Aerodynamik

@article{doi101090qam42889,
    author = "Cole, Julian D.",
    title = "On a quasi-linear parabolic equation occurring in aerodynamics",
    year = "1951",
    journal = "Quarterly of Applied Mathematics",
    url = "https://doi.org/10.1090/qam/42889",
    doi = "10.1090/qam/42889",
    openalex = "W2565432921",
    references = "doi101007bf03046993, doi101016s0065215608701005, doi10117515200493191543163srrotm20co2, openalexw2603003341"
}

Die zur Charakterisierung des Wachstumsverlaufs verwendeten Parameter werden beschrieben, und berechnete Wachstumsparameter werden für 105 Vogelarten aus vielen taxonomischen Gruppen und einem weiten geografischen Verbreitungsgebiet vorgestellt. Es zeigt sich, dass Wachstumsparameter bis zu 20% Variation innerhalb einer Art in Bezug auf geografische Lage und Zeitpunkt der Brutzeit aufweisen. Es gibt auch beträchtliche lokale Variationen, unabhängig von der Jahreszeit und dem Standort, die mit der Ernährung und möglicherweise mit einer vererbten Variabilität zusammenhängen. Die Anwendung der Kurvenanpassung als Methode zur Analyse der intraspezifischen Variation wird kurz diskutiert, und die Bedeutung vergleichender Wachstumsstudien wird betont. Wachstumsmuster werden mit anderen Parametern der Lebensgeschichte korreliert, um den Umfang der Vielfalt im Wachstumsverlauf zu bewerten. Niedrige Wachstumsraten und verlängerte Wachstumsperioden treten vor allem bei Arten auf, die für ihre Familie groß sind, und bei ozeanischen Arten. Bei den meisten anderen Arten werden hohe Wachstumsraten über längere Zeiträume aufrechterhalten. Die Form der Wachstumskurve hängt nicht vom Entwicklungsmodus ab (d. h. ob präkox oder altrizial). Die gesamte relative oder gewichtsspezifische Wachstumsrate, gemessen durch die Konstanten der angepassten Wachstumsgleichungen, korreliert am stärksten mit der adulten Körpergröße der Art und ändert sich als −0–278-Potenz des adulten Körpergewichts. Kleinere Variationen in der Wachstumsrate scheinen mit Unterschieden im Bruterfolg korreliert zu sein; offene Brüter aus der Ordnung der Sperlingsvögel wachsen schneller als Höhlenbrüter ähnlicher Größe. Die Wachstumsrate korreliert weiter mit der Brutgröße. Ozeanische Arten mit einer einzigen Eilegung und tropische Landvögel mit kleinen Gelegen weisen niedrige Wachstumsraten auf. Die Asymptote der Wachstumskurve der Jungen (in Bezug auf das Adultgewicht) hängt vom Futtersuchverhalten der Erwachsenen ab. Luftfresser haben im Allgemeinen hohe Asymptoten, während die von Bodenfressern meist unter dem Adultgewicht liegen. Diese Unterschiede hängen mit dem Bedarf der ersteren an gut entwickeltem Flug zum Zeitpunkt des Ausflugs zusammen. Die Vielfalt der Wachstumsmuster steht in Zusammenhang mit evolutionären Trends, die das Ergebnis von (1) selektiven Kräften sind, die in Phasen des Lebenszyklus außer der Entwicklung wirken, (2) Faktoren, die das Überleben der Nachkommen während der Wachstumsphase beeinflussen, und (3) Anpassungen, die vorgenommen werden, um das Energiebudget der Familiengruppe auszugleichen. Letzterer Trend wird im Detail im Zusammenhang mit den in der Analyse gefundenen Korrelationen diskutiert. Zwei Hypothesen werden vorgestellt. Erstens wird bei Arten, die nicht genug Nahrung sammeln können, um auch nur ein Junges mit einer normalen Wachstumsrate zu ernähren, das Tempo der Entwicklung verlangsamt, um die energetischen Anforderungen der Jungen zu verringern. Zweitens kann bei Arten mit kleinen Gelegen, bei denen Anpassungen der Futterkapazitäten nicht leicht durch Änderung der Brutgröße vorgenommen werden, die Wachstumsrate angepasst werden, um dies zu erreichen. Der Mangel an kritischen energetischen Daten, um diese Hypothesen zu testen, wird als wesentliche Lücke in unserem Verständnis der Brutbiologie der Vögel betont.

@article{doi101111j1474919x1968tb00058x,
    author = "Ricklefs, Robert E.",
    title = "WACHSTUMSMUSTER BEI VÖGELN",
    year = "1968",
    journal = "Ibis",
    abstract = "Zusammenfassung: Es werden Parameter beschrieben, die verwendet werden, um den Verlauf des Wachstums zu charakterisieren, und berechnete Wachstumsparameter für 105 Vogelarten aus vielen taxonomischen Gruppen und einem weiten geografischen Verbreitungsgebiet werden vorgestellt. Die Wachstumsparameter zeigen bis zu 20 % Variation innerhalb einer Art in Bezug auf geografische Lage und Zeitpunkt der Brutzeit. Es gibt auch beträchtliche lokale Variationen, unabhängig von der Jahreszeit und dem Standort, die mit der Ernährung und möglicherweise mit einer vererbten Variabilität zusammenhängen. Die Anwendung der Kurvenanpassung als Methode zur Analyse der intraspezifischen Variation wird kurz diskutiert, und die Bedeutung vergleichender Wachstumsstudien wird betont. Wachstumsmuster werden mit anderen Parametern der Lebensgeschichte korreliert, um den Umfang der Vielfalt im Wachstumsverlauf zu bewerten. Niedrige Wachstumsraten und verlängerte Wachstumsperioden treten vor allem bei Arten auf, die für ihre Familien groß sind, und bei ozeanischen Arten. Bei den meisten anderen Arten werden hohe Wachstumsraten über längere Zeiträume aufrechterhalten. Die Form der Wachstumskurve hängt nicht vom Entwicklungsmodus ab (d. h. ob präkox oder altrizial). Die gesamte relative oder gewichtsspezifische Wachstumsrate, gemessen an den Konstanten der angepassten Wachstumsgleichungen, korreliert am stärksten mit der adulten Körpergröße der Art und ändert sich als −0–278-Potenz des adulten Körpergewichts. Kleinere Variationen in der Wachstumsrate scheinen mit Unterschieden im Bruterfolg korreliert zu sein; offene Brüter unter den Singvögeln wachsen schneller als Höhlenbrüter ähnlicher Größe. Die Wachstumsrate korreliert weiter mit der Brutgröße. Ozeanische Arten mit einer einzigen Eilegung und tropische Landvögel mit kleinen Gelegen haben niedrige Wachstumsraten. Das Asymptotenverhalten der Wachstumskurve der Jungen (in Bezug auf das Adultgewicht) hängt vom Futtersuchverhalten der Erwachsenen ab. Luftfresser haben im Allgemeinen hohe Asymptoten, während die von bodenfressenden Arten meist unter dem Adultgewicht liegen. Diese Unterschiede hängen mit dem Bedarf der ersteren zusammen, zum Zeitpunkt des Flüggewerdens gut entwickelte Flugfähigkeiten zu besitzen. Die Vielfalt der Wachstumsmuster hängt mit evolutionären Trends zusammen, die das Ergebnis von (1) selektiven Kräften sind, die in Phasen des Lebenszyklus wirken, die nicht die Entwicklung betreffen, (2) Faktoren, die das Überleben der Nachkommen während der Wachstumsphase beeinflussen, und (3) Anpassungen, die vorgenommen werden, um das Energiebudget der Familiengruppe auszugleichen. Letzterer Trend wird im Detail im Zusammenhang mit den in der Analyse gefundenen Korrelationen diskutiert. Zwei Hypothesen werden vorgestellt. Erstens wird bei Arten, die nicht genug Nahrung sammeln können, um auch nur ein Junges mit normaler Wachstumsrate zu ernähren, das Tempo der Entwicklung verlangsamt, um die energetischen Anforderungen der Jungen zu verringern. Zweitens kann bei Arten mit kleinen Gelegen, bei denen Anpassungen der Futterkapazitäten nicht leicht durch Änderung der Brutgröße vorgenommen werden können, die Wachstumsrate angepasst werden, um dies zu erreichen. Der Mangel an kritischen energetischen Daten, um diese Hypothesen zu testen, wird als wesentliche Lücke in unserem Verständnis der Brutbiologie von Vögeln betont.",
    url = "https://doi.org/10.1111/j.1474-919x.1968.tb00058.x",
    doi = "10.1111/j.1474-919x.1968.tb00058.x",
    openalex = "W1983501334",
    references = "doi101016b9781483231433500149, doi101093aibsbulletin5112b, doi101111j1474919x1947tb04155x, doi101111j155856461948tb02734x, doi1023071366368, doi1023071934545, doi1023072453, doi1023074081922, doi103382ps0250096, openalexw119319751"
}

Ein lebender Laggarfalk (Falco jugger) glitt in einem Windkanal bei Geschwindigkeiten zwischen 6·6 und 15·9 m./sec. Das Tier hatte ein maximales Auftriebs-Widerstands-Verhältnis (L/D) von 10 bei einer Geschwindigkeit von 12·5 m./sec. Wenn der Falcon bei einem gegebenen Gleitwinkel seine Luftgeschwindigkeit erhöhte, verringerte er seine Flügelspannweite, seine Flügelfläche und seinen Auftriebsbeiwert. Ein Modellflugzeug mit etwa derselben Spannweite wie der Falke hatte einen maximalen L/D-Wert von 10. Veröffentlichte Messungen der aerodynamischen Eigenschaften von gleitenden Vögeln werden zusammengefasst, indem sie in einem Diagramm dargestellt werden, das Luftgeschwindigkeit, Sinkgeschwindigkeit und L/D-Werte zeigt. Daten für ein Hochleistungs-Segelflugzeug sind enthalten. Die gleitenden Vögel hatten maximale L/D-Werte in der Nähe von 10, also etwa ein Viertel des Wertes des Segelflugzeugs. Die Vögel glitten langsamer als das Segelflugzeug und hatten etwa dieselbe Sinkgeschwindigkeit. Die vom Flugzeugbauern zur Schätzung des Parasitenwiderstands verwendete Methode des „äquivalenten Parasitenbereichs" wurde für die Anwendung bei gleitenden Vögeln modifiziert, und empirische Daten werden vorgestellt, um ein Mittel zur Vorhersage der Gleitleistung eines Vogels ohne Windkanaltests bereitzustellen. Die Vögel in dieser Studie hatten konventionelle Werte für den Parasitenwiderstand. Technische Fehler scheinen für veröffentlichte Behauptungen von ungewöhnlich niedrigen Parasitenwiderstandswerten bei einem Geier verantwortlich zu sein. Der Falke passte seine Flügelspannweite im Flug an, um über seinen Bereich von Gleitgeschwindigkeiten nahezu den maximal möglichen L/D-Wert zu erreichen. Die maximale Endgeschwindigkeit des Falkens in einem vertikalen Sturzflug wird auf 100 m./sec geschätzt.

@article{tucker1970aerodynamics,
    author = "Tucker, Vance A. und Parrott, G. Christian",
    title = "Aerodynamik des Gleitflugs bei einem Falken und anderen Vögeln",
    year = "1970",
    journal = "Journal of Experimental Biology",
    abstract = "Ein lebender Laggarfalk (Falco jugger) glitt in einem Windkanal bei Geschwindigkeiten zwischen 6·6 und 15·9 m./sec. Das Tier hatte ein maximales Auftriebs-Widerstands-Verhältnis (L/D) von 10 bei einer Geschwindigkeit von 12·5 m./sec. Wenn der Falke bei einem gegebenen Gleitwinkel seine Luftgeschwindigkeit erhöhte, verringerte er seine Flügelspannweite, seine Flügelfläche und seinen Auftriebsbeiwert. Ein Modellflugzeug mit etwa derselben Spannweite wie der Falke hatte einen maximalen L/D-Wert von 10. Veröffentlichte Messungen der aerodynamischen Eigenschaften von gleitenden Vögeln werden zusammengefasst, indem sie in einem Diagramm dargestellt werden, das Luftgeschwindigkeit, Sinkgeschwindigkeit und L/D-Werte zeigt. Daten für ein Hochleistungs-Segelflugzeug sind enthalten. Die gleitenden Vögel hatten maximale L/D-Werte in der Nähe von 10, also etwa ein Viertel des Wertes des Segelflugzeugs. Die Vögel glitten langsamer als das Segelflugzeug und hatten etwa dieselbe Sinkgeschwindigkeit. Die vom Flugzeugbauern zur Schätzung des Parasitenwiderstands verwendete Methode des „äquivalenten Parasitenbereichs" wurde für die Anwendung bei gleitenden Vögeln modifiziert, und empirische Daten werden vorgestellt, um ein Mittel zur Vorhersage der Gleitleistung eines Vogels ohne Windkanaltests bereitzustellen. Die Vögel in dieser Studie hatten konventionelle Werte für den Parasitenwiderstand. Technische Fehler scheinen für veröffentlichte Behauptungen von ungewöhnlich niedrigen Parasitenwiderstandswerten bei einem Geier verantwortlich zu sein. Der Falke passte seine Flügelspannweite im Flug an, um über seinen Bereich von Gleitgeschwindigkeiten nahezu den maximal möglichen L/D-Wert zu erreichen. Die maximale Endgeschwindigkeit des Falkens in einem vertikalen Sturzflug wird auf 100 m./sec geschätzt.",
    url = "https://doi.org/10.1242/jeb.52.2.345",
    doi = "10.1242/jeb.52.2.345",
    number = "2",
    openalex = "W1921571842",
    pages = "345-367",
    volume = "52",
    references = "doi101242jeb372330, doi101242jeb493509, openalexw1511362807, openalexw1518537820, openalexw1536379056, openalexw1549441713, openalexw2135641983"
}

In einem zentral kondensierten Sonnenebel führt der Druckgradient im Gas dazu, dass sich der Nebel langsamer dreht als die freie Umlaufgeschwindigkeit. Reibungskräfte führen dazu, dass die Umlaufbahnen fester Körper zerfallen. Ihre Bewegungen wurden analytisch und numerisch für alle anwendbaren Reibungsgesetze untersucht. Die maximale radiale Geschwindigkeit ist unabhängig vom Reibungsgesetz und unempfindlich gegenüber der Nebelmasse. Ergebnisse werden für eine Vielzahl von Modellnebeln vorgestellt. Radiale Geschwindigkeiten hängen stark von der Partikelgröße ab und erreichen Werte in der Größenordnung von 104 cm/s für metergroße Objekte. Mögliche Konsequenzen sind: Vermischung fester Materie innerhalb des Sonnenebels auf kurzen Zeitskalen, Kollisionen, die zu einer schnellen Anhäufung von Planetesimalen führen, Fraktionierung von Körpern nach Größe oder Dichte und die Entstehung von Regionen mit anomaler Zusammensetzung im Sonnenebel.

