. Intiassa piikkipyrstöpääskyjen lentonopeudeksi on mitattu kokonaista 320 kilometriä tunnissa.

Kun tarkkailija seuraa linnun vaivatonta lentoa, hän ei voi muuta kuin ihmetellä: Kuinka linnut kykenevät siihen? Kuinka ne voivat pysytellä korkealla ilmassa?

Lentämisen salaisuus

Tiedämme, että ympärillämme oleva ilma voi liikkuessaan olla hyvin voimakasta, vaikka emme voi nähdä sitä. Myrsky voi repiä puita juurineen ja riuhtoa irti talojen kattoja. Samoin erikoisen muotoisten linnunsiipien ympärillä virtaava ilma synnyttää niin paljon nostovoimaa, että se kumoaa maan vetovoiman ja estää eläintä putoamasta maahan. Jollei olisi virtaavan ilman vaikutusta, lintu putoaisi maahan kuin kivi.

Linnun siipi on sen muotoinen, että ilma joutuu kulkemaan pitemmän matkan siiven yläpinnalla kuin sen alapinnalla. Sen tähden ilman täytyy liikkua nopeammin siiven yläpuolitse, ettei se ”jäisi jälkeen” muusta ilmavirrasta.

Koska ilma virtaa nopeammin siiven yläpuolella, se on siellä ”ohuempaa” kuin siiven alapuolella. Siiven alapuolella oleva kokoon puristunut ”tiiviimpi” ilma varaa tarvittavan nostovoiman siten, että sen paine kasvaa ja työntää lintua ylöspäin. Tilanne muistuttaa mehupillin avulla juomista. Kun imet pilliä, sen sisällä oleva ilma ohenee. Ulkopuolella oleva normaali ilma on sen jälkeen tiiviimpää, ja se työntää nestettä ylös pilliin.

Linnun siiven alapintaan iskeytyvällä ilmalla on myös taipumus nostaa lintua ylöspäin. Eläimen on kuitenkin samanaikaisesti käytettävä jonkin verran omaa voimaansa ilman vastuksen voittamiseen.

Päästäkseen lentoon lintu tavallisesti hyppää ilmaan räpyttäen siipiään. Ensin saattaa näyttää siltä, että lintu vain räpyttelee siipiään ylös alas. Mutta lähempi tarkastelu paljastaa tämän räpyttelemällä lentämisen paljon monimutkaisemmaksi. Lintu lyö ojennetut siivet taakse alaviistoon siten, että sulat ovat tiiviisti kiinni toisissaan, ja työntää niillä mahdollisimman paljon ilmaa. Kun se sitten vetää siipiään eteen yläviistoon, sulat erkanevat toisistaan ja ilma pääsee virtaamaan niiden lomista. Samalla se pitää siipensä lähellä ruumista, jotta ilman vastus olisi mahdollisimman pieni.

Siipien liike antaa sekä nostovoiman että sen työntövoiman, jolla voitetaan ilman vastus ja saadaan nopeutta. Linnun siipien liikkeitä voitaisiin verrata uimariin, joka tekee perhosuintiliikkeitä. Hänen käsivartensa kiertävät ympyrää olkanivelten varassa, kun hän heittää ne ilman kautta eteensä ja sen jälkeen vetää ne vedessä taakseen. Lentäminen on kuitenkin paljon monimutkaisempaa, sillä siiven eri osat tekevät omia pieniä liikkeitään, jotka liittyvät varsinaisen siiven kiertoliikkeisiin.

Mitä nopeammin lintu lentää, sitä enemmän siipien ohi virtaava ilma synnyttää nostovoimaa. On laskettu, että kyyhkysellä kuluu lentoonlähdössä viisi kertaa enemmän energiaa kuin varsinaisessa matkalennossa.

Vaikka useimmilla suurilla linnuilla onkin pitemmät siivet, niin se ei aina auta voittamaan suuremmasta painosta ja kasvaneesta ilman vastuksesta aiheutuvia ongelmia, jotka ilmenevät etenkin lentoonlähdössä. Niinpä jotkin niistä, kuten pelikaani, ottavat vauhtia muutaman juoksuaskeleen nostovoiman kehittämiseksi. Korppikotkien lailla toiset taas laskeutuvat puuhun tai aidalle, ja kun ne sitten hyppäävät pois, ne saavat maan vetovoiman avulla sen verran vauhtia, että siivet kehittävät nostovoiman.

