காக்கைச் சிறகினிலே #8 – பறவைகள் எவ்வாறு பறக்கின்றன?

பறவைகளுக்கு அமைந்துள்ள எலும்புக்கூடு அவை பறப்பதற்கென்றே மிக நேர்த்தியாகப் பரிணமித்துள்ளது. இந்த எலும்புக்கூடு மிகவும் எடை குறைந்த சிறு சிறு எலும்புகளின் இணைப்பாக உள்ளது. பறவைகளில் காணப்படும் வழக்கத்திற்கு மாறான எலும்பு இணைவுகள், பறத்தலை எளிதாக்குகின்றன. பறப்பதால் உண்டாகும் இன்னல்களையும் தாங்குகின்றன.

இந்த எலும்புகளுடன் இணைந்த உறுதிமிக்க தசைகள் பறப்பதற்குரிய வலிமையைத் தருகின்றன. நீண்ட உட்கூடு கொண்ட இறக்கைகளில் காணப்படும் எலும்புகள் மிகவும் வலிமை மிக்கதாக இருக்கின்றன. அதே போல் தாடையும் அடர்த்தியான பற்களும் இல்லாமல் அமைந்திருக்கும் பற்களற்ற எளிய எடையுடன் கூடிய அலகுகள்கூட, பறப்பதற்கு ஏதுவாக உள்ளன.

சில பறவைகளின் அலகுகள் பார்ப்பதற்கு மிகப் பெரியவையாக இருந்தாலும் உண்மையில் அவை பறப்பதற்குச் சுமையாக இருப்பதில்லை. மேலும் பறவையின் மார்பெலும்பும் பறப்பதற்கு மிக இலகுவாக உள்ளது. மார்பெலும்பின் அளவு, பறக்கும் ஆற்றலோடு நேரடியாகத் தொடர்பு கொண்டுள்ளது. பெரிய மார்பெலும்பானது பறவைக்குப் பறக்கும் திறனை அதிகம் அளிக்கிறது. பறக்க முடியாத பறவைகளுக்கு இந்த மார்பெலும்பு இருப்பதில்லை.

பறக்க உதவும் தசைகள்

பறவைகள் பறப்பதற்கு இரண்டு தசைகள் (Pectorolis, Supracoracoideus) முக்கியம். பெக்டோராலிஸ் தசை பறவையின் மொத்த எடையில் 15% வரை இருக்கும். இதை வைத்தே அந்தத் தசை எவ்வளவு இன்றியமையாதது என்பதை உணரலாம். இத்தசையின் இயக்கத்தால் இறக்கைகள் கீழ் நோக்கி இழுக்கப்படுகின்றன. இத்தசை, பர்குலா எலும்புடனும் கோரக்காய்டுக்கு இடையே உள்ள தசையுடனும் இணைந்துள்ளது.

பறவைகளின் மார்பெலும்பின் இருபுறத்திலும் உள்ள சுப்ராகோரகாய்டு தசைகள் இறக்கைகளை மேலே உயர்த்தப் பயன்படுகின்றன. இவ்விரு தசைகளின் ஊடாகப் புறப்படும் டெண்டான் எனும் தசை மேற்புறமாய் உள்ள கோரகாய்டு, ஸ்கேபுலா மற்றும் பர்குலா ஆகிய மூன்றும் இணையும் இடத்தில் உள்ள குழாய் போன்ற பகுதியின் மூலமாக இறக்கையை ஹியூமரஸ் எலும்புடன் தொடர்புபடுத்துகிறது.

டெண்டான் இயங்கும்போது இறக்கை மேல் நோக்கி அசைகிறது. மேலும் இத்தசைகள் ஒரு பறவைப் பறத்தலின் தொடக்கத்திற்குத் (நிலத்திலிருந்து மேலெழும்ப) தேவையாகிறது.

