כנפיים שמחות: איך ציפורים עפות?
למה עופות גדולים נוהגים לדאות וציפורים קטנות לטפוח במהירות בכנפיהן? מדוע ציפורי שיר מסוימות מעדיפות לעוף בסגנון התפרצותי המשלב חתירה ויריית הגוף כטיל? למה האלבטרוס כמעט בכלל לא מניע את כנפיו? סודות התעופה של הציפורים
אז הן עפות. מה מיוחד בזה? זהו כוחו של הרגל, הרי אפילו מטוסים ממריאים ונוחתים, וזה כל כך פשוט ורגיל. אולם, חשבתם פעם על הטכנולוגיה הכרוכה בזה? על האנרגיות המושקעות ועל תחשיבי עלות-תועלת ושמירה על אנרגיה במעוף על פני מאות ואלפי קילומטרים? אומנם מטוסים חזקים ומהירים יותר מציפורים, אך יצירתם התבססה על חיקוי תעופתן, ועדיין הן מקדימות אותם בהרבה... כי עד שהמטוסים יצליחו לחקות בהצלחה תמרון להטוטני של עיטמים באוויר, תוך אחיזת טפרים משותפת וסחרור עד כמעט התרסקות בקרקע, יעבור עוד זמן רב (נכון, צנחנים חופשיים יודעים לבצע את הקטע הזה בנפילה חופשית, אבל החלק השני – של התרוממות באוויר אחרי התרגיל...).
ויעילות הטיסה; המטוסים גם אינם מסוגלים לחקות ציפור קטנה ששרירי התעופה הזעירים שלה מתודלקים בשומן עתיר אנרגיה של גרמים אחדים, המאפשר לה לגמוא אלפי קילומטרים, כדוגמת הלימוזה חומת הבטן שיוצאת מניו-זילנד ועוברת מרחק של כ-10,000 ק"מ ברציפות, או סבכי "בלאק-פול" שבכל עונת נדידה נוהג לעוף למרחק גדול מ-2,200 ק"מ ביומיים וחצי, ממזרח קנדה לדרום אמריקה, ללא מנוחה, בתעופה אקטיבית.
הגדולות דואות, הקטנות מתאמצות
למה עופות גדולים נוהגים לדאות וציפורים קטנות לטפוח במהירות בכנפיהן? למה ציפורי שיר מסוימות מעדיפות לעוף בסגנון התפרצותי המשלב חתירה ויריית הגוף כטיל? למה האלבטרוס כמעט בכלל לא מניע את כנפיו?
התעופה היא יכולת מרשימה להתקדם באוויר באמצעות הכנפיים, וככל שהאתגרים שבפניהם עומדת הציפור גדולים יותר, כך עולה רמת הטיסה ומשתכללת - אם לצורך בריחה מטורפים או נדידה למקומות שופעי מזון בעיתות של מחסור או למחוזות הקינון.
לא כל יצור שעף הוא בהכרח ציפור או עוף (ראו ערך עטלף...), ולא כל עוף יכול לעוף. היען האפריקאי, הקזואר הניו-גינאי, הקיווי הניו-זילנדי והנדדו הדרום אמריקאי הם דוגמאות לעופות שלא מעופפים. הללו מחוסרי קרין, שרירי התעופה שלהם לא מפותחים כלל, וכנפיהם קטנות יחסית למשקל גופם העצום.
עד היום יש נציגים לא מעופפים ששרדו, השייכים למשפחות של עופות שכן מעופפים, וביניהם ניתן להזכיר את התוכיליל ("קקאפו") והטאקאהה הניו-זילנדים ואת הקורמורן הגלפגוסי. כל אלו הסתגלו לחיים ללא תעופה, לפני העת שבה הוכנסו טורפים חדשים על ידי האדם הלבן, כדוגמת החתול.
אבולוציית התעופה
התעופה "הומצאה" ארבע פעמים לפחות במהלך האבולוציה, החל מהחרקים (300 מיליון שנה, השפירית הענקית), הזוחלים המהוללים (200 מיליון שנה, הפטרוזאורים), העופות (160 מיליון שנה, הארכיאופטריקס), והיונקים (60 מיליון שנה, עטלפים העפים בלילה ותעופתם מדומה למעין שחייה באוויר).