@article{doi101093mnras180257,
    author = "Weidenschilling, S. J.",
    title = "Aerodynamik fester Körper in der Sonnenebel",
    year = "1977",
    journal = "Monthly Notices of the Royal Astronomical Society",
    abstract = "In einem zentral kondensierten Sonnenebel führt der Druckgradient im Gas dazu, dass sich der Nebel langsamer dreht als die freie Umlaufgeschwindigkeit. Reibungskräfte führen dazu, dass die Umlaufbahnen fester Körper zerfallen. Ihre Bewegungen wurden analytisch und numerisch für alle anwendbaren Reibungsgesetze untersucht. Die maximale radiale Geschwindigkeit ist unabhängig vom Reibungsgesetz und unempfindlich gegenüber der Nebelmasse. Ergebnisse werden für eine Vielzahl von Modellnebeln vorgestellt. Radiale Geschwindigkeiten hängen stark von der Partikelgröße ab und erreichen Werte in der Größenordnung von 104 cm/s für metergroße Objekte. Mögliche Konsequenzen sind: Vermischung fester Materie innerhalb des Sonnenebels auf kurzen Zeitskalen, Kollisionen, die zu einer schnellen Anhäufung von Planetesimalen führen, Fraktionierung von Körpern nach Größe oder Dichte und die Entstehung von Regionen mit anomaler Zusammensetzung im Sonnenebel.",
    url = "https://doi.org/10.1093/mnras/180.2.57",
    doi = "10.1093/mnras/180.2.57",
    openalex = "W2068433364"
}

Die Verteilung der Wirbelstärke im Schweif eines schwebenden Vogels oder Insekts wird betrachtet. Der Schweif wird durch eine Kette koaxialer kleiner Kern kreisförmiger Wirbelringe modelliert, die übereinander gestapelt sind; jedes Glied der Kette wird durch einen einzelnen Flügelschlag erzeugt. Die Zirkulation wird durch das Gewicht des Tieres und die Zeit bestimmt, für die ein einzelner Ring Auftrieb bereitstellen muss; die Ringgröße wird aus der Zirkulationsverteilung auf dem Flügel des Tieres berechnet. Die Theorie ist gleichermaßen auf Vögel und Insekten anwendbar, obwohl der Mechanismus der Ringbildung unterschiedlich ist. Dieser Ansatz vermeidet die Verwendung von Auftriebs- und Widerstandsbeiwerten und ist nicht an die Beschränkungen der stationären Aerodynamik gebunden; er liefert eine Schweifkonfiguration, die mit experimentellen Beobachtungen übereinstimmt. Der klassische Impulsstrahl-Ansatz hat einen stationären Impulsfluss im Schweif und ist schwierig mit den Flügelschwingungen eines schwebenden Vogels oder Insekts in Beziehung zu setzen; der Wirbelschweif kann mit dem Impulsstrahl in Beziehung gesetzt werden, aber benachbarte Wirbelelemente sind getrennt und der Impulsfluss ist periodisch. Die Entwicklung des Schweifs beginnend vom Ruhezustand wird betrachtet, indem Wirbelringe zu geeigneten Zeitintervallen freigesetzt und ihre Wechselwirkung in ihren eigenen Geschwindigkeitsfeldern zugelassen wird. Die resultierende Konfiguration hängt vom Federungsparameter f ab (der von der Morphologie des Tieres abhängt); f nimmt mit der Körpergröße zu. Am unteren Ende des Schweifs verschmelzen die Ringe zu einem einzigen großen Wirbel, der in Intervallen vom Rest des Schweifs abbricht. Die Schweifkontraktion hängt von f ab; die minimale Flächenkontraktion von einem halben (wie in der Impulsstrahl-Theorie) tritt nur im Grenzwert f → 0 auf, aber für kleinere Insekte berechnete Werte von etwas mehr als einem halben deuten darauf hin, dass der Impulsstrahl eine gute Näherung für den Schweif sein kann, wenn f klein ist. Die induzierte Leistung beim Schweben wird als Grenzwert der mittleren Rate der Zunahme der kinetischen Energie des Schweifs berechnet, während die Zeit fortschreitet. Sie kann durch einen einfachen Umrechnungsfaktor mit der klassischen induzierten Leistung des Impulsstrahls in Beziehung gesetzt werden. Für ein Insekt oder einen Kolibri kann die übliche Schätzung des Impulsstrahls zwischen 10 und 15% zu niedrig sein, aber für einen Vogel kann sie bis zu 50% zu niedrig sein. Dies deutet darauf hin, dass wenige, wenn überhaupt, Vögel in der Lage sind, aerobes Schweben aufrechtzuerhalten, und dass, wenn der Vogel schweben sollte, ein so kleiner Wert von f wie möglich notwendig wäre. Spitzenverluste (Energieaufwand des Wirbelring-Schweifs im Vergleich zum äquivalenten Impulsstrahl) sind für Insekten vernachlässigbar, können aber für Vögel im Bereich von 15–20% liegen.

@article{doi101017s0022112079000410,
    author = "Rayner, J. M. V.",
    title = "Eine Wirbeltheorie des Tierflugs. Teil 1. Der Wirbelschweif eines schwebenden Tieres",
    year = "1979",
    journal = "Journal of Fluid Mechanics",
    abstract = "Die Verteilung der Wirbelstärke im Schweif eines schwebenden Vogels oder Insekts wird betrachtet. Der Schweif wird durch eine Kette koaxialer kleiner Kern kreisförmiger Wirbelringe modelliert, die übereinander gestapelt sind; jedes Glied der Kette wird durch einen einzelnen Flügelschlag erzeugt. Die Zirkulation wird durch das Gewicht des Tieres und die Zeit bestimmt, für die ein einzelner Ring Auftrieb bereitstellen muss; die Ringgröße wird aus der Zirkulationsverteilung auf dem Flügel des Tieres berechnet. Die Theorie ist gleichermaßen auf Vögel und Insekten anwendbar, obwohl der Mechanismus der Ringbildung unterschiedlich ist. Dieser Ansatz vermeidet die Verwendung von Auftriebs- und Widerstandsbeiwerten und ist nicht an die Beschränkungen der stationären Aerodynamik gebunden; er liefert eine Schweifkonfiguration, die mit experimentellen Beobachtungen übereinstimmt. Der klassische Impulsstrahl-Ansatz hat einen stationären Impulsfluss im Schweif und ist schwierig mit den Flügelschwingungen eines schwebenden Vogels oder Insekts in Beziehung zu setzen; der Wirbelschweif kann mit dem Impulsstrahl in Beziehung gesetzt werden, aber benachbarte Wirbelelemente sind getrennt und der Impulsfluss ist periodisch. Die Entwicklung des Schweifs beginnend vom Ruhezustand wird betrachtet, indem Wirbelringe zu geeigneten Zeitintervallen freigesetzt und ihre Wechselwirkung in ihren eigenen Geschwindigkeitsfeldern zugelassen wird. Die resultierende Konfiguration hängt vom Federungsparameter f ab (der von der Morphologie des Tieres abhängt); f nimmt mit der Körpergröße zu. Am unteren Ende des Schweifs verschmelzen die Ringe zu einem einzigen großen Wirbel, der in Intervallen vom Rest des Schweifs abbricht. Die Schweifkontraktion hängt von f ab; die minimale Flächenkontraktion von einem halben (wie in der Impulsstrahl-Theorie) tritt nur im Grenzwert f → 0 auf, aber für kleinere Insekte berechnete Werte von etwas mehr als einem halben deuten darauf hin, dass der Impulsstrahl eine gute Näherung für den Schweif sein kann, wenn f klein ist. Die induzierte Leistung beim Schweben wird als Grenzwert der mittleren Rate der Zunahme der kinetischen Energie des Schweifs berechnet, während die Zeit fortschreitet. Sie kann durch einen einfachen Umrechnungsfaktor mit der klassischen induzierten Leistung des Impulsstrahls in Beziehung gesetzt werden. Für ein Insekt oder einen Kolibri kann die übliche Schätzung des Impulsstrahls zwischen 10 und 15% zu niedrig sein, aber für einen Vogel kann sie bis zu 50% zu niedrig sein. Dies deutet darauf hin, dass wenige, wenn überhaupt, Vögel in der Lage sind, aerobes Schweben aufrechtzuerhalten, und dass, wenn der Vogel schweben sollte, ein so kleiner Wert von f wie möglich notwendig wäre. Spitzenverluste (Energieaufwand des Wirbelring-Schweifs im Vergleich zum äquivalenten Impulsstrahl) sind für Insekten vernachlässigbar, können aber für Vögel im Bereich von 15–20% liegen.",
    url = "https://doi.org/10.1017/s0022112079000410",
    doi = "10.1017/s0022112079000410",
    openalex = "W2152759371"
}

Theoretische Überlegungen und verfügbare experimentelle Studien werden kombiniert, um eine Diskussion über die aerodynamischen Mechanismen der Auftriebserzeugung beim schwebenden Tierflug zu führen. Ein Vergleich der stationären dünnprofiltheorie mit gemessenen Auftriebskoeffizienten zeigt, dass Ablöseblasen an der Vorderkante wahrscheinlich ein prägendes Merkmal des Insektenflugs sind. Insektenflügel zeigen einen allmählichen Strömungsabriss, der für dünne Profile bei Reynolds-Zahlen (Re) von weniger als etwa 105 charakteristisch ist. Bei diesem Typ von Strömungsabriss trennt sich die Strömung an der scharfen Vorderkante und verbindet sich dann stromabwärts wieder mit der oberen Flügeloberfläche, wodurch ein Bereich begrenzter Trennung entsteht, der eine zirkulierende Strömung einschließt. Die resultierende Vorderkantenblase verstärkt die Krümmung und die Dicke des dünnen Profils und verbessert den Auftrieb bei niedrigen Re. Einige der Ergebnisse für Vogelprofil-Flügel deuten darauf hin, dass die Komplikationen von Vorderkantenblasen möglicherweise sogar im schnellen Vorwärtsflug von Vögeln zu finden sind.

@article{ellington1984the,
    author = "Ellington, Charles Porter",
    title = "The aerodynamics of hovering insect flight. IV. Aerodynamic mechanisms",
    year = "1984",
    journal = "Philosophical Transactions of the Royal Society of London. B, Biological Sciences",
    abstract = "Theoretische Überlegungen und verfügbare experimentelle Studien werden kombiniert, um eine Diskussion über die aerodynamischen Mechanismen der Auftriebserzeugung beim schwebenden Tierflug zu führen. Ein Vergleich der stationären dünnprofiltheorie mit gemessenen Auftriebskoeffizienten zeigt, dass Ablöseblasen an der Vorderkante wahrscheinlich ein prägendes Merkmal des Insektenflugs sind. Insektenflügel zeigen einen allmählichen Strömungsabriss, der für dünne Profile bei Reynolds-Zahlen (Re) von weniger als etwa 105 charakteristisch ist. Bei diesem Typ von Strömungsabriss trennt sich die Strömung an der scharfen Vorderkante und verbindet sich dann stromabwärts wieder mit der oberen Flügeloberfläche, wodurch ein Bereich begrenzter Trennung entsteht, der eine zirkulierende Strömung einschließt. Die resultierende Vorderkantenblase verstärkt die Krümmung und die Dicke des dünnen Profils und verbessert den Auftrieb bei niedrigen Re. Einige der Ergebnisse für Vogelprofil-Flügel deuten darauf hin, dass die Komplikationen von Vorderkantenblasen möglicherweise sogar im schnellen Vorwärtsflug von Vögeln zu finden sind.",
    url = "https://doi.org/10.1098/rstb.1984.0052",
    doi = "10.1098/rstb.1984.0052",
    number = "1122",
    openalex = "W2021495108",
    pages = "79-113",
    volume = "305",
    references = "doi101002zamm19250050103, doi1010079781475713268, doi1010160376042164900041, doi101017s0022112079001774, doi101146annurevfl14010182001441, doi101242jeb591169, doi1023072530028, doi1025148674, openalexw1536379056, openalexw1565704217"
}

@misc{gauthier1984phylogenetic1,
    author = "Gauthier, J. und Padian, K",
    title = "Phylogenetische, funktionale und aerodynamische Analyse des Ursprungs der Vögel, in Hecht, M. K., Ostrom, J. H., Viohl, G., und Wellnhofer, P., Hgg., The Beginnings of Birds",
    year = "1984",
    howpublished = "Eichstatt, Freunde des Jura-Museums, S. 185-198",
    note = "talkorigins\_source = {true}; raw\_reference = {Gauthier, J., und Padian, K., 1984, Phylogenetische, funktionale und aerodynamische Analyse des Ursprungs der Vögel, in Hecht, M. K., Ostrom, J. H., Viohl, G., und Wellnhofer, P., Hgg., The Beginnings of Birds: Eichstatt, Freunde des Jura-Museums, S. 185-198.}"
}

@misc{kingsolver1985aerodynamics2,
    author = "Kingsolver, J. G. und Koehl, M. A. R",
    title = "Aerodynamik, Thermoregulation und die Evolution von Insektenflügeln",
    year = "1985",
    howpublished = "Differential scaling and evolutionary changes: Evolution, v. 39, p. 488-504",
    note = "talkorigins\_source = {true}; raw\_reference = {Kingsolver, J. G., und Koehl, M. A. R., 1985, Aerodynamik, Thermoregulation und die Evolution von Insektenflügeln: Differential scaling and evolutionary changes: Evolution, v. 39, p. 488-504.}"
}

@misc{norberg1985evolution3,
    author = "Norberg, U. M",
    title = "Evolution der Vogel- und Säugetierflüge",
    year = "1985",
    howpublished = "Ein aerodynamisches Modell für den Übergang vom Gleiten zum aktiven Flug: American Naturalist, v. 126, p. 303-327",
    note = "talkorigins\_source = {true}; raw\_reference = {Norberg, U. M., 1985, Evolution der Vogel- und Säugetierflüge: Ein aerodynamisches Modell für den Übergang vom Gleiten zum aktiven Flug: American Naturalist, v. 126, p. 303-327.}"
}

@article{doi101016030096299090674h,
    title = "Vertebratenflug: Mechanik, Physiologie, Morphologie, Ökologie und Evolution",
    year = "1990",
    journal = "Comparative Biochemistry and Physiology Part A Physiology",
    url = "https://doi.org/10.1016/0300-9629(90)90674-h",
    doi = "10.1016/0300-9629(90)90674-h",
    openalex = "W1554135758"
}

Zusammenfassung Die aerodynamischen Eigenschaften eines Vogelschwanzes und die von ihm erzeugten Kräfte können mit der Theorie der schlanken Tragflächen vorhergesagt werden. Die Ergebnisse des Modells zeigen, dass im Gegensatz zu herkömmlichen Flügeln, die Auftrieb proportional zu ihrer Fläche erzeugen, der vom Schwanz erzeugte Auftrieb proportional zum Quadrat seiner maximalen kontinuierlichen Spannweite ist. Der Auftrieb bleibt bei erheblichen Variationen der Schwanzform unverändert, sofern der Schwanz zunächst in der Strömungsrichtung an Breite zunimmt. Hinter dem Punkt maximaler Schwanzbreite wird die Strömung vom Wirbel des vorderen Abschnitts dominiert. Jede Fläche hinter diesem Punkt verursacht daher nur Widerstand, keinen Auftrieb. Der Auftriebsmittelpunkt liegt im Flächenschwerpunkt des Teils des Schwanzes vor dem Punkt maximaler Breite. Der Hebelarm des Schwanzes bezüglich seiner Spitze ist daher mehr als doppelt so groß wie der Hebelarm eines herkömmlichen Flügels bezüglich seiner Vorderkante. Der Widerstand des Schwanzes setzt sich aus induziertem Widerstand (proportional zum Auftrieb) und Profilwiderstand (proportional zur Oberflächenfläche) zusammen. Induzierter Widerstand kann halbiert werden, indem die äußeren Schwanzfedern herabgebogen werden, um Saugwirkung an der Vorderkante zu erzeugen. Dies kann zur Steuerung genutzt werden, insbesondere beim langsamen Flug, wenn sowohl Flügel als auch Schwanz maximalen Auftrieb erzeugen. Das Modell der schlanken Tragflächen ist bei Anstellwinkeln unter etwa 15° sehr genau. Bei höheren Anstellwinkeln kann die Wirbelbildung an der Vorderkante die Strömung über dem Schwanz stabilisieren und dadurch durch einen abgetrennten Wirbelmechanismus erhöhten Auftrieb erzeugen. Asymmetrie in der Ausrichtung der Vorderkanten im Verhältnis zur Anströmung (entweder durch Roll-, Nickbewegung oder verursacht durch Asymmetrie im Grundriss) wird im Strömungsfeld verstärkt und führt zu großen rollenden und nickenden Kräften, die zur Steuerung bei Kurvenmanövern genutzt werden können. Das Modell der schlanken Tragflächen kann verwendet werden, um die Auswirkungen von Variationen in der Schwanzform und -spannung auf die aerodynamische Leistung des Schwanzes zu untersuchen. Ein gegabelter Schwanz, der bei einer Öffnung von etwas mehr als 120° ein dreieckiges Grundrissprofil aufweist, bietet die beste aerodynamische Leistung und dies könnte einem universellen Optimum in Bezug auf aerodynamische Effizienz für ein Mittel zur Steuerung von Nick- und Nickbewegungen nahekommen. Allerdings kann die natürliche Selektion darauf abzielen, die Leistung des Schwanzes zu optimieren, wenn dieser nicht weit gespreizt ist. Der Schwanz wird normalerweise nur während Manövern oder bei niedrigen Geschwindigkeiten weit gespreizt; die Selektion kann darauf abzielen, die Effizienz des Schwanzes zu verbessern, wenn dieser nur auf einen relativ engen Winkel gespreizt ist – beispielsweise, um das Gesamtwiderstandsverhältnis des Vogels zu maximieren. Die optimale Form bei jedem Öffnungswinkel ist diejenige, die eine gerade Hinterkante für den Schwanz ergibt. Dies führt immer zu einem leicht gegabelten Grundriss, wobei die Gabeltiefe davon abhängt, wie weit der Schwanz gespreizt ist, wenn die Selektion wirkt, und dies hängt von den Kriterien für die Optimierung unter natürlicher Selektion ab. Ein gegabelter Schwanz ist empfindlicher gegenüber Änderungen des Anstellwinkels und des Öffnungswinkels als andere Schwanztypen. Gegabelte Schwänze sind anfälliger für Schäden als andere Schwanzmorphologien und erleiden nach Schäden einen größeren Leistungseinbruch. Gegabelte Schwänze verleihen auch weniger inhärente Stabilität als jeder andere Schwanztyp. Die aerodynamische Leistung könnte kein wichtiges Optimierungskriterium für Vögel sein, die in einem unübersichtlichen Umfeld fliegen oder nicht sehr viel fliegen. Unter diesen Bedingungen kann die natürliche Selektion Schwänze anderer Formen bevorzugen. Die aerodynamischen Kosten geschlechtsselektiv verlängerten Schwänze können aus dem Modell vorhergesagt werden. Diese Vorhersagen können verwendet werden, um zwischen den verschiedenen Modellen für die Evolution verlängerten Schwänze zu unterscheiden. Verlängerte gestufte Schwänze und Pintails könnten entweder durch einen Fisherianischen oder Hürdenmechanismus entstanden sein. Die Evolution langer gegabelter Schwänze kann anfänglich durch natürliche Selektion begünstigt werden; das Muster der Federverlängerung, das bei geschlechtsselektiv gegabelten Schwänzen beobachtet wird, wird durch die Fisher-Hypothese (Fisher 1930) vorhergesagt, aber nicht durch eine der anderen Theorien der sexuellen Selektion.

