Vögel sind perfekte Flugmaschinen. Ob Kolibri oder Geier - sie alle bevölkern seit Millionen von Jahren den Himmel, sind die unangefochtenen Herrscher der Lüfte. Jeder Teil ihres Körpers ist optimal an das Fliegen angepasst: Ihr Rumpf, stromlinienförmig wie ein Torpedo, erlaubt es ihnen, mit minimalem Widerstand durch die Luft zu gleiten. Ihre Knochen, durchzogen von zahlreichen luftgefüllten Hohlräumen, sind leicht aber stabil genug, um den starken Flugmuskeln genügend Halt zu bieten.

Nektar als Kraftnahrung für den Schwirrflug © L.Gingle, Cal. Acad. Science

Der Brustmuskel, der die Flügel bewegen muss, ist extrem stark und nimmt fast den gesamten Rumpf des Vogels ein. Um diesem Muskel genügend Energie liefern zu können, leben Vögel wie im Zeitraffer: Der Stoffwechsel eines Kolibris ist beispielsweise bis zu 50 Mal schneller als der unsrige. Seine Körpertemperatur liegt um sieben bis acht Grad höher.

Um dies alles aufrechtzuerhalten, braucht der Vogel enorm viel Energie. Selbst so energiereiche Nahrung wie Nektar oder ölhaltige Samen verbrennt er innerhalb von nur 20 Minuten, kommt der Nachschub nicht rechtzeitig, verhungert er sehr schnell. Um nicht während der Nacht auch noch pausenlos Nahrung tanken zu müssen, verfällt der Kolibri in eine Art Koma. Er reduziert seinen Stoffwechsel so weit, dass Herzschlag und Atmung absinken, und viel weniger Energie verbraucht wird.

Eine weitere entscheidende Voraussetzung für das Fliegen ist das Federkleid: Es ermöglicht nicht nur optimale Wärmeisolierung bei minimalem Gewicht, die Federn sind es auch, die die Form der Flügel bestimmen. Zwischen 1.000 und 25.000 Federn unterschiedlichster Art trägt ein Vogel mit sich herum. Alle beruhen auf dem selben Grundbauplan: ein hohler Schaft, von dem aus verzweigte Seitenäste abgehen. Doch ihre tatsächlich Form ist optimal an ihre Funktion angepasst: Daunenfedern sollen in erster Linie isolieren, der Schaft ist daher kurz, die Fiederchen bilden eine lose, nicht miteinander verbundene "Wolle".

Ganz anders dagegen die Schwungfedern: ein langer gerader Schaft sorgt für Stabilität, die Fiederchen sind durch feine Häkchen so miteinander verbunden, dass sie zusammen eine feste Federfläche bilden. Die Schwungfedern bestimmen die Form des Vogelflügels. Und in diesem liegt das eigentliche Geheimnis des Vogelfluges.

Die Flügel sind es, die den Wanderfalken, den schnellsten Vogel der Erde, mit mehr als 160 Kilometern pro Stunde waagerecht durch die Luft katapultieren. Sie lassen den Adler stundenlang scheinbar bewegungslos in Aufwinden kreisen und ermöglichen es dem Kolibri, im Fluge Nektar zu saugen, in der Luft stehen zu bleiben oder sogar rückwärts zu fliegen. Doch wie genau funktioniert das ?