Bakgrunn
Leonardo da Vinci var en italiensk kunstner og vitenskapsmann som levde på 1400- og 1500-tallet. Han er kanskje mest kjent for å ha malt Mona Lisa, men han var også en svært dyktig ingeniør, og han både tegnet og bygde mange maskiner.
Da Vinci var fascinert av at fugler kunne fly, og forsøkte å lage flygemaskiner som var sterkt inspirert av måten fuglevinger er bygd opp på. Modellen under viser ett av forsøkene hans på å lage vinger til mennesker. Ser dere likheten med fuglevinger?
Hensikt
Hensikten med forsøket er å bruke disseksjon til å bli kjent med muskulaturen som gjør at fugler kan slå vingene opp og ned, og få erfaring med hvordan vingene fungerer.
Mange har sikkert spist kyllingvinger (eller musklene i kyllingvingene) og sett hvordan disse ser ut. Men fugler trenger mer enn vinger for å kunne fly. De trenger også muskler i brystet.
Se opp for bakterier
Vær oppmerksom på at det kan være salmonella- og listeriabakterier på rå kylling. Bruk hansker, og vær nøye med renhold av kniver og skjærefjøler.
Del 1. Homologe strukturer hos kylling og menneske
Homologe strukturer er tilsvarende strukturer hos ulike arter. Slike strukturer kan være tegn på et felles evolusjonært opphav. Finn knoklene på vingen som tilsvarer knoklene i armene deres.
Klarer dere å finne disse knoklene i både vingen til fuglen og armen deres?
overarmsbeinet (humerus)
beina i underarmen
albuebeinet (ulna)
spolebeinet (radius)
beina i håndleddet
hånd med tommel
Del 2. Flaks som en fugl
Gå ut på gulvet, og slå opp og ned med armene.
Bruk simuleringen til å finne svar på oppgavene under.
Simulering av muskler i kroppen
Finn ut hvilke muskler dere bruker, og hvor på kroppen disse er festet.
Hvilke knokler er disse musklene festet til?
Del 3. Disseksjon av kyllingen
Tips! Før dere begynner å dissekere, bør dere skrive ut det skjematiske bildet av oppbygningen til en fuglevinge.
Spenn ut en av vingene, og fest et grillspyd slik at vingen holder seg utspent. Fest en fjær til grillspydet, slik at dere ser det virkelige vingespennet til kyllingen.
Fjern skinnet fra kyllingbrystet, og finn venstre brystmuskel. Legg merke til at den ikke bare er festet til kjølen på brystbeinet, men også til ribbene på ryggsiden og til kragebeinet foran. Kyllingbrystet består av to muskler: den store og den lille brystmuskelen.
Bruk en kniv til å skille den store brystmuskelen forsiktig fra brystbeinet, ribbeina og kragebeinet. Vær spesielt varsom ved framenden. La muskelen være festet til overarmen.
Hva skjer hvis dere drar i den store brystmuskelen?Brett den store brystmuskelen ut, og skill den lille brystmuskelen fra brystbeinet. Legg merke til at den ender i en sene som forsvinner under det såkalte ravnenebbsbeinet. Senen er festet til overarmen/forlemmene på brystsiden, gjennom en buet kanal i kragebeinet.
Hold den store brystmuskelen med venstre hånd og den lille brystmuskelen med høyre. Prøv deg fram, og forsøk å bevege musklene slik at vingen og fjæren beveger seg opp og ned.
Får dere ikke fjæren til å bevege seg?
Hold den store brystmuskelen i høyre hånd og den lille brystmuskelen i venstre hånd.
Bruk "hælen" på høyre hånd til å holde kyllingen nede på bordet.
Trekk den store brystmuskelen mot buken. Fjæren slår nedover.
Trekk den lille brystmuskelen mot buken. Nå slår fjæren oppover.
Trekk i musklene annenhver gang. Fjæren slår opp og ned.
I denne YouTube-videoen kan dere se hvordan dere gjør bevegelsene som får fuglen til å "fly".
Del 4. Hvordan virker musklene sammen?
Fjern den store brystmuskelen helt, og følg senen på den lille brystmuskelen rundt skulderleddet. Legg merke til kanalen som senen går gjennom.
Den lille brystmuskelen er stengt helt inne og omgitt av den store brystmuskelen og brystbeinet. Muskler som motvirker hverandre (antagonister), er vanligvis plassert på hver sin side av leddet de virker på, men hos fugler er dette annerledes: Den store brystmuskelen omgir den lille brystmuskelen fullstendig.
Resultater og spørsmål
Hvorfor tror dere den store brystmuskelen omgir den lille brystmuskelen hos fugler?
Finn ut om det er slik hos andre dyregrupper også.
Også vi mennesker har et muskelpar der musklene motvirker hverandre: biceps og triceps. Undersøk hvordan disse musklene virker sammen, og sammenlign med den lille og den store brystmuskelen hos fugler.
Beveg den store og den lille brystmuskelen til den dissekerte kyllingen slik at fjæren slår opp og ned.
Forklar hvordan musklene i kyllingen jobber når dette skjer.
Hvilken muskelgruppe gjør at vingen slår ned?
Hvilken muskelgruppe gjør at vingen slår opp?
Hva mener vi når vi sier at to muskler virker som antagonister?
Hvordan virker "flygemusklene" hos fugler som antagonister?
Hva skiller disse musklene fra antagonister hos andre dyregrupper?
Vei den store brystmuskelen og den lille brystmuskelen, og regn ut masseforholdet mellom dem. Hva forteller dette forholdet oss om hvilken del av vingebevegelsen som krever mest energi?
En kolibri bruker mest energi på å slå vingene opp. Hvordan vil masseforholdet til musklene være da?
Noen fugler får hjelp av luftstrømmer til å komme seg opp. Hvordan tror dere dette gir seg uttrykk i muskulaturen hos disse fuglene? (Hint: Hvilken vingebevegelse er viktigst i en slik situasjon?)
Må fugler ha fjær for å kunne fly? Finnes det eksempler på dyr som kan fly, men som ikke har fjær?
Hvorfor er ikke fly konstruert med vinger som slår opp og ned, og kledd med fjær, som hos fuglene?
Hvilke andre faktorer enn oppbygningen av muskler og bein er det som gjør at vi mennesker ikke kan fly?
Se nærmere på Leonardo da Vincis flygemaskin. Forsøk å finne ut hvordan den virket. Kan noe av det dere har funnet ut om kyllingvinger, fortelle dere hva som var de største utfordringene med å få denne til å fly?
Diskuter: Hva mener dere om å dissekere dyr?
Videre arbeid: ornitopter – flaksende flygemaskiner
Det finnes faktisk flygemaskiner som etterligner fuglenes flaksing med vingene. De kalles ornitopter. Ja, det minner om ordet "helikopter". I lenka under kan dere se et eksempel på et ornitopter og kanskje bli inspirert til å bygge deres eget.
Denne ressursen er en bearbeidet utgave av "How do birds fly? A hands-on demonstration" fra https://www.scienceinschool.org/article/2017/how-do-birds-fly-hands-demonstration/
Kilde
Tschudi-Madsen, S. & Nordhagen, P. J. (2019, 29. mai). Leonardo da Vinci. I Store norske leksikon. Hentet 15. mars 2022 fra http://snl.no/Leonardo_da_Vinci