תעופת העופות התפתחה במהלך האבולוציה אי אז בעידן היורה - כאסטרטגיית בריחה מטורפים ומסכנות, לסריקת שטחים נרחבים ולחיפוש מזון או בני זוג. לעוף הקמאי הראשון היו מלבד נוצות גם שיניים וקשקשים, מה שהכביד עליו והגביל את תעופתו לדאייה מקרטעת בין העצים.
בהמשך, בתקופת הקרטיקון שלאחריה (לפני כ-60-50 מיליון שנה), היו העופות הראשונים, שמהם כנראה התפתחו מרבית מיני העופות, מצוידים עדיין בשיניים, כדוגמת האיכתיאורניס (דמוי שחף) והספראורניס (דמוי צוללן), אך כנפיו של האיכתיאורניס היו מפותחות דיין לתעופה, כל אימת שנזקק להן, ואילו הספראורניס היה מותאם לצלילה (לאחרונה נתגלה בסין סוג נוסף מאותה תקופה, המכונה קונפוציוסאורניס, שהיה אולי אבי מיני העורבים וציפורי השיר).
מאז ועד היום השתכללה לאין ערוך התעופה, ומגוון צורות התעופה ומבנה הכנפיים נעשה מכובד לאין שיעור. כיום, עופות מסוימים מסוגלים לעוף מהר במיוחד ובנסיקה מעלה (בז נודד, סיס), הפוך (עיטמים), ואפילו לאחור ואנכית (קוליברים). יש המעופפים למרחקים של עשרות אלפי קילומטרים (שחפית הקוטב) ולגבהים של מטוסי סילון, קרוב ל-9,000 מ' מעל פני הים (האווז העקוד).
בספרות מצוין כי הכנפיים נועדו תחילה לסילוק טפילים וחרקים ולשמירה על חום הגוף, ומאז שהאבולוציה עודדה את קיומן נעשו הכנפיים גדולות יותר, ואז נוצר יתרון חדש והוא תעופה של ממש. לפי תיאוריות מפורסמות, ייתכן כי בשלבי הביניים, אם לוקחים כדוגמה את התרנגולאים הפרימיטיביים, יכלו העופות לנתר טוב יותר ולנסות לברוח באמצעות נפנופי כנפיים ומעוף נמוך לטווחים קצרים.
עד לפני מאות שנים אחדות היו בין העופות כאלה שלא מעופפים, שהיו מותאמים למקום חיותם ולא נשקפה להם סכנה מיוחדת, עד להופעת האדם הלבן ואיתו הנשק החם שהשמידם. ביניהם ניתן להזכיר את עוף הדודו ממאוריציוס (התברר לאחרונה כי השתייך למשפחת היונים), עוף המואה האוסטרלי (נכחד על ידי המאורים במאה ה-16), ועוף הפיל ממדגסקר (שמשקלו הגיע לכמעט חצי טונה, והוא נכחד על ידי הצרפתים הקולוניאלים).
מה צריך כדי לעוף?
כדי לעוף ממש צריך כמובן כנפיים, משקל נמוך יחסית ושרירי תעופה מפותחים (מנוע). אם אדם בוגר במשקל 70 ק"ג היה רוצה לעוף כמו ציפור אזי הוא היה צריך להיות בעל כנפיים באורך של יותר מ-20 מ', ושרירי תעופה קדמיים באורך של יותר ממטר.
אגב, ליאונרדו דה וינצ'י הגאון היה הראשון (כבר במאה ה-15) שהציע תכנון מפורט של דאון דמוי ציפור (אורניתופור) ומסוק, אך מעולם לא יישם זאת. רק בתחילת המאה ה-20 יושמו רעיונותיו ורעיונותיהם של אחרים כדי ליצור את המטוס הראשון המאויש והמקרטע (האחים רייט), וההמשך הוא היסטוריה.
הכנפיים הן האיבר החשוב ביותר לתעופה, שנאמר בספר תהילים "מי יתן לי אבר (כנף) כיונה אעופה ואשכונה". המושג תעופה עשוי לכלול בהגדרה גם מינים הדואים בין העצים תוך כדי איבוד גובה (כדוגמת הסנאי המעופף, הלמור המעופף, הלטאה המעופפת ואפילו הדג המעופף כמו המפרשן).