@article{doi101098rstb19930079,
    author = "Thomas, Adrian L. R.",
    title = "Über die Aerodynamik von Vogelschwänzen",
    year = "1993",
    journal = "Philosophical Transactions of the Royal Society B Biological Sciences",
    abstract = "Abstract Die aerodynamischen Eigenschaften eines Vogelschwanzes und die von ihm erzeugten Kräfte können mit der Theorie der schlanken Tragflächen vorhergesagt werden. Die Ergebnisse des Modells zeigen, dass im Gegensatz zu herkömmlichen Flügeln, die Auftrieb proportional zu ihrer Fläche erzeugen, der vom Schwanz erzeugte Auftrieb proportional zum Quadrat seiner maximalen kontinuierlichen Spannweite ist. Der Auftrieb bleibt bei erheblichen Variationen der Schwanzform unverändert, sofern der Schwanz zunächst in der Strömungsrichtung in der Breite expandiert. Hinter dem Punkt maximaler Schwanzbreite wird die Strömung vom Wirbel des vorderen Abschnitts dominiert. Jede Fläche hinter diesem Punkt verursacht daher nur Widerstand, keinen Auftrieb. Der Auftriebsmittelpunkt liegt im Flächenmittelpunkt des Teils des Schwanzes vor dem Punkt maximaler Breite. Der Hebelarm des Schwanzes bezüglich seiner Spitze ist daher mehr als doppelt so groß wie der Hebelarm eines herkömmlichen Flügels bezüglich seiner Vorderkante. Der Widerstand des Schwanzes setzt sich aus induziertem Widerstand (proportional zum Auftrieb) und Profilwiderstand (proportional zur Oberflächenfläche) zusammen. Der induzierte Widerstand kann halbiert werden, indem die äußeren Schwanzfedern herabhängen lassen werden, um Saugkraft an der Vorderkante zu erzeugen. Dies kann zur Steuerung genutzt werden, insbesondere beim langsamen Flug, wenn sowohl Flügel als auch Schwanz maximalen Auftrieb erzeugen. Das Modell der schlanken Tragflächen ist bei Anstellwinkeln unter etwa 15° sehr genau. Bei höheren Anstellwinkeln kann die Wirbelbildung an der Vorderkante die Strömung über dem Schwanz stabilisieren und dadurch durch einen abgetrennten Wirbelmechanismus erhöhten Auftrieb erzeugen. Asymmetrie in der Ausrichtung der Vorderkanten im Verhältnis zur Anströmung (entweder durch Roll-, Nickbewegung oder verursacht durch Asymmetrie im Grundriss) wird im Strömungsfeld verstärkt und führt zu großen rollenden und nickenden Kräften, die zur Steuerung bei Kurvenmanövern genutzt werden könnten. Das Modell der schlanken Tragflächen kann verwendet werden, um die Auswirkungen von Variationen in Schwanzform und Schwanzspannweite auf die aerodynamische Leistung des Schwanzes zu untersuchen. Ein gabeliger Schwanz mit dreieckigem Grundriss, wenn er auf etwas mehr als 120° gespreizt ist, bietet die beste aerodynamische Leistung und dies könnte einem universellen Optimum in Bezug auf aerodynamische Effizienz für ein Mittel zur Steuerung von Nick- und Nickbewegungen nahekommen. Allerdings kann die natürliche Selektion darauf abzielen, die Leistung des Schwanzes zu optimieren, wenn dieser nicht weit gespreizt ist. Der Schwanz wird normalerweise nur während Manövern oder bei niedrigen Geschwindigkeiten weit gespreizt; die Selektion kann darauf abzielen, die Effizienz des Schwanzes zu verbessern, wenn dieser nur auf einen relativ engen Winkel gespreizt ist – beispielsweise, um das Gesamtauftriebs-zu-Widerstands-Verhältnis des Vogels zu maximieren. Die optimale Form bei jedem Spreizwinkel ist diejenige, die eine gerade Hinterkante des Schwanzes ergibt. Dies wird immer zu einem leicht gegabelten Grundriss führen, wobei die Gabeltiefe davon abhängt, wie weit der Schwanz gespreizt ist, wenn die Selektion wirkt, und dies hängt von den Kriterien für die Optimierung unter natürlicher Selektion ab. Ein gegabelter Schwanz ist empfindlicher gegenüber Änderungen des Anstellwinkels und des Spreizwinkels als andere Schwanztypen. Gegabelte Schwänze sind anfälliger für Schäden als andere Schwanzmorphologien und erleiden nach Schäden einen größeren Leistungsverlust. Gegabelte Schwänze verleihen auch weniger inhärente Stabilität als jeder andere Schwanztyp. Die aerodynamische Leistung könnte kein wichtiges Optimierungskriterium für Vögel sein, die in einem unübersichtlichen Umfeld fliegen oder nicht sehr viel fliegen. Unter diesen Bedingungen kann die natürliche Selektion Schwänze anderer Formen bevorzugen. Die aerodynamischen Kosten von sexuell selektierten verlängerten Schwänzen können aus dem Modell vorhergesagt werden. Diese Vorhersagen können verwendet werden, um zwischen den verschiedenen Modellen für die Evolution von verlängerten Schwänzen zu unterscheiden. Verlängerte gestufte Schwänze und Pintails könnten entweder durch einen Fisherianen oder Hürdenmechanismus entstanden sein. Die Evolution von langen gegabelten Schwänzen kann anfänglich durch natürliche Selektion begünstigt werden; das Muster der Federverlängerung, das bei sexuell selektierten gegabelten Schwänzen beobachtet wird, wird durch die Fisher-Hypothese (Fisher 1930) vorhergesagt, aber nicht durch eine der anderen Theorien der sexuellen Selektion.",
    url = "https://doi.org/10.1098/rstb.1993.0079",
    doi = "10.1098/rstb.1993.0079",
    openalex = "W1995375509"
}

Zusammenfassung Vögel, die über Land wandern, verwenden entweder von zwei grundlegenden Flugstrategien, d. h. Schlag- oder Gleit-/Segelflug. Beim Segelflug gewinnen die Vögel ihre Höhe hauptsächlich durch Kreisen in Thermik, d. h. aufsteigender Luft, und gleiten dann ab, bis eine weitere Thermik erreicht wird. Getriebener Schlagflug ist energetisch viel teurer als Gleitflug. Dies führt uns zur Frage, warum die meisten Vögel die Segelstrategie anstatt des Schlagflugs bei der Wanderung nicht übernehmen? Ich stelle Optimierungsbedingungen vor, die auf der Flugmechanik-Theorie basieren, für (i) energieausgewählte Wanderung und (ii) zeitausgewählte Wanderung, für Schlag- und Segelflugwanderung, jeweils. Diese werden im Verhältnis zur allgemeinen Körpergröße und zum Steiggeschwindigkeit in Thermik bewertet. Ich betrachte auch die Auswirkungen der Flügelmorphologie und horizontaler Winde. Die allgemeine Schlussfolgerung ist, dass die Minimierung der Transportkosten wahrscheinlich nicht der einzige kritische Selektionsfaktor sein kann. Bei der zeitausgewählten Wanderung ist die Größenbereich der Vögel, für die Schlagflug vorteilhafter ist als thermikgestützter Segelflug, signifikant größer als bei der energieausgewählten Wanderung, und dies stimmt besser mit dem überein, was bei echten Vögeln gefunden wird. Daher stellt die resultierende Wanderungsgeschwindigkeit wahrscheinlich eine wichtige selektive Kraft in der Vogelwanderung dar. Ich bewerte auch Kriterien für gemischte Strategien, d. h. wann Vögel Segelflug verwenden sollten, wenn Thermik verfügbar ist, und ansonsten durch Schlagflug fortfahren. Schließlich diskutiere ich auch einige andere Faktoren, z. B. Empfindlichkeit gegenüber Querwinden, Häufigkeit von Thermik und Topographie, die die Evolution der Wanderungsstrategie beeinflussen können.

@article{doi101098rstb19930164,
    author = "Hedenström, Anders",
    title = "Migration by soaring or flapping flight in birds: the relative importance of energy cost and speed",
    year = "1993",
    journal = "Philosophical Transactions of the Royal Society B Biological Sciences",
    abstract = "Abstract Birds migrating over land use either of two basic flight strategies, i.e. flapping or gliding/soaring flight. In soaring flight the birds gain altitude mainly by circling in thermals, i.e. rising air, and then they glide off until another thermal is encountered. Powered flapping flight is energetically much more expensive than gliding flight. This leaves us with the question why do not most birds adopt the soaring strategy rather than flapping flight on migration? I present optimization criteria, based on flight mechanical theory, for (i) energy-selected migration and (ii) time-selected migration, for flapping and soaring flight migration, respectively. These are evaluated in relation to general body size and rate of climb in thermals. I also consider the effects of wing morphology and horizontal winds. The general conclusion is that minimization of transport costs probably cannot be the only critical selective factor. In time-selected migration the size range of birds for which flapping flight is advantageous over thermal soaring flight, is significantly larger than in energy-selected migration, and this is in better agreement with what is found in real birds. Therefore, resulting migration speed probably constitutes an important selective force in bird migration. I also evaluate criteria for mixed strategies, i.e. when birds should use soaring flight when thermals are available and proceed by flapping flight otherwise. Finally, I also discuss some other factors, e.g. sensitivity to crosswinds, abundance of thermals and topography, which may affect the evolution of migration strategy.",
    url = "https://doi.org/10.1098/rstb.1993.0164",
    doi = "10.1098/rstb.1993.0164",
    openalex = "W1998937333",
    references = "tucker1970aerodynamics"
}

Zusammenfassung Dies ist das erste Buch zu diesem Thema seit der Veröffentlichung des klassischen Werkes „Insect Flight" von J. W. S. Pringle im Jahr 1957. Seitdem wurde viel über angewandte und ökologische Aspekte des Fluges geschrieben, doch die Frage nach dem Ursprung von Flügeln und Flug wurde weitgehend auf Spekulationen in zerstreuter Literatur beschränkt. Um die Dinge noch schlimmer zu machen, ist ein Großteil der jüngeren empirischen Arbeit nur in Russisch erschienen. A. K. Brodsky ist eine führende russische Autorität auf dem Gebiet des Insektenflugs und ein Pionier in der Verwendung empirischer aerodynamischer Techniken, um die Mechanismen aufzudecken, die dem Insektenflug und damit seinem Ursprung zugrunde liegen. Durch die Vereinigung von fossilen, strukturellen und phylogenetischen Informationen mit seinen empirischen Studien zeichnet er ein kohärentes, gut begründetes Bild der Evolution des Insektenflugs. Der Text ist mit zahlreichen feinen Linienzeichnungen illustriert. Das erste Buch zum Insektenflug seit der Veröffentlichung des klassischen Werkes „Insect Flight" von J. W. S. Pringle im Jahr 1957 Geschrieben von einer führenden russischen Autorität auf dem Gebiet – bietet der westlichen Welt Zugang zu viel zuvor unveröffentlichtem Material Zieht die verschiedenen Fäden der fossilen Beweise, Struktur, Phylogenie, Aerodynamik und Verhalten zusammen, um ein kohärentes Bild zu formen Schön illustriert mit zahlreichen feinen Linienzeichnungen

@book{doi101093oso97801985468180010001,
    author = "Brodsky, Andrei K",
    title = "The Evolution of Insect Flight",
    year = "1994",
    abstract = "Zusammenfassung Dies ist das erste Buch zu diesem Thema seit der Veröffentlichung des klassischen Werkes „Insect Flight" von J. W. S. Pringle im Jahr 1957. Seitdem wurde viel über angewandte und ökologische Aspekte des Fluges geschrieben, doch die Frage nach dem Ursprung von Flügeln und Flug wurde weitgehend auf Spekulationen in zerstreuter Literatur beschränkt. Um die Dinge noch schlimmer zu machen, ist ein Großteil der jüngeren empirischen Arbeit nur in Russisch erschienen. A. K. Brodsky ist eine führende russische Autorität auf dem Gebiet des Insektenflugs und ein Pionier in der Verwendung empirischer aerodynamischer Techniken, um die Mechanismen aufzudecken, die dem Insektenflug und damit seinem Ursprung zugrunde liegen. Durch die Vereinigung von fossilen, strukturellen und phylogenetischen Informationen mit seinen empirischen Studien zeichnet er ein kohärentes, gut begründetes Bild der Evolution des Insektenflugs. Der Text ist mit zahlreichen feinen Linienzeichnungen illustriert. Das erste Buch zum Insektenflug seit der Veröffentlichung des klassischen Werkes „Insect Flight" von J. W. S. Pringle im Jahr 1957 Geschrieben von einer führenden russischen Autorität auf dem Gebiet – bietet der westlichen Welt Zugang zu viel zuvor unveröffentlichtem Material Zieht die verschiedenen Fäden der fossilen Beweise, Struktur, Phylogenie, Aerodynamik und Verhalten zusammen, um ein kohärentes Bild zu formen Schön illustriert mit zahlreichen feinen Linienzeichnungen",
    url = "https://doi.org/10.1093/oso/9780198546818.001.0001",
    doi = "10.1093/oso/9780198546818.001.0001",
    openalex = "W4388245919"
}

Teil I: Hintergrund für die Erforschung der Wirbeltieranatomie. 1. Einführung. 2. Phylogenetische Beziehungen der Chordaten und Craniaten. 3. Vielfalt und phylogenetische Geschichte der Craniaten. 4. Frühe Entwicklung und vergleichende Embryologie. 5. Form und Funktion. Teil II: Schutz, Stütze und Bewegung. 6. Das Integument. 7. Das Schädelgerüst. 8. Das postkraniale Gerüst: Das axiale Gerüst. 9. Das postkraniale Gerüst: Das appendikuläre Gerüst. 10. Das Muskelssystem. 11. Funktionelle Anatomie von Stütze und Fortbewegung. Teil III: Integration. 12. Die Sinnesorgane. 13. Das Nervensystem I: Organisation, Rückenmark und periphere Nerven. 14. Das Nervensystem II: Das Gehirn. 15. Endokrine Integration. Teil IV: Stoffwechsel und Fortpflanzung. 16. Das Verdauungssystem: Mundhöhle und Nahrungsaufnahme. 17. Das Verdauungssystem: Rachen, Magen und Darm. 18. Das Atmungssystem. 19. Das Kreislaufsystem. 20. Das Ausscheidungssystem und Osmoregulation. 21. Das Fortpflanzungssystem und Fortpflanzung. Teil V: Schlussfolgerung. 22. Schlussfolgerung/Epilog.