டெண்டானை நீக்கினால் பறவை நிலத்திலிருந்து மேலெழும்ப முடிவதில்லை. ஆனால் பறவை மேலெழும்பிவிட்டால் டென்டான் இல்லாமலேயே பறக்க முடியும். சில முதுகுப்புறத் தசைகள் இயங்குவதே அதற்குக் காரணமாகும். இத்தசை பெக்டோராலிஸைவிடச் சிறிதாக இருக்கிறது. பொதுவாகத் தேன்சிட்டில் இத்தசை சற்று மிகுந்து காணப்படும். இதனால் தேன்சிட்டு தன் முன்னோக்கிய பறத்தலை ஹெலிகாப்டர் போன்று எளிதாய் மேற்கொள்ள முடியும். இதே தசை பென்குயின் பறவைக்கும் அதிகம் இருப்பதால் அவை எளிதாக நீந்துகின்றன.

பறப்பதற்குத் தேவையான சக்தி, பறக்க உதவும் தசைகளில் உள்ள தசைநார்களில் நடைபெறும் வளர்சிதை மாற்றங்களால் கிடைக்கிறது. சில தசைநார்கள் குறிப்பாகச் சிகப்பு மற்றும் வெள்ளை தசைநார்கள் பறத்தலுக்கென்றே உள்ளன. சிகப்பு நார்கள் சர்க்கரை மற்றும் கொழுப்பை ஆக்ஸிகரணம் செய்வதன் மூலம் ஆற்றலைப் பெறுகின்றன. இச்சிகப்பு நார்கள் மையோகுளோபின், மைட்டோ காண்டிரியா, கொழுப்பு போன்றவற்றை அதிகம் கொண்டுள்ளன. இதனால் பறக்க உதவும் தசைகளில் மிகுதியான சிகப்பு நார்கள் காணப்படுகின்றன.

சில பறவைகள் வியக்கத்தக்க வகையில் இச்சிகப்பு நார்களை மட்டுமே தங்களின் பறக்க உதவும் தசைகளில் கொண்டுள்ளன. வெள்ளை தசைநார்கள் ஆக்ஸிஜனற்ற வளர்சிதை மாற்றம் மூலம் ஆற்றலைப் பெறுகின்றன. இந்நார்களில் மைட்டோகாண்டிரியா, நொதி, மையோகுளோபின் ஆகியவற்றின் அளவு குறைவாகக் காணப்படுகிறது. வெள்ளை நார்களால் பெறப்பட்ட ஆற்றல் மிகக் குறைந்த காலத்திற்கே இருக்கிறது. இவ்வாற்றல் பறவை பறக்கும்போது திடீரென திசையை மாற்றவோ அல்லது அதிரடி நிகழ்விற்கோ தேவைப்படுகிறது. ஆனால் இந்தத் திறனால் பறவைகளால் அதிக தூரம் பறக்க முடியாது.

புறக்கும் நிகழ்வு

ஒரு பறவை காற்றில் பறக்கவும் மிதக்கவும் முதலில் அது புவியீர்ப்பு விசைக்கு எதிராகவோ அல்லது அவ்விசையைச் சமன் செய்யும் விதமாகவோ இயங்கவேண்டும். இதில் எடை, உயருதல், இழுத்தல், முன்தள்ளல் ஆகிய நான்கு காரணிகளிடையே ஒரு சமநிலையை ஏற்படுத்துதல் மூலம் ஒரு பறவை ஒரு குறிப்பிட்ட வேகத்தில் பறக்கும் தன்மையை அடைகிறது. உதாரணமாக, மேலுயரும் தன்மையைப் பறவையின் எடை தடுக்கும்; முன்தள்ளலை இழுவைத் தடுக்கும்.