כדי לעוף, כאמור, צריך מבנה אווירודינמי, כנפיים, משקל גוף נמוך ושרירי תעופה. קלות התעופה היא נגזרת של גוף פחוס יחסית, כסות נוצות רכה וקלילה בעלת מבנה מיוחד, עצמות חלולות וקלילות אך חזקות, שקי אוויר המקטינים את המשקל הסגולי ומאפשרים נשימה כפולה בשעת מאמץ (בהקשר זה, חשוב לציין שלעופות אין שיניים כי הן מהוות הכבדה משמעותית למשקל הגוף).
בראשיתן היו הכנפיים גפיים עליונות (ידיים), ולראיה עצמות הידיים עדיין נותרו בתוך מבנה הכנפיים, אף שעברו השטחה ואיחוי חלקי. בעצמות הכנף (יד) יש שלוש עצמות (שתי עצמות אמה וזרוע), וכן שלוש עצמות דיגיטל מאוחות (במקום חמש במקור) המשמשות כעוגן לקצות אברות התעופה. מבנה הנוצה הוא קריטי, הן לקלות הגוף והכנפיים והן ליצירת היתכנות התעופה על כל שלביה בכל תנאי מזג אוויר.
המבנה ההנדסי של הנוצה הוא בהחלט מופלא למטרה הנעלה. סעיפי הנוצה מרשתים את שני צידי הנוצה האחוזים זה בזה באמצעות קרסים מיקרוסקופיים המאפשרים לאוויר לחדור ולפרום את הנוצה כרוכסן, וכך האוויר יכול להיכנס מבין סעיפיה, ואילו בחבטה התחתית הקרסים רכוסים והנוצות מהודקות ומהוות מקשה משמעותית לדחיקת האוויר מטה ולאחור ובכך ליצור דחף.
למעופפים הנודדים למרחקים עצומים מדי שנה יש מלבד מבנה כנפיים מתאים, גם המוגלובין הקושר חזק יותר חמצן, לב חזק יותר וגם שקי אוויר (לנשימה כפולה רזרבית) מפותחים יותר.
כוחות פיזיקליים בתעופה
כל מעופף צריך להתמודד עם ארבעה כוחות פיזיקליים חשובים. אחד מהם הוא כוח הכבידה או המשיכה, הפועל על משקלו של העוף (לפי גלילאו שטח הפנים יחסית לנפח הוא הקובע את עוצמת כוח הכבידה על הגוף.
כשהשטח גדול יחסית התנגדות האוויר גדולה יותר והנפילה קטנה יותר). כוח נוסף הוא התנגדות האוויר (גרר). לאוויר יש כמובן מסה, ועל כן הוא יוצר התנגדות בעת חצייה של תווך אווירי על ידי המעופף. גרר אם כך הוא כוח בניגוד לכיוון התנועה של הציפור, כך שכל בליטה בגוף הציפור יוצרת גרר המפריע לזרימת האוויר ולעילוי. בהקשר זה ראוי להזכיר את הכנפית (Alula), שהיא מעין אגודל מנוצה הבולט ממפרקי הכנפיים (גרר) בעת שהציפור רוצה להאט את הנחיתה (בדומה למדפי אוויר במטוס).
הכוח השלישי הוא כוח העילוי, והרביעי - כוח הדחף. העוף בעל מבנה גוף דמוי כישור, כשהצוואר מיטיב לחצות היטב את האוויר. מבנה הכנף הפרוסה של העוף קמור קמעא, והצד הקדמי (שפת התקיפה) עבה משמעותית מן הצד האחורי (שפת הזרימה), זאת על שום עובי הסוככות החופות כרעפים את צידו הקדמי.
מעלה, מעלה, מעלה
כתוצאה מזה שטח הפנים של הצד התחתון של הכנף קטן בהרבה משטח הפנים העליון, וכך מתחלק לחץ האוויר בזמן המעוף בצורה לא שווה; הלחץ מלמטה גבוה בהרבה מזה המצוי מעל הכנף, שכן הוא מתפזר על פני שטח גדול יותר.
כך נוצר לחץ אנרגטי מתחתית הכנף כלפי מעלה להשוואת הלחצים. המצב הזה יוצר את כוח העילוי, על פי עקרון ברנולי (חוקר שווייצרי מהמאה ה-18 שקבע זאת לראשונה והעניק נוסחאות מתמטיות מתאימות). עיקרון חשוב זה סייע לפתח גם את כלי התעופה הבנויים על עקרונות דומים. חשוב לציין כי קצות הכנפיים לוכדים את אנרגיית תנועת האוויר המגיעה מתחתית הכנף לכיוון העל-כנף.