@book{openalexw1546464865,
    author = "Liem, Karel F. und Bemis, William E. und Sillin, William B.",
    title = "Functional Anatomy of the Vertebrates: An Evolutionary Perspective",
    year = "1994",
    journal = "Medical Entomology and Zoology",
    abstract = "Teil I: Hintergrund für die Erforschung der Wirbeltieranatomie. 1. Einführung. 2. Phylogenetische Beziehungen der Chordaten und Craniaten. 3. Vielfalt und phylogenetische Geschichte der Craniaten. 4. Frühe Entwicklung und vergleichende Embryologie. 5. Form und Funktion. Teil II: Schutz, Stütze und Bewegung. 6. Das Integument. 7. Das Schädelgerüst. 8. Das postkraniale Gerüst: Das axiale Gerüst. 9. Das postkraniale Gerüst: Das appendikuläre Gerüst. 10. Das Muskelssystem. 11. Funktionelle Anatomie von Stütze und Fortbewegung. Teil III: Integration. 12. Die Sinnesorgane. 13. Das Nervensystem I: Organisation, Rückenmark und periphere Nerven. 14. Das Nervensystem II: Das Gehirn. 15. Endokrine Integration. Teil IV: Stoffwechsel und Fortpflanzung. 16. Das Verdauungssystem: Mundhöhle und Nahrungsaufnahme. 17. Das Verdauungssystem: Rachen, Magen und Darm. 18. Das Atmungssystem. 19. Das Kreislaufsystem. 20. Das Ausscheidungssystem und Osmoregulation. 21. Das Fortpflanzungssystem und Fortpflanzung. Teil V: Schlussfolgerung. 22. Schlussfolgerung/Epilog.",
    openalex = "W1546464865"
}

1. Zur Inferenz von Funktion aus Struktur von George V. Lauder 2. Das extante phylogenetische Klammer und die Bedeutung der Rekonstruktion von Weichgeweben in Fossilien von Lawrence M. Witmer 3. Fossilien, Funktion und Phylogenie von David B. Weishampel 4. Kaufunktion bei nicht-mammalischen Cynodonten und frühen Säugetieren von A. W. Crompton 5. Korrelationen zwischen kraniodentaler Morphologie und Fütterungsverhalten bei Huftieren: gegenseitige Aufklärung zwischen lebenden und fossilen Taxa von Christine M. Janis 6. Funktionelle Vorhersagen aus theoretischen Modellen des Schädels und Kiefers bei Reptilien und Säugetieren von Walter S. Greaves 7. Funktionsweise der Eckzähne bei Nimravid und Feliden-Sabertooths: theoretische Grundlage und Robustheit von Inferenzen von Harold N. Bryant und Anthony P. Russell 8. Die künstliche Bestimmung von Verschleißmustern auf Zahnmodellen als Mittel, um Kieferbewegungen während der Fütterung bei Säugetieren zu inferieren von Virginia L. Naples 9. Bestimmung von Spannungen in Säugetier-Zahnschmelz und ihre Relevanz für die Interpretation von Fütterungsverhalten in ausgestorbenen Taxa von John M. Rensberger 10. Die strukturellen Konsequenzen der Schädelabflachung bei Krokodilen von Arthur S. Busbey 11. Graphische Analyse von dermalen Schädeldachmustern von Keith S. Thomson 12. Der Vorderlauf von Torosaurus und eine Analyse der Haltung und des Gangs von Ceratopsier-Dinosauriern von Rolf E. Johnson und John H. Ostrom 13. Funktionelle Evolution des Hinterbeins und Schwanzes von basal theropoden zu Vögeln von Stephen M. Gatesy 14. Funktionelle Interpretation der Wirbelsäulen-Anatomie bei lebenden und fossilen Amnioten von Emily B. Giffin 15. Inwieweit kann das mechanische Umfeld eines Knochens aus seiner inneren Architektur inferiert werden? von Jeffrey J. Thomason 16. Form versus Funktion: die Evolution eines Dialektischen von Kevin Padian.

@article{doi105860choice326223,
    title = "Funktionelle Morphologie in der Wirbeltier-Paläontologie",
    year = "1995",
    journal = "Choice Reviews Online",
    abstract = "1. Zur Inferenz von Funktion aus Struktur von George V. Lauder 2. Das extante phylogenetische Klammer und die Bedeutung der Rekonstruktion von Weichgeweben in Fossilien von Lawrence M. Witmer 3. Fossilien, Funktion und Phylogenie von David B. Weishampel 4. Kaufunktion bei nicht-mammalischen Cynodonten und frühen Säugetieren von A. W. Crompton 5. Korrelationen zwischen kraniodentaler Morphologie und Fütterungsverhalten bei Huftieren: gegenseitige Aufklärung zwischen lebenden und fossilen Taxa von Christine M. Janis 6. Funktionelle Vorhersagen aus theoretischen Modellen des Schädels und Kiefers bei Reptilien und Säugetieren von Walter S. Greaves 7. Funktionsweise der Eckzähne bei Nimravid und Feliden-Sabertooths: theoretische Grundlage und Robustheit von Inferenzen von Harold N. Bryant und Anthony P. Russell 8. Die künstliche Bestimmung von Verschleißmustern auf Zahnmodellen als Mittel, um Kieferbewegungen während der Fütterung bei Säugetieren zu inferieren von Virginia L. Naples 9. Bestimmung von Spannungen in Säugetier-Zahnschmelz und ihre Relevanz für die Interpretation von Fütterungsverhalten in ausgestorbenen Taxa von John M. Rensberger 10. Die strukturellen Konsequenzen der Schädelabflachung bei Krokodilen von Arthur S. Busbey 11. Graphische Analyse von dermalen Schädeldachmustern von Keith S. Thomson 12. Der Vorderlauf von Torosaurus und eine Analyse der Haltung und des Gangs von Ceratopsier-Dinosauriern von Rolf E. Johnson und John H. Ostrom 13. Funktionelle Evolution des Hinterbeins und Schwanzes von basal theropoden zu Vögeln von Stephen M. Gatesy 14. Funktionelle Interpretation der Wirbelsäulen-Anatomie bei lebenden und fossilen Amnioten von Emily B. Giffin 15. Inwieweit kann das mechanische Umfeld eines Knochens aus seiner inneren Architektur inferiert werden? von Jeffrey J. Thomason 16. Form versus Funktion: die Evolution eines Dialektischen von Kevin Padian.",
    url = "https://doi.org/10.5860/choice.32-6223",
    doi = "10.5860/choice.32-6223",
    openalex = "W3009764212"
}

Die Evolution des Vogelflugs kann durch die Analyse der Sequenz von Modifikationen des primitiven tetrapoden Lokomotionssystems im Laufe der Zeit interpretiert werden. Hierin führen wir den Begriff "Lokomotionsmodul" ein, um anatomische Subregionen des Muskuloskelettsystems zu identifizieren, die hochintegriert sind und während der Lokomotion als funktionelle Einheiten agieren. Die ersten Tetrapoden, die laterale Wellenbewegungen des gesamten Körpers und der Gliedmaßen verwendeten, besaßen ein großes Lokomotionsmodul. Basale Dinosaurier und Theropoden waren zweibeinig und besaßen ein kleineres Lokomotionsmodul, bestehend aus dem Hinterbein und dem Schwanz. Der Vogelflug entwickelte sich als Überlagerung einer zweiten (luftgestützten) Lokomotionsfähigkeit auf den ursprünglichen (landgestützten) Theropoden-Körperplan. Obwohl die Entstehung des Flügelmoduls die primäre Innovation war, waren auch Änderungen im Landesystem signifikant. Wir schlagen vor, dass das primitive theropode Lokomotionsmodul funktionell und anatomisch in separate Becken- und Schwanz-Lokomotionsmodule unterteilt wurde. Diese Entkopplung ermöglichte es dem Schwanz, während des Flugs eine neue und enge Affinität zum Vordergliedmaß zu erlangen, eine Konfiguration, die einzigartig für Vögel ist. Somit kann die Evolution des Flugs als die Entstehung und neuartige Assoziation von Lokomotionsmodulen betrachtet werden. Die differenzielle Ausarbeitung dieser Module in verschiedenen Linien hat die vielfältigen Lokomotionsfähigkeiten moderner Vögel hervorgebracht.

@article{doi101111j155856461996tb04496x,
    author = "Gatesy, Stephen M. und Dial, Kenneth P.",
    title = "LOCOMOTOR MODULES AND THE EVOLUTION OF AVIAN FLIGHT",
    year = "1996",
    journal = "Evolution",
    abstract = {Die Evolution des Vogelflugs kann durch die Analyse der Sequenz von Modifikationen des primitiven tetrapoden Lokomotionssystems im Laufe der Zeit interpretiert werden. Hierin führen wir den Begriff "Lokomotionsmodul" ein, um anatomische Subregionen des Muskuloskelettsystems zu identifizieren, die hochintegriert sind und während der Lokomotion als funktionelle Einheiten agieren. Die ersten Tetrapoden, die laterale Wellenbewegungen des gesamten Körpers und der Gliedmaßen verwendeten, besaßen ein großes Lokomotionsmodul. Basale Dinosaurier und Theropoden waren zweibeinig und besaßen ein kleineres Lokomotionsmodul, bestehend aus dem Hinterbein und dem Schwanz. Der Vogelflug entwickelte sich als Überlagerung einer zweiten (luftgestützten) Lokomotionsfähigkeit auf den ursprünglichen (landgestützten) Theropoden-Körperplan. Obwohl die Entstehung des Flügelmoduls die primäre Innovation war, waren auch Änderungen im Landesystem signifikant. Wir schlagen vor, dass das primitive theropode Lokomotionsmodul funktionell und anatomisch in separate Becken- und Schwanz-Lokomotionsmodule unterteilt wurde. Diese Entkopplung ermöglichte es dem Schwanz, während des Flugs eine neue und enge Affinität zum Vordergliedmaß zu erlangen, eine Konfiguration, die einzigartig für Vögel ist. Somit kann die Evolution des Flugs als die Entstehung und neuartige Assoziation von Lokomotionsmodulen betrachtet werden. Die differenzielle Ausarbeitung dieser Module in verschiedenen Linien hat die vielfältigen Lokomotionsfähigkeiten moderner Vögel hervorgebracht.},
    url = "https://doi.org/10.1111/j.1558-5646.1996.tb04496.x",
    doi = "10.1111/j.1558-5646.1996.tb04496.x",
    openalex = "W2314993465",
    references = "doi101016b9780122494055500094, doi101016s0016699588800664, doi101017s0094837300009866, doi101017s0094837300025495, doi101038361064a0, doi101038362623a0, doi10108002724634199410011523, doi1023073514548, doi105281zenodo16171435, doi105860choice326223, openalexw1504554173, openalexw2788234611"
}

Der Text bietet eine umfassende und illustrierte Diskussion über den Ursprung und die Entwicklung des Vogelzugs. Der Ornithologe und Evolutionsbiologe Alan Feduccia, Autor von „Age of Birds", stützt sich hier auf fossile Belege und Studien zur Struktur und Biochemie lebender Vögel, um Wissen und Daten zur Vogel-Evolution vorzustellen und ein Modell für diesen evolutionären Prozess zu entwickeln. Feduccia beginnt mit einer Übersicht über die Vogel-Evolution und gibt seine Meinungen zum kontroversen Problem der Wirbeltier-Paläontologie an: Ob Vögel direkt von zweibeinigen, terrestrischen Dinosauriern (die „ground-up"-Theorie) oder von den Vorfahren der Dinosaurier – möglicherweise kleinen, baumlebenden Thecodonten (die „trees-down"-Theorie) abstammen. Anschließend liefert er Informationen über den Ursprung des Vogelzugs und der Federn und diskutiert die dramatischsten Entdeckungen der Vogel-Paläontologie der letzten Jahrzehnte – die Vögel, die die dominanten Landvögel des Mesozoikums waren. Feduccia bietet als Nächstes eine Theorie zur Vogel-Evolution während des Tertiärs an und argumentiert, dass die Evolution der Vögel einem Muster folgt, das dem der Säugetiere ähnelt, mit einer explosiven (anstatt graduellen) Evolution, die nur 5 bis 10 Millionen Jahre dauerte. In der zweiten Hälfte des Buches fasst er die Evolution aller modernen Vogelordnungen zusammen und behandelt Themen wie die Evolution des Filterfressens bei Enten und Flamingos, die Evolution der Flugunfähigkeit, die Evolution der Beute und den Aufstieg der Landvögel. Das Buch enthält zudem Rekonstruktionen alter Fossilien, die vom Vogelkünstler John O'Neill erstellt wurden.

@article{doi105860choice343307,
    title = "Der Ursprung und die Evolution der Vögel",
    year = "1997",
    journal = "Choice Reviews Online",
    abstract = "Der Text bietet eine umfassende und illustrierte Diskussion über den Ursprung und die Entwicklung des Vogelzugs. Der Ornithologe und Evolutionsbiologe Alan Feduccia, Autor von „Age of Birds", stützt sich hier auf fossile Belege und Studien zur Struktur und Biochemie lebender Vögel, um Wissen und Daten zur Vogel-Evolution vorzustellen und ein Modell für diesen evolutionären Prozess zu entwickeln. Feduccia beginnt mit einer Übersicht über die Vogel-Evolution und gibt seine Meinungen zum kontroversen Problem der Wirbeltier-Paläontologie an: Ob Vögel direkt von zweibeinigen, terrestrischen Dinosauriern (die „ground-up"-Theorie) oder von den Vorfahren der Dinosaurier – möglicherweise kleinen, baumlebenden Thecodonten (die „trees-down"-Theorie) abstammen. Anschließend liefert er Informationen über den Ursprung des Vogelzugs und der Federn und diskutiert die dramatischsten Entdeckungen der Vogel-Paläontologie der letzten Jahrzehnte – die Vögel, die die dominanten Landvögel des Mesozoikums waren. Feduccia bietet als Nächstes eine Theorie zur Vogel-Evolution während des Tertiärs an und argumentiert, dass die Evolution der Vögel einem Muster folgt, das dem der Säugetiere ähnelt, mit einer explosiven (anstatt graduellen) Evolution, die nur 5 bis 10 Millionen Jahre dauerte. In der zweiten Hälfte des Buches fasst er die Evolution aller modernen Vogelordnungen zusammen und behandelt Themen wie die Evolution des Filterfressens bei Enten und Flamingos, die Evolution der Flugunfähigkeit, die Evolution der Beute und den Aufstieg der Landvögel. Das Buch enthält zudem Rekonstruktionen alter Fossilien, die vom Vogelkünstler John O'Neill erstellt wurden.",
    url = "https://doi.org/10.5860/choice.34-3307",
    doi = "10.5860/choice.34-3307",
    openalex = "W1555551215"
}

Einführung Teil I Grundlegende Prinzipien des Insektenflugs Aufbau des Flügelapparats Funktionsweise des Flügelapparats Aerodynamik des Insektenflugs Flug und Verhalten Teil II Die Evolution des Insektenflugs Die Entstehung von Flug und Flügeln bei Insekten Frühe Flugformen Flug basierend auf Hinterflügeln Vom funktional vierflügeligen zum funktional zweiflügeligen Flug Fortschritte im Insektenflug Blick in die Vergangenheit: der Prozess der Evolution und der Insektenflügelapparat.