Raskain lintu, joka osaa lentää, on jopa 18 kiloa painava trumpettijoutsen. Raskaat linnut lyövät hitaammin siipiään, sillä se vaatii suurempia ponnistuksia. Mutta se ei rajoita niiden lentokykyä, sillä ne ovat mestarilentäjiä eräällä toisella lennon alalla.

Purjelento

Suuret linnut voivat lentää pitkiä matkoja tuntikausia melkein liikkumattomin siivin käyttämällä hyväkseen ilmavirtauksia. Voisimme valaista näitä virtauksia tavallisella kokemuksella. Jos panet kätesi jonkin kuuman esineen yläpuolelle, voit tuntea lämpimän ilman virtaavan ylöspäin. Samoin kun aurinko lämmittää maata, maan pinnan luonteesta johtuu, että jotkin alueet lämpiävät muita nopeammin. Näiden pintojen yläpuolella olevan ilman kohotessa ylöspäin syntyy voimakas ilmavirtaus, vaikka maassa näyttäisikin olevan aivan tyyntä. Nämä ”termiikeiksi” kutsutut nousevat ilmavirtaukset ovat lämmintä ilmaa sisältäviä munkkirinkilänmuotoisia suuria kuplia, joiden tiedetään kohoavan kolmen kilometrin korkeuteen.

Tuulen törmätessä kukkulaan tai vuoreen syntyy toisenlainen nouseva ilmavirtaus. Tuuli kääntyy vuorenrinnettä ylös, ja näin syntynyt ilmavirtaus pitää suuntansa vielä vuorenhuipun jälkeen.

Kun lintu löytää sellaisen ilmavirtauksen, joka kohoaa nopeammin kuin lintu vajoaa, se voi ”ratsastaa” sillä. Se pysyy ylöspäin nousevassa ilmassa tavallisesti kaartelemalla siinä. Nouseva ilmavirtaus tarttuu levitettyihin siipiin kuin tuuli purjeeseen. Näin linnut voivat saada korkeutta käytännöllisesti katsoen ilmaiseksi.

Purjelentoon liittyy liitolento, jolloin lintu lentää suoraa liukua siivet levällään siten, että kaikki siipipinta käytetään vajoamisen hidastamiseen. Parhaimmat liitäjät voivat kulkea jopa noin 20 kertaa lähtökorkeutta pitemmän matkan.

Sellaiset liitäjät kuin korppikotkat, lokit, pelikaanit, haukat ja kotkat voivat hyvin vähällä vaivalla lentää valtavia matkoja, kun ne pääsevät korkeuksiin nousevan ilmavirtauksen mukana ja sitten liitävät kunnes tavoittavat toisen nousevan ilmavirtauksen. Käyttämällä hieman siipiään ne voivat vain leijailla nousevassa ilmavirrassa samalla korkeudella, tai ne voivat lopettaa liitämisen ja lähteä silmänräpäyksessä purjehtimaan ylöspäin. Näin jotkin lintulajit voivat taittaa taivalta melkein koko päivän 50–80 kilometrin tuntinopeudella ja säästää samalla voimiaan. Kun linnut lentävät näin, sen voi yleensä havaita siitä, että ne kaartelevat hetken kohotessaan ja lähtevät sitten pitkään, suoraan liitoon.

Esimerkiksi albatrossit osaavat mestarillisesti käyttää hyväkseen voimakkaita valtamerten yli pyyhkiviä tuulia. Albatrossi kiihdyttää vauhtia liukumalla alaviistoon myötätuuleen lähelle merenpintaa. Aivan lähellä pintaa se kääntyy vastatuuleen, jonka turvin nousee ylemmäksi, vaikka menettääkin nopeuttaan. Sen jälkeen se kääntyy ja liitää taas saman kierroksen. Lintu voi matkustaa aivan minne suuntaan tahansa siten, että se lentää kierroksensa eri tavoilla. Esimerkiksi kuningasalbatrossi voi lentää tällä menetelmällä pitkiä jaksoja 80–110 kilometrin tuntinopeudella. Sen ei tarvitse tehdä muuta kuin pitää siivet levällään ja räpäyttää niitä silloin tällöin muutaman kerran.