כוח הדחף נוצר על ידי מצב אחיזת הכנף והמבנה שלה בשילוב עם תנועתה אל מול התנגדות מסת האוויר. אנרגיית העילוי הנוצרת בתעופה הזאת מומרת לאנרגיית דחף, כשבמקרה של עופות קטנים, כדוגמת ציפורי שיר, הדחיפה קדימה או ההתקדמות נוצרות על ידי דחיקת האוויר מטה וקצת אחורה בתנועה חצי סיבובית בחבטת כנף תחתית.
מרבית מיני העופות מקיימים תעופת חתירה בסגנונות שונים ובקצב שונה. הדבר מצריך השקעת אנרגיה רבה בעת חבטת הכנף על פי קצב שונה בין המינים שתכונותיהם שונות. כך למשל, לאנפה בין טפיחה אחת לשתי טפיחות כנף בשנייה, לשחף קרוב לשלוש בשנייה, לזרזיר כחמש בשנייה, לחוגלה ודומיה שמונה-תשע בשנייה, לצופית כ-30 בשנייה, ואילו לקוליברי שמשקלו פחות מכפית סוכר, יותר מ-80 טפיחות כנף בשנייה אחת של רפרוף והוא מוכתר ללא ספק כשיאן העולם.
תעופתו של "יונק דבש" מרשימה גם בהיבטים אחרים, כמו העובדה שהוא מסוגל לעוף היטב לאחור וגם אנכית - מעלה ומטה בקלות רבה, וזאת גם בזכות מבנה הכנפיים המיוחד, היושבות על מעין ציר. כדי לשרוד את המטבוליזם הכל כך מהיר שלו, על הקוליברי ה"מסכן" לתדלק כ-2,000 פעם ביום, וליבו צריך לפעום יותר מ-500 פעימות בשנייה, כשבלילה הוא כמעט לא נושם והמטבוליזם שלו יורד פלאים בהתאם.
הסיס (Apus sp.), שנחשב לאחד מהמהירים בעולם הציפורים בתעופה אקטיבית ישרה ולו כנפיים ארוכות וחרמשיות, גוף שטוח וזנב ארוך, נוהג אף לישון באוויר, תוך כדי דאייה גבוה באוויר ועצימת עין אחת, בה בעת שחלק ממוחו הנגדי ישן קלילות לפרקים קצרים.
עומס כנף (wing load)
עומס כנף הוא תכונה נוספת החשובה באותה מידה. על פיה נקבעות אסטרטגיות תעופה, וזאת על פי היחס שבין משקל הציפור למידות הכנפיים. הפריגטה ההדורה (Fregata magnificens) המקננת בגלפגוס מסוגלת לחצות את האוקיינוס השקט, וזאת בזכות עומס הכנף הקטן בעולם העופות (מוטת כנפיה 215 ס"מ ומשקלה פחות מקילוגרם וחצי).
שיאנית זו מדביקה בקלות רבה כל עוף ים המנסה נואשות לברוח ממנה עם שללו בזפקו. היא מנצלת היטב זרמי אוויר מעל פני הים הטרופי, הן ביום והן בלילה (אף כי אינה מעיזה להרטיב את כנפיה כיוון שלא מצויה באמתחתה ולו בלוטת שומן אחת שתשמן את נוצות הגוף מפני הירטבות ואיבוד חום קטלני, מה גם שרגליה קצרות עד מאוד ללא יכולת לסייע להמראה).
לאלבטרוס (Albatross), הנחשב לשיאן העולם באורך כנפיו המשתרעות לכדי יותר משלושה מ' וחצי, יש עומס כנף לא קטן במיוחד (1.37 גרם/ס"מ), וזאת בשל משקלו הרב. מין זה אינו נאלץ לרוב להשתמש בשריריו ולאבד אנרגיה חשובה, שהרי עצמות כנפיו מצוידות במנגנון נעילה המקבע אותן בתנוחת פריסה בלי להתעייף כלל במעוף, ועם זאת מנצל היטב גם את זרמי האוויר העיליים שמעל פני המים לדאייה משובחת, מה שמאפשר לו לרדת אל היבשה בעונת הקינון בלבד.