@book{openalexw1568848658,
    author = "Brodskiĭ, A. K.",
    title = "The Evolution of Insect Flight",
    year = "1997",
    journal = "Medical Entomology and Zoology",
    abstract = "Introduction Part I Basic principles of insect flight Structure of the wing apparatus Mode of action of the wing apparatus The aerodynamics of insect flight Flight and behaviour Part II The evolution of insect flight The origins of flight and wings in insects Early forms of flight Flight based in hindwings From functionally four-winged to functionally two-winged flight Progress in insect flight Looking into the past: the process of evolution, and insect wing apparatus.",
    openalex = "W1568848658"
}

ZUSAMMENFASSUNG Vögel haben sich aus Dinosauriern entwickelt und werden phylogenetisch als Mitglieder der Theropoden-Dinosaurier anerkannt; ihr bekanntestes frühes Mitglied ist der späte Jura-Archaeopteryx, der heute durch sieben Skelette und eine Feder repräsentiert ist, und ihre nächsten bekannten nicht-avianen Verwandten sind die Dromaeosauriden-Theropoden wie Deinonychus. Die Vogelentwicklung wird weit verbreitet als vom Baum herab gedacht, doch Archaeopteryx und seine Ausgruppierungen zeigen keine offensichtlichen baumlebenden oder kletternden Merkmale, und ihre Flügelkonfiguration und Flügellast ähneln nicht denen von Gleitflugzeugen. Die Vorfahren der Vögel waren zweibeinig, terrestrisch, agil, laufend und fleischfressend oder omnivor. Abgesehen von einem Sitzfuß und einigen Skelettverschmelzungen haben sich viele Merkmale, die normalerweise als „avian" betrachtet werden (z. B. der Furcula, der verlängerte Unterarm, der seitlich bewegliche Handgelenk und scheinbare Federn), in nicht-avianen Theropoden aus Gründen entwickelt, die nichts mit Vögeln oder dem Flug zu tun haben. Kurz nach Archaeopteryx deuten avianische Merkmale wie der Pygostyl, die Verschmelzung des Carpometa- und Carpometacarpus sowie verlängerte, gekrümmte Fußkrallen mit einem umgekehrten, vollständig abgesenkten und opponierbaren Hallux auf verbesserte Flugfähigkeit und baumlebende Gewohnheiten hin. In der weiteren Evolution der Vögel entwickelten sich Merkmale, die mit dem Flugapparat zusammenhängen, phylogenetisch vor denen, die mit dem Rest des Skeletts und des Schädels zusammenhängen. Mesozoische Vögel sind vielfältiger und zahlreicher als bisher angenommen, und die vielfältigste bekannte Gruppe der Kreidezeit-Vögel, die Enantiornithes, wurde erst 1981 erkannt. Die überwiegende Mehrheit der mesozoischen Vogelgruppen hat keine tertiären Aufzeichnungen: Enantiornithes, Hesperornithiformes, Ichthyornithiformes und mehrere andere Linien verschwanden bis zum Ende der Kreidezeit. Zu dieser Zeit waren einige linneanische „Ordnungen" von heute lebenden Vögeln erschienen, aber keines dieser Taxa gehört zu heute lebenden „Familien", und erst im Paläozän oder (in den meisten Fällen) im Eozän sind die meisten heute lebenden Vogel„Ordnungen" im Fossilbericht bekannt. Es gibt keine Beweise für eine große oder massenhafte Ausrottung der Vögel am Ende der Kreidezeit, noch für einen plötzlichen „Engpass" in der Vielfalt, der die frühe tertiäre Entstehung der lebenden Vogel„Ordnungen" förderte.

@article{doi101111j1469185x1997tb00024x,
    author = "Padian, Kevin und Chiappe, Luis M.",
    title = "Der Ursprung und die frühe Evolution der Vögel",
    year = "1998",
    journal = "Biological reviews/Biological reviews of the Cambridge Philosophical Society",
    abstract = "ZUSAMMENFASSUNG Vögel haben sich aus Dinosauriern entwickelt und werden phylogenetisch als Mitglieder der Theropoden-Dinosaurier anerkannt; ihr bekanntestes frühes Mitglied ist der späte Jura-Archaeopteryx, der heute durch sieben Skelette und eine Feder repräsentiert ist, und ihre nächsten bekannten nicht-avianen Verwandten sind die Dromaeosauriden-Theropoden wie Deinonychus. Die Vogelentwicklung wird weit verbreitet als vom Baum herab gedacht, doch Archaeopteryx und seine Ausgruppierungen zeigen keine offensichtlichen baumlebenden oder kletternden Merkmale, und ihre Flügelkonfiguration und Flügellast ähneln nicht denen von Gleitflugzeugen. Die Vorfahren der Vögel waren zweibeinig, terrestrisch, agil, laufend und fleischfressend oder omnivor. Abgesehen von einem Sitzfuß und einigen Skelettverschmelzungen haben sich viele Merkmale, die normalerweise als „avian" betrachtet werden (z. B. der Furcula, der verlängerte Unterarm, der seitlich bewegliche Handgelenk und scheinbare Federn), in nicht-avianen Theropoden aus Gründen entwickelt, die nichts mit Vögeln oder dem Flug zu tun haben. Kurz nach Archaeopteryx deuten avianische Merkmale wie der Pygostyl, die Verschmelzung des Carpometa- und Carpometacarpus sowie verlängerte, gekrümmte Fußkrallen mit einem umgekehrten, vollständig abgesenkten und opponierbaren Hallux auf verbesserte Flugfähigkeit und baumlebende Gewohnheiten hin. In der weiteren Evolution der Vögel entwickelten sich Merkmale, die mit dem Flugapparat zusammenhängen, phylogenetisch vor denen, die mit dem Rest des Skeletts und des Schädels zusammenhängen. Mesozoische Vögel sind vielfältiger und zahlreicher als bisher angenommen, und die vielfältigste bekannte Gruppe der Kreidezeit-Vögel, die Enantiornithes, wurde erst 1981 erkannt. Die überwiegende Mehrheit der mesozoischen Vogelgruppen hat keine tertiären Aufzeichnungen: Enantiornithes, Hesperornithiformes, Ichthyornithiformes und mehrere andere Linien verschwanden bis zum Ende der Kreidezeit. Zu dieser Zeit waren einige linneanische „Ordnungen" von heute lebenden Vögeln erschienen, aber keines dieser Taxa gehört zu heute lebenden „Familien", und erst im Paläozän oder (in den meisten Fällen) im Eozän sind die meisten heute lebenden Vogel„Ordnungen" im Fossilbericht bekannt. Es gibt keine Beweise für eine große oder massenhafte Ausrottung der Vögel am Ende der Kreidezeit, noch für einen plötzlichen „Engpass" in der Vielfalt, der die frühe tertiäre Entstehung der lebenden Vogel„Ordnungen" förderte.",
    url = "https://doi.org/10.1111/j.1469-185x.1997.tb00024.x",
    doi = "10.1111/j.1469-185x.1997.tb00024.x",
    openalex = "W2127438693",
    references = "doi101016b978012249408650011x, doi101016s0016699588800664, doi101016s0047248477800158, doi101038292051a0, doi101038331433a0, doi101038362623a0, doi101038378774a0, doi101038387390a0, doi101038nature01420, doi101038nature02706, doi101086407902, doi101098rstb19910056, doi101098rstb19920051, doi101111j109583121976tb00244x, doi101111j155856461996tb04496x, doi101126science1078237, doi101126science2555046845, doi101126science2665186779, doi101146annurevea03050175000415, doi1023071441916, doi1023073514548, doi102307jctt1xp3v3r, doi105281zenodo16171435, doi105860choice300927, doi105860choice343307, doi105860choice353642, houck1990allometric, openalexw1879660213, openalexw2991310333, openalexw3146596760, ostrom2019osteology"
}

Neueste geophysikalische Analysen deuten auf das Vorhandensein eines späten paläozoischen Sauerstoffpulses hin, der im späten Devon begann und bis zum späten Karbon anhielt. Während dieser Zeit führten die Landbesiedlung der Pflanzen und die globale Kohlenstoffablagerung zu einem dramatischen Anstieg der atmosphärischen Sauerstoffkonzentrationen, der schließlich Konzentrationen von potenziell bis zu 35 % relativ zum gegenwärtigen Wert von 21 % ergab. Eine solche Hyperoxie der späten paläozoischen Atmosphäre könnte physiologisch die initiale Evolution des Insektenflug-Stoffwechsels erleichtert haben. Das weit verbreitete Gigantismus bei späten paläozoischen Insekten und anderen Gliederfüßern ist ebenfalls mit einem erhöhten Sauerstofffluss innerhalb von diffusionslimitierten Tracheensystemen vereinbar. Da der Gesamtdruck der Atmosphäre mit dem erhöhten Sauerstoffpartialdruck zunimmt, hätten gleichzeitig hyperdichte Bedingungen die aerodynamische Kraftproduktion bei frühen Formen fliegender Insekten verstärkt. Bis zum späten Perm führte die Evolution von zersetzenden mikrobiellen und pilzlichen Gemeinschaften zusammen mit einem Ungleichgewicht in den Kohlenstoffablagerungsraten allmählich die Sauerstoffkonzentrationen auf Werte von möglicherweise nur noch 15 % zurück. Das Verschwinden der riesigen Insekten bis zum Ende des Perms ist mit der Aussterbung dieser Taxa aus Gründen der Erstickung auf geologischer Zeitskala vereinbar. Wie bei geflügelten Insekten korrelieren die vielfältigen historischen Ursprünge des Wirbeltierflugs im späten Jura und Kreidezeit mit Perioden erhöhter atmosphärischer Sauerstoffkonzentration. Viel Diskussion über die Flugleistung von Archaeopteryx geht von einer gegenwärtigen atmosphärischen Zusammensetzung aus. Erhöhte Sauerstoffspiegel im mittleren bis späten Mesozoikum hätten jedoch die aerodynamische Kraftproduktion und die Muskelkraftleistung für urtümliche Vögel sowie für Vorfahren von Fledermäusen und Pterosauriern erleichtert.

@article{doi101146annurevphysiol621135,
    author = "Dudley, R",
    title = "The evolutionary physiology of animal flight: paleobiological and present perspectives.",
    year = "2000",
    journal = "Annual review of physiology",
    abstract = "Recent geophysical analyses suggest the presence of a late Paleozoic oxygen pulse beginning in the late Devonian and continuing through to the late Carboniferous. During this period, plant terrestrialization and global carbon deposition resulted in a dramatic increase in atmospheric oxygen levels, ultimately yielding concentrations potentially as high as 35\% relative to the contemporary value of 21\%. Such hyperoxia of the late Paleozoic atmosphere may have physiologically facilitated the initial evolution of insect flight metabolism. Widespread gigantism in late Paleozoic insects and other arthropods is also consistent with enhanced oxygen flux within diffusion-limited tracheal systems. Because total atmospheric pressure increases with increased oxygen partial pressure, concurrently hyperdense conditions would have augmented aerodynamic force production in early forms of flying insects. By the late Permian, evolution of decompositional microbial and fungal communities, together with disequilibrium in rates of carbon deposition, gradually reduced oxygen concentrations to values possibly as low as 15\%. The disappearance of giant insects by the end of the Permian is consistent with extinction of these taxa for reasons of asphyxiation on a geological time scale. As with winged insects, the multiple historical origins of vertebrate flight in the late Jurassic and Cretaceous correlate temporally with periods of elevated atmospheric oxygen. Much discussion of flight performance in Archaeopteryx assumes a contemporary atmospheric composition. Elevated oxygen levels in the mid- to late Mesozoic would, however, have facilitated aerodynamic force production and enhanced muscle power output for ancestral birds, as well as for precursors to bats and pterosaurs.",
    url = "https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/10845087/",
    doi = "10.1146/annurev.physiol.62.1.135",
    openalex = "W2103355882",
    pmid = "10845087",
    references = "doi101016c20120016547, doi10103837918, doi101126science11536547, doi101126science27252651155, doi1015159780691220239, doi1023071483846, doi1023073514548, doi102475ajs294156, doi105860choice285664, doi105860choice324494"
}

Vorwort Danksagung Liste der wichtigsten Symbole Liste der Abbildungen Liste der Tabellen 1. Einführung: Eine Geschichte des Helikopterflugs 2. Grundlagen der Rotor-Aerodynamik 3. Analyse der Blattelemente 4. Bewegung der rotierenden Blätter 5. Grundlegende Helikopter-Leistung 6. Konzeptuelles Design von Helikoptern 7. Rotor-Flügelprofil-Aerodynamik 8. Nichtstationäre Aerodynamik 9. Dynamischer Auftrieb 10. Rotorwirbel und Spitzenwirbel Anhang Index.

@book{openalexw2103608534,
    author = "Leishman, J. Gordon",
    title = "Prinzipien der Helikopteraerodynamik",
    year = "2000",
    abstract = "Vorwort Danksagung Liste der wichtigsten Symbole Liste der Abbildungen Liste der Tabellen 1. Einführung: Eine Geschichte des Helikopterflugs 2. Grundlagen der Rotor-Aerodynamik 3. Analyse der Blattelemente 4. Bewegung der rotierenden Blätter 5. Grundlegende Helikopter-Leistung 6. Konzeptuelles Design von Helikoptern 7. Rotor-Flügelprofil-Aerodynamik 8. Nichtstationäre Aerodynamik 9. Dynamischer Auftrieb 10. Rotorwirbel und Spitzenwirbel Anhang Index.",
    url = "https://openalex.org/W2103608534",
    openalex = "W2103608534"
}

Die Strömungslehre bei niedrigen Geschwindigkeiten ist wichtig für das Design und den Betrieb von Flugzeugen, die bei niedrigen Mach-Zahlen fliegen, sowie von Boden- und Schiffsfahrzeugen. Dieses Buch aus dem Jahr 2001 bietet eine moderne Behandlung des Themas, sowohl die Theorie der reibungsfreien, inkompressiblen und wirbelfreien Strömungslehre als auch die rechnerischen Techniken, die heute zur Lösung komplexer Probleme verfügbar sind. Ein einzigartiges Merkmal des Textes ist, dass der rechnerische Ansatz (von einem einzelnen Wirbelelement bis hin zu einer dreidimensionalen Panel-Formulierung) durchgängig integriert ist. Somit kann der Leser über klassische Methoden der Vergangenheit lernen, während er gleichzeitig lernt, numerische Methoden zur Lösung realer strömungsmechanischer Probleme einzusetzen. Diese zweite Auflage enthält ein neues Kapitel zur laminaren Grenzschicht (mit Schwerpunkt auf der viskosen-viskosen Kopplung), die neuesten Versionen rechnerischer Techniken und zusätzliche Abdeckungen von Wechselwirkungsproblemen. Sie umfasst eine systematische Behandlung zweidimensionaler Panel-Methoden und eine detaillierte Darstellung rechnerischer Techniken für dreidimensionale und instationäre Strömungen. Mit umfangreichen Illustrationen und Beispielen wird dieses Buch für fortgeschrittene und beginnende graduate-level-Kurse nützlich sein, sowie ein hilfreiches Nachschlagewerk für praktizierende Ingenieure.

@book{doi101017cbo9780511810329,
    author = "Katz, Joseph und Plotkin, Allen",
    title = "Low-Speed Aerodynamics",
    year = "2001",
    booktitle = "Cambridge University Press eBooks",
    abstract = "Die Strömungslehre bei niedrigen Geschwindigkeiten ist wichtig für das Design und den Betrieb von Flugzeugen, die bei niedrigen Mach-Zahlen fliegen, sowie von Boden- und Schiffsfahrzeugen. Dieses Buch aus dem Jahr 2001 bietet eine moderne Behandlung des Themas, sowohl die Theorie der reibungsfreien, inkompressiblen und wirbelfreien Strömungslehre als auch die rechnerischen Techniken, die heute zur Lösung komplexer Probleme verfügbar sind. Ein einzigartiges Merkmal des Textes ist, dass der rechnerische Ansatz (von einem einzelnen Wirbelelement bis hin zu einer dreidimensionalen Panel-Formulierung) durchgängig integriert ist. Somit kann der Leser über klassische Methoden der Vergangenheit lernen, während er gleichzeitig lernt, numerische Methoden zur Lösung realer strömungsmechanischer Probleme einzusetzen. Diese zweite Auflage enthält ein neues Kapitel zur laminaren Grenzschicht (mit Schwerpunkt auf der viskosen-viskosen Kopplung), die neuesten Versionen rechnerischer Techniken und zusätzliche Abdeckungen von Wechselwirkungsproblemen. Sie umfasst eine systematische Behandlung zweidimensionaler Panel-Methoden und eine detaillierte Darstellung rechnerischer Techniken für dreidimensionale und instationäre Strömungen. Mit umfangreichen Illustrationen und Beispielen wird dieses Buch für fortgeschrittene und beginnende graduate-level-Kurse nützlich sein, sowie ein hilfreiches Nachschlagewerk für praktizierende Ingenieure.",
    url = "https://doi.org/10.1017/cbo9780511810329",
    doi = "10.1017/cbo9780511810329",
    openalex = "W62791640"
}

Femurosteologie und Weichteile entwickelten sich bei archosauromorphen Reptilien auf der Linie zu den Kronengruppen-Vögeln schrittweise. Crocodylia behält die meisten ursprünglichen archosaurischen Merkmale bei, während Dinosauromorpha (einschließlich Vögel) viele mehr abgeleitete Merkmale erwarben. Die komplexe Sequenz von Veränderungen umfasste wesentliche Verschiebungen mehrerer Oberschenkelmuskulatur-Insertionen. Die mediale Rotation des proximalen Femurs (z. B. des Femurkopfes) bei Archosauriern verlagerte den großen Trochanter lateral und zog die Insertion des M. pubo‐ischio‐femoralis externus mit sich. Innerhalb der Dinosauromorpha verlagerte sich der kleine Trochanter proximal weg von der Trochanter-Schale. Vermutlich deutet der kleine Trochanter auf die Insertion des M. iliotrochantericus caudalis hin, während die Trochanter-Schale die Insertion des M. iliofemoralis externus anzeigt. Ein zusätzlicher Trochanter an der Basis des kleinen Trochanters markiert die Insertion des M. pubo‐ischio‐femoralis internus 2 bei tetanuranen Theropoden. Ich schlage Hypothesen für die Homologien mehrerer intermuskulärer Linien und anderer Merkmale am Femur Schaft vor. Auf der Linie zu den Neornithes gingen die meisten Veränderungen der Femurmorphologie der Aves und dem Ursprung des Fluges voraus; wenige Femurmerkmale sind einzigartig für Vögel. Insgesamt ist das Muster der morphologischen Evolution mit einer schrittweisen funktionellen Evolution des Hinterbeins innerhalb der Dinosauromorpha auf der Linie zu den Neornithes vereinbar. Der Klade Ornithurae entwickelten die letzten paar Hinterbein-Apomorphien, die heutige Vögel charakterisieren, in Verbindung mit mehr gebeugten Hüft- und Kniegelenken.