Koska siipien räpyttäminen kuluttaa paljon suurten lintujen voimia, ne purjehtivat niin paljon kuin mahdollista. Ne eivät juuri muulloin räpyttele siipiään kuin lentäessään oksalta toiselle tai lähtiessään lentoon. Nämä linnut lyövät siipiään vain 1–3 kertaa sekunnissa, kun taas useimmat laululinnut räpyttelevät suunnilleen kaksi kertaa nopeammin. Kolibri, joka painaa vain 3 grammaa ja on 5 senttimetriä pitkä, lyö siipiään 60–70 kertaa sekunnissa. Se voi leijailla kuin helikopteri ja on ainoa lintu, joka voi lentää taaksepäin.

Kääntymis- ja laskeutumistaito

On hämmästyttävää, miten hallitusti linnut lentävät. Ne voivat kääntyä räpyttämällä toista siipeä toista nopeammin. Koska siipi samalla nousee ylemmäksi, lintu kykenee kääntymään hyvin jyrkästi. Siihen tarvitaan myös pyrstön sulkia, jotka lisäksi ylläpitävät tasapainoa ja toimivat tarpeen vaatiessa jarruna. Se miten linnut syöksähtelevät sisälle ja ulos, tupsahtavat puun oksalle ja välttyvät törmäämästä toisiinsa, osoittaa niiden todella olevan mestarilentäjiä.

Linnuilla on myös kaikki tarpeelliset miltei uskomattoman täydelliseen laskeutumiseen tarvittavat kyvyt. Linnun täytyy ottaa huomioon lentokorkeutensa, nopeutensa, suuntansa ja kaikki ilmavirtaukset, jotta se ei laskeutuessaan törmäisi maahan tai suistuisi kumoon. Joidenkin suurempien lintujen täytyy ottaa muutama juoksuaskel pysyäkseen pystyssä.

Koska linnuilla on taito jarruttaa vauhtiaan ja hallita laskeutumistaan siivillään ja pyrstöllään, ne kykenevät laskeutumaan oksalle niin, että se tuskin liikahtaa. Se on todella taidonnäyte, kun otetaan huomioon se nopeus, jolla ne lähestyvät laskeutumispaikkaansa. Joskus linnut hidastavat laskeutumistaan myös lyömällä siipiään menosuuntaansa vastaan.

Ihmeellinen rakenne

Kun tutkimme lintujen luustoa ja höyhenpeitettä, käy täysin selväksi, että linnut on tarkoitettu lentämään. Niiden olkavarsi, jonka jatkona on kaksiluinen kyynärvarsi, kiinnittyy olkaniveleen. Kyynärvarren kaksi luuta ovat kiinnittyneet siten, että ne liikkuvat vapaasti ylös alas ja voivat myös kiertyä. Linnun rintalasta ei ole litteä niin kuin meillä vaan veneen kölin muotoinen. Rintalasta tarjoaa siten kahdelta puolen laajan kiinnityskohdan siipiä liikuttaville erittäin voimakkaille lentolihaksille.

Luuston rakenne on ihanteellinen. Luut ovat enimmäkseen ohutseinäisiä putkia, tai niiden sisällä on ohuita poikkitukia, kuten on laita suuremmilla linnuilla. Siksi luut ovat sekä keveitä että erittäin tukevia. Esimerkiksi vaikka fregattilinnun siipien jänneväli on kaksi metriä, sen koko luuranko voi painaa vain 113 grammaa. Suurempien luitten sisällä on myös ilmapusseja. Nämä pussit liittyvät keuhkoihin ja ne varastoivat tarpeen tullen ylimääräistä happea, jonka turvin lintu voi lentää nopeasti.

Sulat ovat myös tekninen ihme. Linnulla saattaa olla niitä 2000–6000. Jokaisessa sulassa on satoja höytyliistakkeita, jotka ovat kiinni ontossa ruodossa. Jokaisesta höytyliistakkeesta erkanee satoja höytysäteitä, joista haarautuu useita vielä pienempiä koukkumaisia väkäsiä. Yhdessä 15-senttimetrin pituisessa kyyhkysen sulassa arvioidaan olevan noin 990000 höytysädettä ja miljoonia väkäsiä. Kun ne tarttuvat toisiinsa verkoksi, niistä muodostuu mitä tehokkain ilmatiivis kantava pinta, joka on äärimmäisen kevyt, lämpöä eristävä ja vedenpitävä. Sulat myös lisäävät suuresti siipien pinta-alaa painon nousematta mainittavasti.