לעופות ים, כדוגמת הסולה והפתון הנאלצים לעופף ארוכות מעל ימים ואוקיינוסים, יש זפק בגרונם שבו הם מאחסנים את מזונם להמשך עיכול ולמניעת גרר בתעופה.
מיהי שיאנית העולם בעומס הכנף הגדול ביותר? ללא ספק החובה הגדולה (Otis tarda) - שמשקלה כ-15 ק"ג, שזה גבול יכולת התעופה של העופות בכלל. אך אם הצליחה להתרומם היא עשויה לגמוא מרחקים גדולים בתעופה, ואפילו מזדמנת באורח נדיר מאוד בגולן ממזרח אירופה.
עומס הכנף של הברבורים והטבלנים הוא גם כן מהגדולים ביותר, ולכן הם בוודאי לא "מתלהבים" לעוף כל אימת שמפריעים להם, כך למשל הברבור צריך לרוץ 20-10 מ' כדי לצבור מהירות של לפחות 13 קמ"ש על פני המים ולהתרומם סוף סוף. לשקנאים כבדי הגוף (משקלם כעשרה ק"ג) מסייעים הכנפיים העצומות (שלושה מ'), העצמות החלולות ושקי האוויר המפותחים.
גם בקרב ציפורי השיר יש כאלה עם עומס כנף גדול, והכול כמובן יחסי. כך למשל הגדרון החמוד (Troglodytes), שכנפיו קטנות מאוד אפילו ביחס למשקלו הדל, ועומס הכנף גדול כמעט כמו של ברווז (על כן הוא נאלץ לפזז ולקפץ בקרבה גדולה לבית גידולו, בסבך עצים וגדרות, ולא לגמוא מרחקים גדולים שלא לצורך). ציפורי השיר בנדידה עפות בתעופת חתירה אנרגטית, בלהקות גדולות, בחזית רחבה, בלילה, ונסמכות על גרמי השמיים לניווט.
התאמת הכנף לבית הגידול ולצורת המעוף
הערך המכונה מנת ממדים (אורך הכנף חלקי רוחב הכנף) חשוב להבנת מכניזם התעופה. מנת ממדים גדולה (כמו אצל דורסי יום, שקנאים וחסידות) מאפיינת בעלי כנף ארוכה יחסית ומאפשרת יכולת דאייה וגלישה משובחות, אך יכולת התמרון חלשה (לנשר הכבד יש צורך בכנפיים לא רק ארוכות אלא גם רחבות, כדי לשאת היטב את עומס משקל גופו).
מנת ממדים קטנה (כנף קצרה יחסית ורחבה, כמו במקרה של ציפורי השיר) אינה מאפשרת כמעט בכלל דאייה, אך מהירות ותמרון המעוף משובחים בהחלט. הדאייה המנצלת זרמי אוויר חמים (תרמיקות, Termals) חוסכת המון אנרגיה (95-90 אחוז מתעופת חתירה אקטיבית), אך היא לרוב במסלול ארוך יותר, שהרי יש צורך לטפס לגובה אידיאלי לאחר איבוד גובה מאולץ ולבצע עיקופים נדרשים מעל גופי מים גדולים, שם לא נוצרות התרמיקות המיוחלות.
סגנונות תעופה
לציפורים רבות סגנונות תעופה שונים ומגוונים, כמעט כמו מספר משפחות הציפורים. לעיתים ההבדלים קטנים וקשים לזיהוי ודאי, מה גם שבמקרים מיוחדים הסגנון עשוי להשתנות בחלק מהמינים בהתאם למשטר מזג האוויר. כך, למשל, בז יעדיף לא לרפרף או לדאות במזג אוויר סגרירי. לרוב זו פשרה בין מהירות, חיסכון באנרגיה ותמרון, הכול לפי מין הציפור ומבנה גופה.
סגנון רפרוף
רפרוף הוא מצב שבו העופות עומדים אל מול הרוח תוך כדי נפנוף כנפיים מהיר. לעיתים יש דריפט קדימה או אחורה, והמשך רפרוף במיקום משתנה. בזבוז האנרגיה גדול יחסית, והוא מאפיין עופות קטנים כגדולים.