ஓர் இறகின் அமைப்பினைக் குறுக்குவெட்டுத் தோற்றத்தில் நோக்கினால் மொத்தமான ஒரு முனையையும், பின் அது அடுத்தமுனை நோக்கி மெலிதாகக் குறைந்து செல்லுதலையும் காணலாம். இதனை வானூர்தியின் இறக்கைகளோடு ஒப்பிடலாம். இவ்வமைப்பைக் காற்றின் ஒரு குறிப்பிட்ட திசையில் அமைக்கும்போது அது மேலுயரும் விசையைப் பெற்றுப் பறவையைக் காற்றில் நிலை நிறுத்துகிறது. இறக்கையின் மேற்புறத்திலும் கீழ்ப்புறத்திலும் வீசும் காற்றில் உள்ள வேக மாற்றமே இதற்குக் காரணமாகும்.

குவிந்த மேற்புறத்தில் வீசும் வேகமான காற்றின் அழுத்தம் மேற்புறத்தில் குறைய, அதற்கு மாறாகக் கீழ்ப்புறத்தில் அதிக அழுத்தம் உருவாகி மேலுயரும் உந்து விசையைப் பறவைகளுக்குக் கொடுக்கிறது. இந்த அழுத்த மாற்றத்தில் உருவாகும் விசை டேனியல் பெர்நோலியின் (Daniel Bernoulli) தத்துவத்தில் உள்ள காற்றழுத்தத்திற்கும் காற்றின் வேகத்திற்கும் உள்ள தொடர்பு மூலம் விளக்கப்படுகிறது.

வளிமண்டலத்தில் உள்ள வாயுமூலக்கூறுகளின் இயக்கம் திசைச் சார்புடையதாயும், வேகம் அதிகரிக்க அதிகரிக்க அழுத்தத்தைக் கொடுப்பவையாகவும் இருக்கிறது. இதனை இயங்கும் அழுத்தம் என்கிறோம். இவ்வழுத்தத்தின் சக்தி அதிகரிக்கும்போது நிலையான அழுத்தம் குறைகிறது. இந்த நிலையான மற்றும் இயங்கும் அழுத்தங்களின் கூட்டானது ஒரு மாறிலியாய் இருக்கிறது. இதனால் வேகமாய் நகரும் காற்று அதன் அருகில் உள்ள தளத்தில் குறைவான அழுத்தத்தை அளிக்கிறது. ஆனால் அதற்கு மாறாகக் குறைவாய் நகரும் காற்று அருகிலுள்ள தளத்தை மேலுயர்த்த உதவும் விசையை உருவாக்குகிறது. ஒரு சிறு காகிதத்துண்டை வாயருகில் ஒரு முனையைப் பற்றி ஊதும் போது அதன் மறு முனை உயருவதை இதற்கு உதாரணமாகக் கூறலாம்.

மேலும் இறக்கையின் அமைப்பு காற்றினைக் கீழ்நோக்கித் தள்ளும் அமைப்புடன் இருப்பதால் நியூட்டனின் மூன்றாம் விதிப்படி அதற்கு எதிரான மேலுயர்த்தும் விசையை உருவாக்கும் என்றுகூடச் சொல்லலாம். மேலுயரத் தேவையான திறன் அதிகரிக்க கீழ்த்தள்ளப்படும் காற்றின் அளவும் அதிகரிக்கிறது. ஆக இதில் காற்றின் வேகமானது, கீழ்த்தள்ளப்படும் காற்றின் அளவு மற்றும் இறக்கைகளின் பரப்பு இவற்றைப் பொறுத்து உள்ளது.

உதாரணமாகப் பெரிய பறவைகள் மலையின் உச்சியில் காற்றடிக்கும் திசை நோக்கி இருக்கும்போது அதனுடைய விரிந்த இறக்கைகள் காற்றின் வேகத்திற்கேற்ப எளிதில் உயரும். ஆனால் அசைவற்ற காற்றில் அப்பறவை மலையுச்சியில் இருத்து கீழே குதிப்பதால் அதன் உடலருகே காற்றின் வேகத்தை உயர்த்துவதன் மூலம் மேலுயர முடிகிறது. ஆனால் பறவைகள் மலை முகட்டில் இல்லாமல் தரைமட்டத்தில் உள்ளபோது முன்னோக்கிய விசையை உருவாக்கச் சிறிது தூரம் ஓட வேண்டியிருக்கிறது. வாத்துகள் நீரில் சிறிது தூரம் ஓடி பின் மேலெழும்புவதனை இதற்கு உதாரணமாகக் கூறலாம்.