@article{doi101111j109636422001tb01314x,
    author = "Hutchinson, John R.",
    title = "The evolution of femoral osteology and soft tissues on the line to extant birds (Neornithes)",
    year = "2001",
    journal = "Zoological Journal of the Linnean Society",
    abstract = "Femoral osteology and soft tissues evolved in a stepwise pattern in archosauromorph reptiles on the line to crown group birds. Crocodylia retains most ancestral archosaurian traits, whereas Dinosauromorpha (including birds) acquired many more derived traits. The complex sequence of changes included major shifts of several thigh muscle insertions. Medial rotation of the proximal femur (e.g. the femoral head) in archosaurs moved the greater trochanter laterally, bringing along the insertion of M. pubo‐ischio‐femoralis externus. Within Dinosauromorpha, the lesser trochanter moved proximally away from the trochanteric shelf. Presumably the lesser trochanter indicates the insertion of M. iliotrochantericus caudalis whereas the trochanteric shelf indicates the insertion of M. iliofemoralis externus. An accessory trochanter at the base of the lesser trochanter marks the insertion of M. pubo‐ischio‐femoralis internus 2 in tetanuran theropods. I propose hypotheses for the homologies of several intermuscular lines and other features on the femoral shaft. On the line to Neornithes, most changes of femoral morphology predated Aves and the origin of flight; few femoral features are unique to birds. Overall, the pattern of morphological evolution is consistent with stepwise functional evolution of the hindlimb within Dinosauromorpha on the line to Neornithes. The clade Ornithurae evolved the last few hindlimb apomorphies that characterize extant birds, in conjunction with more flexed hip and knee joints.",
    url = "https://doi.org/10.1111/j.1096-3642.2001.tb01314.x",
    doi = "10.1111/j.1096-3642.2001.tb01314.x",
    openalex = "W2020878527",
    references = "coria1995a, doi101007bf02985709, doi101016b9781483231426500124, doi101017cbo9780511608377010, doi101017s0022336000026706, doi101017s0094837300009866, doi101038248168a0, doi101038292051a0, doi101038387390a0, doi10103845769, doi10108002724634199110011386, doi10108002724634199110011426, doi10108002724634199310011511, doi10108002724634199410011523, doi10108002724634199410011538, doi10108002724634199710011027, doi101086283367, doi101093sysbio33183, doi101098rstb19610007, doi101098rstb19650003, doi101098rstb19830079, doi101098rstb19850092, doi101098rstb19920117, doi101098rstb19990489, doi101111j109583121976tb00244x, doi101111j109600311988tb00514x, doi101111j109600311991tb00045x, doi101111j109600311995tb00092x, doi101111j109636422001tb01313x, doi101111j146979981991tb04794x, doi101111j155856461996tb04496x, doi101126science2555046845, doi101126science27853411267, doi101126science27953581915, doi101139e72031, doi101139e93179, doi1015468p4gnhz, doi1016660094837320000260734aaateo20co2, doi1023071292217, doi10230730135049, doi104095101672, doi105281zenodo1038220, doi105281zenodo16120887, doi105281zenodo16171435, doi105281zenodo16492064, doi105479si03629236110i, doi105860choice300927, doi105860choice326223, doi105860choice392183, doi105962p226819, gregor1988the, madsen1976a, openalexw2788234611, openalexw617951419, openalexw638862129, openalexw646636017, rowe1989a, walker1964triassic"
}

@article{doi101016s0169534702025685,
    author = "Hedenström, Anders",
    title = "Aerodynamik, Evolution und Ökologie des Vogelzugs",
    year = "2002",
    journal = "Trends in Ecology \& Evolution",
    url = "https://doi.org/10.1016/s0169-5347(02)02568-5",
    doi = "10.1016/s0169-5347(02)02568-5",
    openalex = "W1991260775"
}

@article{doi101016s0376042103000782,
    author = "Vermeer, L. J. und Sørensen, Jens Nørkær und Crespo, António",
    title = "Wind turbine wake aerodynamics",
    year = "2003",
    journal = "Progress in Aerospace Sciences",
    url = "https://doi.org/10.1016/s0376-0421(03)00078-2",
    doi = "10.1016/s0376-0421(03)00078-2",
    openalex = "W2162743401",
    references = "doi10100797836428401041, doi1010079783642858291, doi1010079783642859526, doi10100797836429148743, doi1010160045782574900292, doi101016s0142727x00000072, doi10111511471361, doi10251461978257, doi102514619932906, doi107551mitpress67810010001, openalexw3209569680"
}

Die schlagenden Flügel von Hühnervögeln werden routinemäßig eingesetzt, um aerodynamische Kräfte in Richtung des Untergrunds zu erzeugen, um die Hinterbeinhaftung zu verbessern. Hier dokumentiere ich dieses Verhalten in natürlichen und Laborumgebungen. Erwachsene Vögel, die voll flugfähig sind, bevorzugen das flügelflügelunterstützte Steigen (WAIR) gegenüber dem Fliegen, um erhöhte Zufluchtsorte (wie Klippen, Bäume und Felsen) zu erreichen. Ab dem Schlupftag und bevor sie einen anhaltenden Flug erreichen, nutzen sich entwickelnde Bodenvögel WAIR, um ihre Fortbewegungsfähigkeit durch verbesserte Fußhaftung zu steigern, was letztendlich vertikales Laufen ermöglicht. WAIR bietet Einblicke aus beobachtbarem Verhalten bei lebenden Vögeln in die mögliche Rolle von sich entwickelnden Flügeln bei gefiederten Theropoden-Dinosauriern und bietet eine bisher unerforschte Erklärung für die Evolution des Vogelzugs.

@article{doi101126science1078237,
    author = "Dial, Kenneth P.",
    title = "Flügelflügelunterstütztes Steigen und die Evolution des Fluges",
    year = "2003",
    journal = "Science",
    abstract = "Die schlagenden Flügel von Hühnervögeln werden routinemäßig eingesetzt, um aerodynamische Kräfte in Richtung des Untergrunds zu erzeugen, um die Hinterbeinhaftung zu verbessern. Hier dokumentiere ich dieses Verhalten in natürlichen und Laborumgebungen. Erwachsene Vögel, die voll flugfähig sind, bevorzugen das flügelflügelunterstützte Steigen (WAIR) gegenüber dem Fliegen, um erhöhte Zufluchtsorte (wie Klippen, Bäume und Felsen) zu erreichen. Ab dem Schlupftag und bevor sie einen anhaltenden Flug erreichen, nutzen sich entwickelnde Bodenvögel WAIR, um ihre Fortbewegungsfähigkeit durch verbesserte Fußhaftung zu steigern, was letztendlich vertikales Laufen ermöglicht. WAIR bietet Einblicke aus beobachtbarem Verhalten bei lebenden Vögeln in die mögliche Rolle von sich entwickelnden Flügeln bei gefiederten Theropoden-Dinosauriern und bietet eine bisher unerforschte Erklärung für die Evolution des Vogelzugs.",
    url = "https://doi.org/10.1126/science.1078237",
    doi = "10.1126/science.1078237",
    openalex = "W1985053875",
    references = "doi10100797814615678751, doi1010160031018288901496, doi10103819967, doi10103831635, doi10103835017641, doi101086284076, doi101093oso97801951060840010001, doi101242jeb1992263, doi105860choice343307, openalexw23418293"
}

Der Flug von Insekten fasziniert Physiker und Biologen seit über einem Jahrhundert. Doch bis vor kurzem waren Forscher nicht in der Lage, die komplexen Flügelschläge fliegender Insekten rigoros zu quantifizieren oder die Kräfte und Strömungen um ihre Flügel zu messen. Allerdings haben jüngste Entwicklungen in der Hochgeschwindigkeitsvideografie und Werkzeuge für computergestützte und mechanische Modellierung Forschern ermöglicht, rasche Fortschritte bei der Vertiefung unseres Verständnisses des Insektenflugs zu erzielen. Diese mechanischen und computergestützten Strömungsmodelle, kombiniert mit modernen Strömungsvisualisierungstechniken, haben gezeigt, dass die strömungsdynamischen Phänomene, die dem Flügelschlag zugrunde liegen, sich von denen unterscheiden, auf denen die meisten vorherigen Modelle basierten, nämlich von nicht-fliegenden, 2-D-Flügeln. Insbesondere bleibt selbst bei hohen Anstellwinkeln ein markanter Vorderkantenwirbel stabil am Insektenflügel haften und wird nicht in eine instationäre Ablöseströmung abgegeben, wie es bei nicht-fliegenden 2-D-Flügeln zu erwarten wäre. Seine Anwesenheit verstärkt die vom Flügel erzeugten Kräfte erheblich und ermöglicht es Insekten, zu schweben oder zu manövrieren. Darüber hinaus werden die Flugkräfte durch weitere Mechanismen weiter verstärkt, die während Änderungen des Anstellwinkels wirken, insbesondere bei der Schlagumkehr, der gegenseitigen Interaktion der beiden Flügel bei der dorsalen Schlagumkehr oder den Flügel-Ablöse-Strömungs-Interaktionen nach der Schlagumkehr. Dieser Fortschritt hat die Entwicklung einfacher analytischer und empirischer Modelle ermöglicht, die es uns erlauben, die momentanen Kräfte auf fliegende Insektenflügel genauer zu berechnen als zuvor möglich war. Er verspricht auch, neue und aufregende interdisziplinäre Zusammenarbeit zwischen Physikern zu fördern, die die Phänomenologie erklären wollen, Biologen, die ihre Relevanz für die Insektenphysiologie und -evolution verstehen wollen, und Ingenieure, die inspiriert sind, mikro-robotische Insekten nach diesen Prinzipien zu bauen. Diese Übersicht behandelt die grundlegenden physikalischen Prinzipien, die dem Flügelschlag bei Insekten zugrunde liegen, Ergebnisse neuerer Experimente zur Aerodynamik des Insektenflugs sowie die verschiedenen Ansätze, die zur Modellierung dieser Phänomene verwendet werden.

@article{doi101242jeb00663,
    author = "Sane, Sanjay P.",
    title = "The aerodynamics of insect flight",
    year = "2003",
    journal = "Journal of Experimental Biology",
    abstract = "The flight of insects has fascinated physicists and biologists for more than a century. Yet, until recently, researchers were unable to rigorously quantify the complex wing motions of flapping insects or measure the forces and flows around their wings. However, recent developments in high-speed videography and tools for computational and mechanical modeling have allowed researchers to make rapid progress in advancing our understanding of insect flight. These mechanical and computational fluid dynamic models, combined with modern flow visualization techniques, have revealed that the fluid dynamic phenomena underlying flapping flight are different from those of non-flapping, 2-D wings on which most previous models were based. In particular, even at high angles of attack, a prominent leading edge vortex remains stably attached on the insect wing and does not shed into an unsteady wake, as would be expected from non-flapping 2-D wings. Its presence greatly enhances the forces generated by the wing, thus enabling insects to hover or maneuver. In addition, flight forces are further enhanced by other mechanisms acting during changes in angle of attack, especially at stroke reversal, the mutual interaction of the two wings at dorsal stroke reversal or wing-wake interactions following stroke reversal. This progress has enabled the development of simple analytical and empirical models that allow us to calculate the instantaneous forces on flapping insect wings more accurately than was previously possible. It also promises to foster new and exciting multi-disciplinary collaborations between physicists who seek to explain the phenomenology, biologists who seek to understand its relevance to insect physiology and evolution, and engineers who are inspired to build micro-robotic insects using these principles. This review covers the basic physical principles underlying flapping flight in insects, results of recent experiments concerning the aerodynamics of insect flight, as well as the different approaches used to model these phenomena.",
    url = "https://doi.org/10.1242/jeb.00663",
    doi = "10.1242/jeb.00663",
    openalex = "W2051788799",
    references = "doi1010079783642858291, doi101017cbo9780511800955, doi101038384626a0, doi101126science28454221954, doi10113719781611970517, doi101242jeb591169, doi1015159780691212975, doi1023072317984, ellington1984the, openalexw1518201591, openalexw1565704217"
}

Dental Functional Morphology bietet eine Alternative zur herrschenden Meinung, dass Zähne lediglich Nahrung zerkleinern, schneiden, scheren oder mahlen, und zeigt, wie sich Zähne an die Ernährung anpassen. Durch eine Analyse der Zahnfunktion auf der Grundlage des Verständnisses, wie Nahrungspartikel brechen, wird gezeigt, wie die Zahnform von den frühesten Säugetieren bis zum modernen Menschen mit sehr einfachen Überlegungen zum Bruch verstanden werden kann. Es wird die theoretische Grundlage Schritt für Schritt erläutert, die Faktoren, die Zahnform und -größe bestimmen, erklärt und eine allometrische Analyse vorgestellt, die die Einstellung zur Evolution des menschlichen Gesichts und den Einfluss von gekochter Nahrung auf unsere Zähne revolutionieren wird. Darüber hinaus werden die Grundlagen der Mechanik hinter dem Bruch verschiedener Nahrungstypen sowie Messmethoden in einem benutzerfreundlichen Anhang angegeben. Es wird ein wichtiger Nachschlagewerk für physische Anthropologen, Zahn- und Ernährungswissenschaftler, Paläontologen und alle, die sich für die Fütterungsökologie interessieren.

@book{doi101017cbo9780511735011,
    author = "Lucas, Peter W.",
    title = "Dental Functional Morphology",
    year = "2004",
    booktitle = "Cambridge University Press eBooks",
    abstract = "Dental Functional Morphology bietet eine Alternative zur herrschenden Meinung, dass Zähne lediglich Nahrung zerkleinern, schneiden, scheren oder mahlen, und zeigt, wie sich Zähne an die Ernährung anpassen. Durch eine Analyse der Zahnfunktion auf der Grundlage des Verständnisses, wie Nahrungspartikel brechen, wird gezeigt, wie die Zahnform von den frühesten Säugetieren bis zum modernen Menschen mit sehr einfachen Überlegungen zum Bruch verstanden werden kann. Es wird die theoretische Grundlage Schritt für Schritt erläutert, die Faktoren, die Zahnform und -größe bestimmen, erklärt und eine allometrische Analyse vorgestellt, die die Einstellung zur Evolution des menschlichen Gesichts und den Einfluss von gekochter Nahrung auf unsere Zähne revolutionieren wird. Darüber hinaus werden die Grundlagen der Mechanik hinter dem Bruch verschiedener Nahrungstypen sowie Messmethoden in einem benutzerfreundlichen Anhang angegeben. Es wird ein wichtiger Nachschlagewerk für physische Anthropologen, Zahn- und Ernährungswissenschaftler, Paläontologen und alle, die sich für die Fütterungsökologie interessieren.",
    url = "https://doi.org/10.1017/cbo9780511735011",
    doi = "10.1017/cbo9780511735011",
    openalex = "W4211168005",
    references = "doi101002ajpa1330550202, doi101002jmor1051850203, doi101006anbo20001261, doi101007bf00378906, doi101007s004250050096, doi101017cbo9780511565441, doi101017cbo9780511608551, doi101017cbo9780511623127, doi101017s0094837300006813, doi101017s0094837300013956, doi101017s1464793101005735, doi101038164820b0, doi101038246015a0, doi101038314260a0, doi101038363342a0, doi101038374798a0, doi101038416816a, doi101046j10958312200300146x, doi10108002724634199910011201, doi101086282934, doi101086284369, doi1010880508344333302, doi101098rsta19210006, doi101111j109636421952tb00784x, doi101111j109636421970tb00728x, doi101111j1365313x1993tb00007x, doi101111j1469185x1988tb00630x, doi101111j155856461947tb02711x, doi101111j155856461964tb01674x, doi101126science1864167892, doi101126science23547921038, doi101126science28454232137, doi101146annurevearth251435, doi101159000156428, doi1023072798801, doi1075919781501732355, openalexw1516188323, sereno1997the"
}

Eine biomechanisch parsimonische Hypothese für die Evolution des Schlagflugs bei terrestrischen Wirbeltieren schlägt einen Fortschritt innerhalb eines baumlebenden Kontextes vor, der vom Springen über die gerichtete aerodynamische Abwärtsbewegung und das gesteuerte Gleiten durch Gliedmaßenbewegungen bis hin zum motorisierten Flug reicht. Die mehr als 30 phylogenetisch unabhängigen Linien baumlebender Wirbeltiergleiter liefern starke indirekte Unterstützung für die ökologische Machbarkeit einer solchen Entwicklung. Die Evolution des Insektenflugs folgte wahrscheinlich einer ähnlichen Sequenz, ist jedoch paläontologisch ungeklärt. Kürzlich beschriebene Fallverhalten bei baumlebenden Ameisen liefern den ersten Nachweis für die biomechanische Fähigkeit zur gerichteten aerodynamischen Abwärtsbewegung bei vollständiger Abwesenheit von Flügeln. Die absichtliche Steuerung von Körperbahnen, wenn Tiere aus Höhen (und meist aus Vegetation) fallen, charakterisiert wahrscheinlich viele mehr Taxa als derzeit anerkannt. Das Verständnis der sensorischen und biomechanischen Mechanismen, die von existierenden Gleitern verwendet werden, um ihren Abstieg zu steuern und zu orientieren, ist zentral für das Entschlüsseln der Pfade, die an der Flugentwicklung beteiligt sind.