הבולטים ביותר בקבוצה זו הם הקוליברי, הצופית והפרפור העקוד, אולם זה גם מאפיין דורסים מסוימים כמו: החוויאי, הבז והשלך. עופות ים מסוימים נוהגים גם לרפרף קלות, כמו שחפיות ומרומיות, אך רפרוף חזק ומלא מתקיים רק במקרה של עופות המצוידים בשרירים, כמו הפריגטה.
סגנון גלישה
הגלישה מוגדרת כתעופה אופקית בכנפיים חצי פרוסות ממקום גבוה, תוך איבוד גובה הדרגתי עד לעלייה שוב במידת הצורך אל עמוד אוויר חם נוסף. לפעמים הגלישה מסתיימת בנחיתה אל הטרף או לבן הזוג או לנקודת תצפית, ולפעמים ההתקדמות בגלישה בין שתי תרמיקות בכל פעם מאפשרת לעבור מרחקים גדולים בנדידה ונפוצה בקרב עופות גדולים דואים.
הגלישה בקרב עופות הים היא מיוחדת בעליל. במקרה של יסעורים ואלבטרוסים המבלים את מרבית זמנם בסערות באוקיינוסים, סוג התעופה השכיח ביותר הוא גלישה דינמית בסיוע האנרגיה הקינטית של הרוחות שנוצרות על ידי הגלים, תוך כדי טיפוס והאצת המהירות מעלה. אותה אנרגיה מסייעת להם לגלוש על הרוחות מטה וחוזר חלילה, ללא בזבוז אנרגטי כמעט בכלל.
אצל שחפים קיימת גם גלישה המכונה גלישת מדרון על מעין כריות אוויר ומערבולות מעל מצוקים ודיונות חוף, כאילו הם צפים ללא תנועות כנף ומנצלים באופן מרבי את האנרגיה הגלומה בהם.
במקרים רבים מנוצלות שתי השיטות גם יחד בעופות אלו, ואילו נפנופי כנפיים מתבצעים רק אם יש צורך בתיקוני כיוון או כשמהירות הרוח נמוכה מאוד. עופות ים קטנים, כדוגמת היסעורונים (Petrels), משתמשים תכופות בהתפרצויות עדינות אך מהירות של נפנופי כנף בגלישות.
במקרים מסוימים, מינים כמו הפריגטה והיסעור השחפי אף נוהגים מדי פעם לרפרף כנגד הרוח בכנפיהם השריריות, בזנבם ואפילו ברגליהם. אצל עופות ים אסטרטגיות התעופה מורכבות יותר ומשתנות כל הזמן בשל שינוי משטר הרוחות וגובה הגלים.
סגנון הצלילה
הצלילה היא נחיתה כמעט אנכית מגבוה תוך כדי כיפוף הכנפיים לגמרי אחורה, בדומה לראש חץ או אפילו כדור (מינימום חיכוך עם התנגדות האוויר), בו בזמן שמניפת הזנב (המשמש כהגה בדרך כלל) סגורה והרגליים צמודות לגוף כדי למנוע גרר. הצלילה יכולה להתבצע גם אל מול פולש או בת זוג בחיזור.
צלילה בצורת בורג היא נחלתו של הבז הנודד בהתכוונותו אל המטרה הניידת. מין זה ידוע כמהיר בכל ממלכת החי (389 קמ"ש, על פי ניסוי מפורסם של נשיונל גיאוגרפיק), והוא מאופיין במבנה גוף כישורי ואווירודינמי בעל כנפיים ארוכות, גמישות ומחודדות, אך כל אלו עדיין לא היו הופכים אותו לאלוף העולם ללא שרירי התעופה החזקים שבחזהו. למהירות הלילה יש משמעות לא רק בהשגת הטרף אלא גם במהירויות כאלו עצומות, וכל נגיעה קלילה בהתנגשות מכוונת היא עצומה ומנטרלת כמעט מיידית את הטרף.
סגנון דאייה
דאייה היא תפיסת "טרמפ" על גלים של אוויר חם בכנפיים וזנב פרוסים לרווחה, להקטנת המשקל הסגולי. התעופה היא במעגלים, ודאייה משובחת קיימת בקרב עופות בעלי כנפיים גדולות יחסית למשקל הגוף.
סוג זה של תעופה מהווה יתרון לאלו שצריכים לסרוק בריכוז רב ובאיטיות את טרפם.