காற்று தாக்கும் கோணம் பறத்தலில் முக்கியப் பங்கு வகிக்கிறது. ஒரு பறவை இறக்கைகளின் பின் பகுதிகளை ஒரு குறிப்பிட்ட கோணத்தில் அமைக்கும்போது மேலுயரும் விசையைப் பெறுகிறது. அதே பறவை அக்கோணத்தை மாற்றி பின் பகுதியை அழுத்துவதன் மூலம் பறக்கும் வேகத்தைக் குறைக்க முடிகிறது. கோண அளவு அதிகம் உயரும்போது காற்றானது இரு அடுக்குகளாய்ப் பிரிய அடுக்குகளின் ஊடே இழுவிசை உருவாகி பறத்தல் வேகம் குறைக்கப்படுகிறது. மேலே உயர்வதற்கும் பறக்கும் வேகத்தைக் குறைப்பதற்கும் ஏதுவாகப் பறவைகளின் இறக்கை அமைப்புகளில் பல வசதிகள் உள்ளன. முதல் நிலை இறகுகளில் காணப்படும் இடைவெளி, அலுலா எனும் சிறப்புச் சிறகுகள் போன்றவை இவ்வசதிகளை உருவாக்குகின்றன.

இறக்கைகளின் அளவு மற்றும் அமைப்பு

பறக்கும் வேகம், திறன், சக்தி, சேமித்தல் ஆகியன இறக்கைகளின் அளவு மற்றும் அமைப்பைப் பொறுத்து உள்ளன. பறவைகளில் இறக்கைகளின் அமைப்பும் அளவும் ஒன்று போல் இருப்பதில்லை. உதாரணமாகக் கடல் பறவைகளின் இறக்கைகள் நீண்டும் கூர்மையாவும் இருக்க, காடுகளில் காணப்படும் பறவைகளின் இறக்கைகள் குட்டையாகவும் வட்டமுனையுடன் இருப்பதை நோக்க வேண்டும்.

இதே போல புலம் பெயரும் பறவைகளின் இறக்கைகள் புலம்பெயரும் பழக்கமற்ற பறவைகளின் இறக்கைகளைவிட நீண்டும் கூராக முடியும் வகையிலும் உள்ளன. சிறிய பறவைகளின் இறக்கைகள் குட்டையாகவும் வட்டவடிவிலும் உள்ளன. இவை சிறு இடைவெளிகளில்கூட எளிதாகவும் வேகமாகவும் மோதாமல் பறக்கும் வகையிலும் உள்ளன.

பறப்பதற்காகச் செலவழிக்கப்படும் சக்தி பறவையின் உடல் எடைக்கும் இறக்கைகளின் பரப்பளவிற்கும் இடையே உள்ள தொடர்பு சார்ந்ததாய் இருக்கிறது. இத்தொடர்பு என்பது ஒரு குறிப்பிட்ட பரப்பு கொண்ட இறக்கை எவ்வளவு எடையைச் சுமக்க முடியும் என்பதைச் சொல்வதே ஆகும். இந்தத் தொடர்பு இறக்கைச் சுமை (Wingload) என அழைக்கப்படுகிறது. பறவைகள் அவற்றின் எடைக்கு ஏற்றார் போல் சிறிய பறவைகள் சிறிய இறகுகளையும் பெரிய பறவைகள் பெரிய இறக்கைகளையும் கொண்டிருக்கின்றன. இதற்கு மாறான தொடர்பை வேறு காரணங்களுக்காகப் பெற்ற பறவைகளும் உண்டு. ஆங்கில எழுத்து ‘V’ வடிவில் பறக்கும் பறவைகளை இதற்குச் சான்றாகக் கூறலாம்.

(தொடரும்)