@article{doi101146annurevecolsys37091305110014,
    author = "Dudley, Robert und Byrnes, Greg und Yanoviak, Stephen P. und Borrell, Brendan und Brown, Rafe M. und McGuire, Jimmy A.",
    title = "Gleiten und die funktionellen Ursprünge des Fluges: Biomechanische Neuheit oder Notwendigkeit?",
    year = "2007",
    journal = "Annual Review of Ecology Evolution and Systematics",
    abstract = "Eine biomechanisch parsimonische Hypothese für die Evolution des Schlagflugs bei terrestrischen Wirbeltieren schlägt einen Fortschritt innerhalb eines baumlebenden Kontextes vor, der vom Springen über die gerichtete aerodynamische Abwärtsbewegung und das gesteuerte Gleiten durch Gliedmaßenbewegungen bis hin zum motorisierten Flug reicht. Die mehr als 30 phylogenetisch unabhängigen Linien baumlebender Wirbeltiergleiter liefern starke indirekte Unterstützung für die ökologische Machbarkeit einer solchen Entwicklung. Die Evolution des Insektenflugs folgte wahrscheinlich einer ähnlichen Sequenz, ist jedoch paläontologisch ungeklärt. Kürzlich beschriebene Fallverhalten bei baumlebenden Ameisen liefern den ersten Nachweis für die biomechanische Fähigkeit zur gerichteten aerodynamischen Abwärtsbewegung bei vollständiger Abwesenheit von Flügeln. Die absichtliche Steuerung von Körperbahnen, wenn Tiere aus Höhen (und meist aus Vegetation) fallen, charakterisiert wahrscheinlich viele mehr Taxa als derzeit anerkannt. Das Verständnis der sensorischen und biomechanischen Mechanismen, die von existierenden Gleitern verwendet werden, um ihren Abstieg zu steuern und zu orientieren, ist zentral für das Entschlüsseln der Pfade, die an der Flugentwicklung beteiligt sind.",
    url = "https://doi.org/10.1146/annurev.ecolsys.37.091305.110014",
    doi = "10.1146/annurev.ecolsys.37.091305.110014",
    openalex = "W2108604151",
    references = "doi101073pnas0508724103, doi101126science1078237, doi101666040141"
}

ZUSAMMENFASSUNG Die Leistung ist ein verbindendes Thema für den Vogelzug, und in jüngster Zeit wurden erhebliche Fortschritte bei der Messung der muskulären, metabolischen und aerodynamischen Leistung bei Vögeln erzielt. Die primären Flugmuskeln der Vögel, der Pectoralis und der Supracoracoideus, sind für Arbeit und Leistungsaufwand ausgelegt, mit großer Spannung (Kraft pro Flächeneinheit des Querschnitts) und Dehnung (relative Längenänderung) pro Kontraktion. U-förmige Kurven beschreiben, wie die mechanische Leistung mit der Fluggeschwindigkeit variiert, aber die spezifischen Formen und charakteristischen Geschwindigkeiten dieser Kurven unterscheiden sich je nach Morphologie und Flugstil. Neue Messungen der induzierten, Profil- und Parasitenleistung sollten dazu beitragen, bestehende mathematische Flugmodelle zu aktualisieren. Umgekehrt können diese verbesserten Modelle dazu dienen, Verhaltens- und ökologische Prozesse zu testen. Im Gegensatz zur terrestrischen Fortbewegung, die im Allgemeinen durch diskrete Gangarten gekennzeichnet ist, sind Änderungen der Flügelschlagkinematik und Aerodynamik über Fluggeschwindigkeiten hinweg allmählich. Die Startleistung skaliert mit der Körpergröße, aber die vollständige Aufdeckung der Mechanismen, die für dieses Muster verantwortlich sind, wartet auf neue Studien. Der intermittierende Flug scheint die Leistungskosten für den Flug zu reduzieren, da einige Arten bei langsamen Geschwindigkeiten fliegen-gleiten und bei schnellen Geschwindigkeiten fliegen-hüpfen. Es ist entscheidend, die metabolischen Kosten des intermittierenden Flugs zu testen, um zu verstehen, warum einige Vögel intermittierende Sprünge während des langsamen Flugs verwenden. Manövrieren und Stabilität sind für fliegende Vögel von kritischer Bedeutung, und das Design für das Manövrieren kann sich auf andere Aspekte der Flugleistung auswirken. Der Schwanz trägt zur Auftriebskraft und zum Widerstand bei; er ist auch integraler Bestandteil des Manövrierens und der Stabilität. Neue Studien haben gezeigt, dass Manöver typischerweise während des Abwärtsstrokes eingeleitet werden und eine bilaterale Asymmetrie der Kraftproduktion im Pectoralis beinhalten. Zukünftige Studien zu Manövrieren und Stabilität sollten Trägheits- und aerodynamische Kräfte messen. Für den weiteren Fortschritt in der Biomechanik des Vogelzugs ist es entscheidend, dass experimentelle Designs in einem ökologischen und evolutionären Kontext entwickelt werden.

@article{doi101242jeb000273,
    author = "Tobalske, Bret W.",
    title = "Biomechanics of bird flight",
    year = "2007",
    journal = "Journal of Experimental Biology",
    abstract = "ZUSAMMENFASSUNG Die Leistung ist ein verbindendes Thema für den Vogelzug, und in jüngster Zeit wurden erhebliche Fortschritte bei der Messung der muskulären, metabolischen und aerodynamischen Leistung bei Vögeln erzielt. Die primären Flugmuskeln der Vögel, der Pectoralis und der Supracoracoideus, sind für Arbeit und Leistungsaufwand ausgelegt, mit großer Spannung (Kraft pro Flächeneinheit des Querschnitts) und Dehnung (relative Längenänderung) pro Kontraktion. U-förmige Kurven beschreiben, wie die mechanische Leistung mit der Fluggeschwindigkeit variiert, aber die spezifischen Formen und charakteristischen Geschwindigkeiten dieser Kurven unterscheiden sich je nach Morphologie und Flugstil. Neue Messungen der induzierten, Profil- und Parasitenleistung sollten dazu beitragen, bestehende mathematische Flugmodelle zu aktualisieren. Umgekehrt können diese verbesserten Modelle dazu dienen, Verhaltens- und ökologische Prozesse zu testen. Im Gegensatz zur terrestrischen Fortbewegung, die im Allgemeinen durch diskrete Gangarten gekennzeichnet ist, sind Änderungen der Flügelschlagkinematik und Aerodynamik über Fluggeschwindigkeiten hinweg allmählich. Die Startleistung skaliert mit der Körpergröße, aber die vollständige Aufdeckung der Mechanismen, die für dieses Muster verantwortlich sind, wartet auf neue Studien. Der intermittierende Flug scheint die Leistungskosten für den Flug zu reduzieren, da einige Arten bei langsamen Geschwindigkeiten fliegen-gleiten und bei schnellen Geschwindigkeiten fliegen-hüpfen. Es ist entscheidend, die metabolischen Kosten des intermittierenden Flugs zu testen, um zu verstehen, warum einige Vögel intermittierende Sprünge während des langsamen Flugs verwenden. Manövrieren und Stabilität sind für fliegende Vögel von kritischer Bedeutung, und das Design für das Manövrieren kann sich auf andere Aspekte der Flugleistung auswirken. Der Schwanz trägt zur Auftriebskraft und zum Widerstand bei; er ist auch integraler Bestandteil des Manövrierens und der Stabilität. Neue Studien haben gezeigt, dass Manöver typischerweise während des Abwärtsstrokes eingeleitet werden und eine bilaterale Asymmetrie der Kraftproduktion im Pectoralis beinhalten. Zukünftige Studien zu Manövrieren und Stabilität sollten Trägheits- und aerodynamische Kräfte messen. Für den weiteren Fortschritt in der Biomechanik des Vogelzugs ist es entscheidend, dass experimentelle Designs in einem ökologischen und evolutionären Kontext entwickelt werden.",
    url = "https://doi.org/10.1242/jeb.000273",
    doi = "10.1242/jeb.000273",
    openalex = "W2162782878",
    references = "doi101038nature01284"
}

Wing-assisted incline running (WAIR) ist eine Form der Fortbewegung, bei der ein Vogel seine Flügel schlägt, um seine Hinterbeine beim Klettern eines Hangs zu unterstützen. WAIR wird bei bodenlebenden Vögeln zur Flucht eingesetzt, und die Ontogenie dieses Verhaltens bei frühentwickelten Vögeln wurde als ein Modell vorgeschlagen, das analog zu Übergangs-Adaptationszuständen während der Evolution der motorisierten Vogel Flug ist. Um die Aerodynamik des Flügelschlags zu entschlüsseln, haben wir digitale Partikelbildvelozimetrie (DPIV) verwendet und die Luftgeschwindigkeit, Wirbelstärke, Zirkulation und Zusatzmasse im Nachlauf von Chukar-Wachteln (Alectoris chukar) gemessen, während sie WAIR (Hang 65-85 Grad; N=7 Vögel) und aufsteigenden Flug (85 Grad, N=2) ausübten. Um Auftrieb und Impuls zu schätzen, haben wir unsere DPIV-Daten mit dreidimensionalen Flügelschlagkinematik aus einer Begleitstudie gekoppelt. Die Ontogenie der Auftriebserzeugung wurde anhand von drei Altersklassen bewertet: Babyvögel, die nicht fliegen können [6-8 Tage nach dem Schlüpfen (d.p.h.)] und flugfähige Jugendliche (25-28 Tage) sowie Erwachsene (45+ Tage). Alle drei Altersklassen von Vögeln, einschließlich Babyvögeln mit teilweise hervorgetretenen, symmetrischen Flügelgefiedern, erzeugten Zirkulation mit ihren Flügeln und zeigten eine Nachlaufstruktur, die aus diskreten Wirbelringen bestand, die einmal pro Aufwärtsschlag abgegeben wurden. Der Impuls der Wirbelringe während WAIR war um 45+/-5 Grad relativ zur Horizontalen und um 21+/-4 Grad relativ zum Untergrund gerichtet. Die absoluten Werte der Zirkulation in den Wirbelkernen und die induzierte Geschwindigkeit stiegen mit zunehmendem Alter an. Die normalisierte Zirkulation war bei allen Altersklassen in WAIR ähnlich, aber bei Erwachsenen während des Flugs um 67% höher im Vergleich zum Hanglauf. Der geschätzte Auftrieb während WAIR betrug bei Babys 6,6% des Körpergewichts und bei Jugendlichen und Erwachsenen zwischen 63 und 86% des Körpergewichts. Während des Flugs betrug der durchschnittliche Auftrieb 110% des Körpergewichts. Unsere Ergebnisse zeigen erstmals, dass der Auftrieb von den Flügeln, anstatt die Flügelmassen oder der Profilwiderstand, primär für die Beschleunigung des Körpers zum Untergrund während WAIR verantwortlich ist, und dass teilweise entwickelte Flügel, die noch nicht flugfähig sind, während WAIR nützlichen Auftrieb erzeugen können. Wir gehen davon aus, dass neuromuskuläre Kontrolle oder Leistungsausstoß, anstatt die externe Flügelmorphologie, den Beginn der Flugfähigkeit während der Entwicklung bei Vögeln einschränken.

@article{doi101242jeb001701,
    author = "Tobalske, Bret W und Dial, Kenneth P",
    title = "Aerodynamik des Flügelschlags beim Hanglauf bei Vögeln.",
    year = "2007",
    journal = "The Journal of experimental biology",
    abstract = "Wing-assisted incline running (WAIR) ist eine Form der Fortbewegung, bei der ein Vogel seine Flügel schlägt, um seine Hinterbeine beim Klettern eines Hangs zu unterstützen. WAIR wird bei bodenlebenden Vögeln zur Flucht eingesetzt, und die Ontogenie dieses Verhaltens bei frühentwickelten Vögeln wurde als ein Modell vorgeschlagen, das analog zu Übergangs-Adaptationszuständen während der Evolution der motorisierten Vogel Flug ist. Um die Aerodynamik des Flügelschlags zu entschlüsseln, haben wir digitale Partikelbildvelozimetrie (DPIV) verwendet und die Luftgeschwindigkeit, Wirbelstärke, Zirkulation und Zusatzmasse im Nachlauf von Chukar-Wachteln (Alectoris chukar) gemessen, während sie WAIR (Hang 65-85 Grad; N=7 Vögel) und aufsteigenden Flug (85 Grad, N=2) ausübten. Um Auftrieb und Impuls zu schätzen, haben wir unsere DPIV-Daten mit dreidimensionalen Flügelschlagkinematik aus einer Begleitstudie gekoppelt. Die Ontogenie der Auftriebserzeugung wurde anhand von drei Altersklassen bewertet: Babyvögel, die nicht fliegen können [6-8 Tage nach dem Schlüpfen (d.p.h.)] und flugfähige Jugendliche (25-28 Tage) sowie Erwachsene (45+ Tage). Alle drei Altersklassen von Vögeln, einschließlich Babyvögeln mit teilweise hervorgetretenen, symmetrischen Flügelgefiedern, erzeugten Zirkulation mit ihren Flügeln und zeigten eine Nachlaufstruktur, die aus diskreten Wirbelringen bestand, die einmal pro Aufwärtsschlag abgegeben wurden. Der Impuls der Wirbelringe während WAIR war um 45+/-5 Grad relativ zur Horizontalen und um 21+/-4 Grad relativ zum Untergrund gerichtet. Die absoluten Werte der Zirkulation in den Wirbelkernen und die induzierte Geschwindigkeit stiegen mit zunehmendem Alter an. Die normalisierte Zirkulation war bei allen Altersklassen in WAIR ähnlich, aber bei Erwachsenen während des Flugs um 67% höher im Vergleich zum Hanglauf. Der geschätzte Auftrieb während WAIR betrug bei Babys 6,6% des Körpergewichts und bei Jugendlichen und Erwachsenen zwischen 63 und 86% des Körpergewichts. Während des Flugs betrug der durchschnittliche Auftrieb 110% des Körpergewichts. Unsere Ergebnisse zeigen erstmals, dass der Auftrieb von den Flügeln, anstatt die Flügelmassen oder der Profilwiderstand, primär für die Beschleunigung des Körpers zum Untergrund während WAIR verantwortlich ist, und dass teilweise entwickelte Flügel, die noch nicht flugfähig sind, während WAIR nützlichen Auftrieb erzeugen können. Wir gehen davon aus, dass neuromuskuläre Kontrolle oder Leistungsausstoß, anstatt die externe Flügelmorphologie, den Beginn der Flugfähigkeit während der Entwicklung bei Vögeln einschränken.",
    url = "https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/17488937/",
    doi = "10.1242/jeb.001701",
    openalex = "W2159933015",
    pmid = "17488937",
    references = "doi101002sici1097010x199912152854291aidjez130co29, doi10100797814615678751, doi1010079783540723080, doi1010079783642838484, doi101016030096299090674h, doi101017cbo9780511800955, doi101017s0094837300004310, doi101038nature03647, doi10106312189885, doi101146annurevfl26010194003041"
}