החסידות הדואות על עמודי אוויר חם עפות במבנה לא מסודר, בניגוד לשקנאים המסונכרנים בתרמיקה לאותם כיוונים בו זמנית. אצל הנץ, שהוא דורס קטן יחסית, מעגלי הדאייה קצרים ומהירים יותר.
מעבר לשלוש עד חמש מעלות בזווית אחיזת הכנף עלולה להיווצר הזדקרות של הכנפיים, שתגרום לאיבוד שיווי המשקל, וזאת על ידי היווצרות מערבולות אוויר מהירות בחלק האחורי של הכנפיים (אחיזת כנפיים קמורה מדיי גם מגבירה את כוח העילוי).
תעופה התפרצותית ("באונדינג")
זהו שילוב של חתירה ונפילה, המאפיין ציפורי שיר שעפות למרחקים גדולים. במקרים אלו התעופה הפעילה היא במרווחי זמן מסוימים, וביניהם מצבים שהכנפיים סגורות וצמודות לגוף תוך יריית הגוף קדימה כקליע.
כאן יש חיסכון אנרגטי יחסית לתעופה אקטיבית רצופה. בהקשר זה ראוי לציין את התעופה הגלית על סוגיה, המנצלת טכניקה זו כאשר בזמן סגירת הכנף הציפור מאבדת גובה.
ההמראה והנחיתה, כמו בטיסה של מטוס, צורכות הכי הרבה אנרגיה (וגם בסכנות של התנגשויות, כמובן), כך לדידם של עופות רבים. בהמראה (התרוממות ממקום נמוך לגבוה באוויר תוך כדי פריסת כנפיים קדימה) יש צורך בדחיפת הגוף לזינוק או קפיצת ראש, ניתור באמצעות שרירי הרגליים, והכול לפי מבנה הגוף, צורכי השעה והמיקום המרחבי. בנחיתה (ממקום גבוה לנמוך, כמו למים, לקרקע, לקן או לנקודת תצפית או מנוחה) המהירות פוחתת, ונוצרים דחף נמוך וגרר גבוה, על ידי זקירת הכנפיים לאחור, שליפת הרגליים והכנפית (גלגלים ומדפי אוויר במטוס).
במקרה של עופות כבדים כאווזים יש צורך בנדנוד הגוף שמאלה-ימינה, ובמקרה של הברבורים יש לבסוף מופע סקי מים של ממש.
הזנב - ההגה האחורי
תפקידו העיקרי של הזנב קשור ללא ספק להיגוי וייצוב הציפור בכל סגנונות התעופה. במהירויות נמוכות הזנב מגביר את העילוי, מפחית את המערבולות של שפת הזרימה, ומנגד קצות הכנפיים והפרדת הנוצות בקצוות מאיטים את המהירות. זנב ממוזלג המאפיין סנוניות ושחפיות אינו מסייע בעילוי, במהירות התעופה או בתמרון, אלא קשור יותר למצג ראוותי ובחירת בן זוג.
הבה נראה כיצד רעיונות וכללים שהוזכרו לעיל מיושמים בעופות המוכרים לנו. ככלל, ככל שהכנפיים מחודדות יותר וארוכות יחסית לאורך הגוף ומשקלו כך מהירות התעופה תהיה גדולה יותר, כמו במקרה של הבזים, הסיסים והשרקרקים.
לסיסים מבנה כנפיים ארוך, צר וחרמשי, מה שמאפשר הגברת מהירות בכל צירי התנועה. הסיסים, אגב, מגיעים למהירות גדולה יותר במעוף ישר, כמעט 200 קמ"ש. שום דורס אינו יכול להשיגם במעוף ישר, אלא בצלילה. לשרקרקים כנפיים ארוכות ומחודדות כמשולשים וזנב ארוך – תעופה מהירה בגלישה וחתירה, כהתאמה ללכידת חרקים מתומרנת באוויר. לזרזירים תעופת חתירה מהירה מאוד בלהקות ענק. בסוג קטה (Pterocles sp.), מעופפים כבדים אמנם, אך בעלי כנפיים ארוכות וחדות ותעופתם גם כן מהירה יחסית.
מנגד, לעופות בעלי כנפיים רחבות וקצרות, כמו ציפורי שיר רבות, יש יתרון בתמרון טוב יותר בינות סבך העצים, על חשבון המהירות.