Siipisulkia on pääasiassa kolmenlaisia. Niistä suurimmilla, käsisulilla, jotka ovat kiinnittyneet kämmen- ja sormiluihin ja sijaitsevat siis siiven kärkiosassa, lintu ohjailee itseään sivusuunnassa sekä räpyttelee eteenpäin. Petolintujen käsisulkien ulompi puolisko on kapeampi. Ilmeisesti se auttaa niitä nousemaan ilmaan paljon jyrkemmässä kulmassa ja käyttämään paremmin hyväkseen luonnollisia ilmavirtauksia. Kyynärsulat ovat kiinnittyneet kyynärluuhun ja olkasulat olkaluuhun. Näilläkin sulkatyypeillä on oma tärkeä osansa lentämisessä.

Ihme vai sokea sattuma?

Jos ihminen vähänkin syventyy tarkastelemaan lintujen lentoa, hän pysähtyy ajattelemaan. Vuosikymmeniä kestäneen tiiviin suunnittelun, kokeilujen ja älyllisen erittelyn ansiosta ihminen on kyennyt jäljittelemään joitakin linnun lennon piirteitä. Lisäksi hänen täytyy turvautua monimutkaisiin laitteisiin siinä, minkä linnut tekevät vielä paremmin vaistonvaraisesti. Vaikka ihminen osaakin valmistaa purjelentokoneita ja nykyään ääntä nopeampia suihkukoneita, hän ei kykene täsmällisesti jäljittelemään linnun siipien räpyttelyä, joka voi varata sekä työntövoiman että nostovoiman. Kuinka niin monimutkaisista tekijöistä riippuvainen linnunlento on saanut alkunsa?

Jotkut väittävät lintujen jotenkin kehittyneen matelijoista siten, että suomut muuttuivat hitaasti höyheniksi. He viittaavat Archaeopteryx-nimiseen muinaisajan fossiililintuun, jolla oli hampaat ja pitkä luinen pyrstö, ja väittävät sen olevan ”puuttuva rengas”. On kuitenkin lukuisia vaikeasti selitettäviä seikkoja, jotka halutaan sivuuttaa. Matelijat ovat vaihtolämpöisiä ja usein kankeita, kun taas linnut ovat tasalämpöisiä ja vilkkaimpia eläimiä. Lentäminen riippuu monista samanaikaisesti yhteistoiminnassa olevista tekijöistä.

Kannattaa huomata, että Archaeopteryxilla oli jo täysin kehittyneet sulkapeitteiset (ei puolittain höyheniksi kehittyneitten suomujen peittämät) siivet ja nimenomaan puun oksalla istumiseen sopivat jalat. Pään ja aivokopan suhteet ovat samat kuin linnuilla ja hyvin erilaiset kuin matelijoilla. Archaeopteryx ei siis kehittynyt matelijasta linnuksi.

Lentokyky ei varmastikaan voi olla pelkän sattuman ansiota. Syvällinen tutkiminen varaa vakuuttavat todisteet sille, että linnunlento on lähtöisin Jumalasta. Kaikki lintujen ominaisuudet – niiden virtaviivaiset ruumiit, suuret ja keveät siivet, luuston erikoinen rakenne ja kaikki monimutkaisessa lentämisessä tarvittavat vaistot – puhuvat ihmistä verrattomasti korkeamman älykkään Rakentajan puolesta. Meidän pitäisi antaa kunnia tälle Ainoalle, Jehova Jumalalle, sillä linnunlennon ihme on hänen ansiotaan. – Ps. 148:1, 7, 10.

[Kaavio s. 21]

(Ks. painettu julkaisu)

ilmavirtaus

nostovoima

vastus

painovoima

linnun siipeen vaikuttavat voimat

[Kaavio s. 22]

(Ks. painettu julkaisu)

lämmin nousuvirtaus

liito

lämmin nousuvirtaus