Bakgrunn
Leonardo da Vinci var ein italiensk kunstnar og vitskapsmann som levde på 1400- og 1500-talet. Han er kanskje mest kjend for å ha måla Mona Lisa, men han var òg ein svært dyktig ingeniør, og han både teikna og bygde mange maskinar.
Da Vinci var fascinert av at fuglar kunne flyge, og prøvde å lage flygemaskinar som var sterkt inspirerte av måten fuglevengar er bygde opp på. Modellen under viser eitt av forsøka hans på å lage vengar til menneske. Ser de likskapen med fuglevengar?
Føremål
Føremålet med forsøket er å bruke disseksjon til å bli kjend med muskulaturen som gjer at fuglar kan slå vengane opp og ned, og få erfaring med korleis vengane fungerer.
Mange har sikkert ete kyllingvengar (eller musklane i kyllingvengane) og sett korleis desse ser ut. Men fuglar treng meir enn vengar for å kunne flyge. Dei treng òg musklar i brystet.
Sjå opp for bakteriar
Ver merksam på at det kan vere salmonella- og listeriabakteriar på rå kylling. Bruk hanskar, og ver nøye med reinhald av knivar og skjerefjøler.
Del 1. Homologe strukturar hos kylling og menneske
Homologe strukturar er tilsvarande strukturar hos ulike artar. Slike strukturar kan vere teikn på eit felles evolusjonært opphav. Finn knoklane på vengen som svarer til knoklane i armane dykkar.
Klarer de å finne desse knoklane i både vengen til fuglen og armen dykkar?
overarmsbeinet (humerus)
beina i underarmen
olbogebeinet (ulna)
spolebeinet (radius)
beina i handleddet
hand med tommel
Del 2. Flaks som ein fugl
Gå ut på golvet, og slå opp og ned med armane.
Bruk simuleringa til å finne svar på oppgåvene under.
Simulering av musklar i kroppen
Finn ut kva musklar de bruker, og kvar på kroppen desse er feste.
Kva knoklar er desse musklane feste til?
Del 3. Disseksjon av kyllingen
Tips! Før de begynner å dissekere, bør de skrive ut det skjematiske biletet av oppbygginga til ein fugleveng.
Spenn ut ein av vengane, og fest eit grillspyd slik at vengen held seg utspend. Fest ei fjør til grillspydet, slik at de ser det verkelege vengespennet til kyllingen.
Fjern skinnet frå kyllingbrystet, og finn venstre brystmuskel. Legg merke til at han ikkje berre er fest til kjølen på brystbeinet, men også til ribbene på ryggsida og til kragebeinet framme. Kyllingbrystet består av to musklar: den store og den vesle brystmuskelen.
Bruk ein kniv til å skilje den store brystmuskelen forsiktig frå brystbeinet, ribbeina og kragebeinet. Ver spesielt varsam ved framenden. Lat muskelen vere fest til overarmen.
Kva skjer viss de dreg i den store brystmuskelen?
Brett den store brystmuskelen ut, og skil den vesle brystmuskelen frå brystbeinet. Legg merke til at han endar i ei sene som forsvinn under det såkalla ramnenebbsbeinet. Sena er fest til overarmen/framlemmane på brystsida, gjennom ein bøygd kanal i kragebeinet.
Hald den store brystmuskelen med venstre hand og den vesle brystmuskelen med høgre. Prøv deg fram, og forsøk å bevege musklane slik at vengen og fjøra beveger seg opp og ned.
Får de ikkje fjøra til å bevege seg?
Hald den store brystmuskelen i høgre hand og den vesle brystmuskelen i venstre hand.
Bruk "hælen" på høgre hand til å halde kyllingen nede på bordet.
Trekk den store brystmuskelen mot buken. Fjøra slår nedover.
Trekk den vesle brystmuskelen mot buken. No slår fjøra oppover.
Trekk i musklane annankvar gong. Fjøra slår opp og ned.
I denne YouTube-videoen kan de sjå korleis de gjer bevegelsane som får fuglen til å "flyge".
Del 4. Korleis verkar musklane saman?
Fjern den store brystmuskelen heilt, og følg sena på den vesle brystmuskelen rundt skulderleddet. Legg merke til kanalen som sena går gjennom.
Den vesle brystmuskelen er stengd heilt inne og omgitt av den store brystmuskelen og brystbeinet. Musklar som motverkar kvarandre (antagonistar), er vanlegvis plasserte på kvar si side av leddet dei verkar på, men hos fuglar er dette annleis: Den store brystmuskelen omgir den vesle brystmuskelen fullstendig.
Resultat og spørsmål
Kvifor trur de den store brystmuskelen omgir den vesle brystmuskelen hos fuglar?
Finn ut om det er slik hos andre dyregrupper òg.
Også vi menneske har eit muskelpar der musklane motverkar kvarandre: biceps og triceps. Undersøk korleis desse musklane verkar saman, og samanlikn med den vesle og den store brystmuskelen hos fuglar.
Beveg den store og den vesle brystmuskelen til den dissekerte kyllingen slik at fjøra slår opp og ned.
Forklar korleis musklane i kyllingen jobbar når dette skjer.
Kva muskelgruppe gjer at vengen slår ned?
Kva muskelgruppe gjer at vengen slår opp?
Kva meiner vi når vi seier at to musklar verkar som antagonistar?
Korleis verkar "flygemusklane" hos fuglar som antagonistar?
Kva skil desse musklane frå antagonistar hos andre dyregrupper?
Veg den store brystmuskelen og den vesle brystmuskelen, og rekn ut masseforholdet mellom dei. Kva fortel dette forholdet oss om kva del av vengebevegelsen som krev mest energi?
Ein kolibri bruker mest energi på å slå vengane opp. Korleis vil masseforholdet til musklane vere då?
Nokre fuglar får hjelp av luftstraumar til å kome seg opp. Korleis trur de dette gir seg uttrykk i muskulaturen hos desse fuglane? (Hint: Kva vengebevegelse er viktigast i ein slik situasjon?)
Må fuglar ha fjør for å kunne flyge? Finst det døme på dyr som kan flyge, men som ikkje har fjør?
Kvifor er ikkje fly konstruerte med vengar som slår opp og ned, og kledde med fjør, som hos fuglane?
Kva for nokre andre faktorar enn oppbygginga av musklar og bein er det som gjer at vi menneske ikkje kan flyge?
Sjå nærare på Leonardo da Vincis flygemaskin. Forsøk å finne ut korleis ho verka. Kan noko av det de har funne ut om kyllingvengar, fortelje dykk kva som var dei største utfordringane med å få denne til å flyge?
Diskuter: Kva meiner de om å dissekere dyr?
Vidare arbeid: ornitopter – flaksande flygemaskinar
Det finst faktisk flygemaskinar som etterliknar fuglane si flaksing med vengane. Dei blir kalla ornitopter. Ja, det minner om ordet "helikopter". I lenkja under kan de sjå eit døme på eit ornitopter og kanskje bli inspirerte til å byggje dykkar eige.
Denne ressursen er ei omarbeidd utgåve av "How do birds fly? A hands-on demonstration" frå https://www.scienceinschool.org/article/2017/how-do-birds-fly-hands-demonstration/
Kjelde
Tschudi-Madsen, S. & Nordhagen, P. J. (2019, 29. mai). Leonardo da Vinci. I Store norske leksikon. Henta 15. mars 2022 frå http://snl.no/leonardo_da_vinci