לסוג נץ (Accipiter) יש כנפיים רחבות וקצרות יחסית, וזנב ארוך מאוד, מה שמאפשר להם לתמרן היטב בין העצים במרדף אחר ציפורים, וכן לדאות בשעת הצורך בתרמיקה.
לשלך (Pandion haliaetus) יש אומנם יכולת דאייה טובה, אך באופן ייחודי יש לו מפרקי כנפיים חופשיים המסייעים לו להתרומם ברוב חן ואלגנטיות מעל פני המים לאחר שצלל עם רגליו השלופות למים (טפריו כקרסי דיג, לאצבעותיו מעין יבלות קוצניות למניעת החלקת הדג ונוצותיו דחוסות ומשומנות קצת).
לזרון (Circus sp.) תעופת סריקה נמוכה ואיטית בטפיחות כנף רדודות, כשכנפיו הארוכות והצרות מסייעות לכך היטב (מה שמאפשר לרגליו הארוכות לשלוף נחבאים בשדות). אצל השכווים, החוגלות והפסיונים (תרנגולאים) קיימת פשרה בין הצורך בהסוואה לבין תעופה נמוכה בעת צורך ממשי, בשל הסכנה וכובדם היחסי.
לטבלנים והברווזים, מרגע שהתרוממו בכבדות באלכסון, מסלול ישר ומהיר עם חבטות כנף מהירות מאוד כדי להישאר בגובה אחיד. מעניין לציין כי לברווזים חילוף נוצות מלא האורך כחודש בשנה ללא יכולת לעוף כלל.
לדוכיפת ולכותלי יש כנפיים קצרות ומעוגלות מאוד, המאפשרות תעופה רפרפנית בליווי גלישות קצרות. תעופה גלית – חיסכון באנרגיה, מאפיינת עופות מסוימים כמו נקרים (תעופה גלית חדה), פיפיונים, נחליאלים, ירגזים (גלית) ופרושים (גלית נמרצת ורדודה).
תעופת העורבים מלווה בדאייה (בשל כנפיהם הגדולות), גלישה וחתירה מעגלית (מזכירה שחייה באוויר) בשילובים שונים. לדורסי לילה יש תעופה ייחודית בשל מבנה כנפיהם והנוצות ופעילותם בלילה הדומם. תעופתם היא תעופת חתירה שקטה, ללא משק כנפיים כלל וכלל (נוצות פלומה ו"מסרקים" באברות התעופה לבלימת רעשים).
לאנפות יש תעופת חתירה איטית ביותר בשילוב גלישות ארוכות (האנפות ידועות כנודדות לילה, ובתעופה צווארן מכופף ומשוך קדימה כמו אצל החסידות בשל מבנה צוואר וגידים מיוחד).
לחרטומיות, בשעת סכנה יש תעופת חתירה "משוגעת" ומתנודדת, תוך כדי צווחות אופייניות. החרטומן, קרוב משפחתן הפעיל בדמדומים, עף כעטלף ובעת החיזור נוהג לטפוח כפולות במהירות בכנפיו.
בניגוד למרבית העופות, תעופתן של האלקות (Alca sp.), הדומות במעט לפינגווין, גרועה והתאמתה לשחייה גדולה יותר בשל כנפיהם הקטנות.
מבנה תעופתי
תעופה עורפית וראש חץ מאפיינים מעופפים כמו אווזים, עגורים, מגלנים, כפנים. בעבר היו שטענו כי יש מנהיג קבוע המוליך את הלהקה, אך התברר כי הראשון כל הזמן מוחלף, שהרי הוא משקיע את מרבית האנרגיה ואילו אלו שאחריו מבזבזים משמעותית פחות (במחקר משנות ה-70 נטען כי החיסכון מגיע לכדי 71 אחוז).
בתעופה להקתית, במבנה כזה או אחר, יש לרוב תקשורת בין חברי הקבוצה, לעיתים באופן קולני למדיי, כדוגמת העגורים, הקטות, הזרזירים. קריאות אזהרה ומצוקה תוך כדי מעוף קיימות בלא מעט מיני עופות, החל בביצניות וכלה בעורבים, מאיינות וסיקסקים.
כתב: ד"ר חיים מויאל, צילמו: אהרון שמשון וחיים מויאל
הכתבה התפרסמה במגזין "טבע הדברים ". לפייסבוק של "טבע הדברים "
לפנייה לכתב/ת 