Die Fluggeschwindigkeit sollte bei fliegenden Tieren und Flugzeugen aufgrund grundlegender aerodynamischer Gründe mit der Masse und der Flügellast zunehmen. Unter der Annahme geometrischer und dynamischer Ähnlichkeit wird vorausgesagt, dass die Reisefluggeschwindigkeit bei Vogelarten proportional zur (Körpermasse)(1/6) und zur (Flügellast)(1/2) variiert. Um diese Skalierungsregeln und die allgemeine Bedeutung von Masse und Flügellast für Fluggeschwindigkeiten bei Vögeln zu testen, verwendeten wir ein Tracking-Radar, um Flatterfluggeschwindigkeiten von Individuen oder Schwärmen wandernder Vögel zu messen, die visuell bis auf die Art identifiziert wurden, sowie deren Höhe und Winde an den Höhen, in denen die Vögel flogen. Äquivalente Luftgeschwindigkeiten (Luftgeschwindigkeiten, korrigiert auf Meeresspiegelluftdichte, Ue) von 138 Arten, die eine Masse von 0,01–10 kg aufwiesen, wurden im Verhältnis zur Biometrie und Phylogenie analysiert. Die Skalierungsexponenten im Verhältnis zu Masse und Flügellast waren signifikant kleiner als vorhergesagt (etwa 0,12 bzw. 0,32, mit ähnlichen Ergebnissen für Analysen, die auf Arten und unabhängige phylogenetische Kontraste basierten). Diese niedrigen Skalierungsexponenten könnten das Ergebnis evolutionärer Einschränkungen des Geschwindigkeitsbereichs bei Vögeln sein, die zu langsame Fluggeschwindigkeiten bei Arten mit niedriger Flügellast und zu schnelle Geschwindigkeiten bei Arten mit hoher Flügellast ausgleichen. Diese Kompression des Geschwindigkeitsbereichs wird teilweise durch geometrische Unterschiede erreicht, wobei das Seitenverhältnis eine positive Beziehung zur Körpermasse und Flügellast zeigt, jedoch zusätzliche Faktoren erforderlich sind, um den kleinen Skalierungsexponenten von Ue im Verhältnis zur Flügellast vollständig zu erklären. Darüber hinaus erklärten Masse und Flügellast nur einen begrenzten Anteil der Variation in Ue. Die Phylogenie war ein starker Faktor, in Kombination mit der Flügellast, um die Variation in Ue zu erklären. Diese Ergebnisse zeigen, dass funktionelle Fluganpassungen und -einschränkungen, die mit verschiedenen evolutionären Linien verbunden sind, einen wichtigen Einfluss auf die Reiseflatterfluggeschwindigkeit haben, der über die allgemeinen aerodynamischen Skalierungseffekte von Masse und Flügellast hinausgeht.

@article{doi101371journalpbio0050197,
    author = "Alerstam, Thomas und Rosén, Mikael und Bäckman, Johan und Ericson, Per G. P. und Hellgren, Olof",
    title = "Fluggeschwindigkeiten bei Vogelarten: Allometrische und phylogenetische Effekte",
    year = "2007",
    journal = "PLoS Biology",
    abstract = "Die Fluggeschwindigkeit sollte bei fliegenden Tieren und Flugzeugen aufgrund grundlegender aerodynamischer Gründe mit der Masse und der Flügellast zunehmen. Unter der Annahme geometrischer und dynamischer Ähnlichkeit wird vorausgesagt, dass die Reisefluggeschwindigkeit bei Vogelarten proportional zur (Körpermasse)(1/6) und zur (Flügellast)(1/2) variiert. Um diese Skalierungsregeln und die allgemeine Bedeutung von Masse und Flügellast für Fluggeschwindigkeiten bei Vögeln zu testen, verwendeten wir ein Tracking-Radar, um Flatterfluggeschwindigkeiten von Individuen oder Schwärmen wandernder Vögel zu messen, die visuell bis auf die Art identifiziert wurden, sowie deren Höhe und Winde an den Höhen, in denen die Vögel flogen. Äquivalente Luftgeschwindigkeiten (Luftgeschwindigkeiten, korrigiert auf Meeresspiegelluftdichte, Ue) von 138 Arten, die eine Masse von 0,01–10 kg aufwiesen, wurden im Verhältnis zur Biometrie und Phylogenie analysiert. Die Skalierungsexponenten im Verhältnis zu Masse und Flügellast waren signifikant kleiner als vorhergesagt (etwa 0,12 bzw. 0,32, mit ähnlichen Ergebnissen für Analysen, die auf Arten und unabhängige phylogenetische Kontraste basierten). Diese niedrigen Skalierungsexponenten könnten das Ergebnis evolutionärer Einschränkungen des Geschwindigkeitsbereichs bei Vögeln sein, die zu langsame Fluggeschwindigkeiten bei Arten mit niedriger Flügellast und zu schnelle Geschwindigkeiten bei Arten mit hoher Flügellast ausgleichen. Diese Kompression des Geschwindigkeitsbereichs wird teilweise durch geometrische Unterschiede erreicht, wobei das Seitenverhältnis eine positive Beziehung zur Körpermasse und Flügellast zeigt, jedoch zusätzliche Faktoren erforderlich sind, um den kleinen Skalierungsexponenten von Ue im Verhältnis zur Flügellast vollständig zu erklären. Darüber hinaus erklärten Masse und Flügellast nur einen begrenzten Anteil der Variation in Ue. Die Phylogenie war ein starker Faktor, in Kombination mit der Flügellast, um die Variation in Ue zu erklären. Diese Ergebnisse zeigen, dass funktionelle Fluganpassungen und -einschränkungen, die mit verschiedenen evolutionären Linien verbunden sind, einen wichtigen Einfluss auf die Reiseflatterfluggeschwindigkeit haben, der über die allgemeinen aerodynamischen Skalierungseffekte von Masse und Flügellast hinausgeht.",
    url = "https://doi.org/10.1371/journal.pbio.0050197",
    doi = "10.1371/journal.pbio.0050197",
    openalex = "W2115605882",
    references = "doi101038nature01284"
}

@article{doi101007s0011400804883,
    author = "Hutchinson, John R. und Allen, Vivian",
    title = "The evolutionary continuum of limb function from early theropods to birds",
    year = "2008",
    journal = "Die Naturwissenschaften",
    url = "https://doi.org/10.1007/s00114-008-0488-3",
    doi = "10.1007/s00114-008-0488-3",
    openalex = "W2164139482",
    references = "carpenter2005the, coombs1980swimming, doi101002jmor10406, doi1010079789400904095, doi101016s002192900000155x, doi101016s0966636202000681, doi101038261129a0, doi1010384151018a, doi101073pnas0507106102, doi10108002724634199710010977, doi10108010635150802022231, doi101111j10963642200600245x, doi101111j14697580200600534x, doi101111j14754983200600585x, doi101111j15585646200700206x, doi101126science1078237, doi101126science2251499, doi101126science2740914, doi101126science28454232137, doi101130g23452a1, doi101144gslsp20042280106, doi101152jappl20008951991, doi10117702783649922066655, doi101242jeb001701, doi101242jeb005801, doi1016660094837320000260734aaateo20co2, doi1016660094837320050310676aohmma20co2, doi101666040141, doi105281zenodo16171435, doi105860choice326223, doi105860choice421568, doi105860choice434677"
}

@article{doi101038nature06517,
    author = "Dial, Kenneth P. und Jackson, Brandon E. und Segre, Paolo S.",
    title = "Ein grundlegendes Schlagmuster von Vogelflügeln bietet einen neuen Einblick in die Evolution des Fluges",
    year = "2008",
    journal = "Nature",
    url = "https://doi.org/10.1038/nature06517",
    doi = "10.1038/nature06517",
    openalex = "W2031748877",
    references = "doi101242jeb001701"
}

Die Erforschung der morphologischen Evolution nach dem inferred Ursprung des aktiven Fluges, der mit dem in Aves homolog ist, wurde historisch durch einen Schwerpunkt auf anatomisch disjunkte, mosaikartige Muster des Wandels gekennzeichnet. Relativ wenige frühere Studien haben diskrete morphologische Merkmalsdaten in einem phylogenetischen Kontext verwendet, um die morphologische Evolution oder insbesondere die mosaikartige Evolution quantitativ zu untersuchen. Eine zuvor eingesetzte Methode, die auf summierten unmissverständlich optimierten Synapomorphien basierte, bildete die Grundlage für die Vorschläge zu dissoziierten und sequentiellen „modernisierenden" oder „feinabstimmenden" Prozessen der Brust- und dann der Beckenlokomotionssysteme nach dem Ursprung des Fluges („Brust-früh-Becken-spät"-Hypothese). Wir verwenden einen der umfassendsten phylogenetischen Datensätze von basal Vögeln, um Eigenschaften dieser Methode zu untersuchen und die Anwendung eines bayesianischen phylogenetischen Ansatzes zu betrachten. Bayes-Faktoren und statistische Vergleiche von Astlängenschätzungen wurden verwendet, um die Unterstützung für ein mosaikartiges Muster des Merkmalswandels und die spezifische Brust-früh-Becken-spät-Hypothese zu bewerten. Partitionen wurden a priori basierend auf anatomischen Subregionen (z. B. Becken, Brust) definiert und basierten auf denen, die mit dem summierten Synapomorphie-Ansatz hypothesiert wurden. Wir vergleichen 80 Modelle, die alle das M(k)-Modell für morphologische Daten implementieren, aber in der Anzahl der anatomischen Subregion-Partitionen, den Modellen für die Ratenvariation zwischen Partitionen und zwischen Merkmalen sowie dem Astlängen-Vorwissen variieren. Die statistische Analyse zeigt, dass das Partitionieren von Daten nach anatomischen Subregionen, die unabhängige Schätzung von Astlängen für partitionierte Daten und die Verwendung einer geteilten oder pro Partition gammaförmigen Ratenverteilung zwischen Merkmalen die geschätzten Modellwahrscheinlichkeiten signifikant erhöht. Simulationsstudien zeigen, dass partitionierte Modelle, bei denen Merkmale zufällig zugewiesen werden, signifikant schlechter abschneiden als sowohl das beobachtete Modell als auch das Ein-Partition-Gleichratenmodell, was darauf hindeutet, dass nur das Partitionieren nach anatomischen Subregionen die Modellleistung verbessert. Die Präferenz für Modelle mit a priori durch anatomische Subregionen definierten Partitionen ist konsistent mit einem disjunkten Muster des Merkmalswandels für den untersuchten Datensatz und kann Implikationen für die Parametrisierung von bayesianischen Analysen morphologischer Daten im Allgemeinen haben. Statistische Tests von Unterschieden in den geschätzten Astlängen aus den Brust- und Becken-Partitionen unterstützen die spezifische Brust-früh-Becken-spät-Hypothese, die aus dem summierten Synapomorphie-Ansatz vorgeschlagen wurde, nicht; jedoch deuten die Ergebnisse auf eine begrenzte Unterstützung dafür hin, dass einige Brustastlängen nur früh am/oder nach dem Ursprung des Fluges signifikant länger sind.

@article{doi10108010635150802022231,
    author = "Clarke, Julia A. und Middleton, Kevin M.",
    title = "Mosaizismus, Module und die Evolution der Vögel: Ergebnisse aus einem bayesianischen Ansatz zur Untersuchung der morphologischen Evolution unter Verwendung diskreter Merkmalsdaten",
    year = "2008",
    journal = "Systematic Biology",
    abstract = {Die Untersuchung der morphologischen Evolution nach dem inferred Ursprung aktiven Fluges, der homolog zu dem in Aves ist, wurde historisch durch einen Schwerpunkt auf anatomisch disjunkte, mosaikartige Muster des Wandels charakterisiert. Relativ wenige vorherige Studien haben diskrete morphologische Merkmalsdaten in einem phylogenetischen Kontext verwendet, um die morphologische Evolution oder die mosaikartige Evolution insbesondere quantitativ zu untersuchen. Eine solche zuvor eingesetzte Methode, die auf summierten unmissverständlich optimierten Synapomorphien basierte, bildete die Grundlage für die Vorschläge von dissoziierten und sequentiellen "modernisierenden" oder "feinabstimmenden" Anpassungen der Brust- und dann der Beckenlokomotionssysteme nach dem Ursprung des Fluges ("Brust-früh-Becken-spät"-Hypothese). Wir verwenden einen der umfassendsten phylogenetischen Datensätze von basal Vögeln, um Eigenschaften dieser Methode zu untersuchen und die Anwendung eines bayesianischen phylogenetischen Ansatzes zu betrachten. Bayes-Faktoren und statistische Vergleiche von Schätzungen der Astlängen wurden verwendet, um die Unterstützung für ein mosaikartiges Muster des Merkmalswandels und die spezifische Brust-früh-Becken-spät-Hypothese zu bewerten. Partitionen wurden a priori basierend auf anatomischen Subregionen (z. B. Becken, Brust) definiert und basierten auf denen, die unter Verwendung des summierten Synapomorphie-Ansatzes hypothesiert wurden. Wir vergleichen 80 Modelle, die alle das M(k)-Modell für morphologische Daten implementieren, aber in der Anzahl der Partitionen anatomischer Subregionen, den Modellen für die Ratenvariation zwischen Partitionen und zwischen Merkmalen sowie dem Prior für Astlängen variieren. Die statistische Analyse zeigt, dass das Partitionieren von Daten nach anatomischen Subregionen, die unabhängige Schätzung von Astlängen für partitionierte Daten und die Verwendung einer geteilten oder pro Partition gammaförmigen Ratenverteilung zwischen Merkmalen die geschätzten Modellwahrscheinlichkeiten signifikant erhöht. Simulationsstudien zeigen, dass partitionierte Modelle, bei denen Merkmale zufällig zugewiesen werden, signifikant schlechter abschneiden als sowohl das beobachtete Modell als auch das Ein-Partition-Gleichratenmodell, was darauf hindeutet, dass nur das Partitionieren nach anatomischen Subregionen die Modellleistung verbessert. Die Präferenz für Modelle mit Partitionen, die a priori durch anatomische Subregionen definiert sind, ist konsistent mit einem disjunktiven Muster des Merkmalswandels für den untersuchten Datensatz und kann Implikationen für die Parametrisierung von bayesianischen Analysen morphologischer Daten im Allgemeinen haben. Statistische Tests von Unterschieden in den geschätzten Astlängen aus den Brust- und Beckenpartitionen unterstützen die spezifische Brust-früh-Becken-spät-Hypothese, die aus dem summierten Synapomorphie-Ansatz vorgeschlagen wurde, nicht; jedoch deuten die Ergebnisse auf eine begrenzte Unterstützung dafür hin, dass einige Brustastlängen signifikant länger sind, nur früh am/oder nach dem Ursprung des Fluges.},
    url = "https://doi.org/10.1080/10635150802022231",
    doi = "10.1080/10635150802022231",
    openalex = "W2118740788",
    references = "doi1010079780387217062, doi101007bf00160154, doi10108001621459199510476572, doi101080106351501753462876, doi10108010635150490264699, doi10108010635150600755396, doi101093bioinformatics178754, doi101093bioinformaticsbtg180, doi101111j14697580200600534x, doi101242jeb001701, doi102992014590582006371pon20co2, doi105860choice353862, doi105860choice392183, openalexw2994240441, openalexw3217097258"
}

Tiefe evolutionäre Beziehungen zwischen Vögeln waren aufgrund einer vermuteten explosiven Strahlung schwer aufzulösen. Unsere Studie untersuchte etwa 32 Kilobasen aus ausgerichteten nukleären DNA-Sequenzen von 19 unabhängigen Loci für 169 Arten, die alle wichtigen noch existierenden Gruppen repräsentieren, und rekonstruierte eine robuste Phylogenie aus einem genomweiten Signal, das durch mehrere analytische Methoden gestützt wird. Wir dokumentierten gut gestützte, zuvor unerkannte interordinale Beziehungen (wie eine Schwesterbeziehung zwischen Singvögeln und Papageien) und bestätigten zuvor umstrittene Gruppierungen (wie Flamingos und Ruderfüßer). Unsere Schlussfolgerungen stellen die aktuellen Klassifikationen in Frage und verändern unser Verständnis der Merkmalsevolution; beispielsweise entwickelten sich einige tagaktive Vögel aus nachtaktiven Vorfahren. Unsere Ergebnisse bieten eine wertvolle Ressource für phylogenetische und vergleichende Studien an Vögeln.

@article{doi101126science1157704,
    author = "Hackett, Shannon J. und Kimball, Rebecca T. und Reddy, Sushma und Bowie, Rauri C. K. und Braun, Edward L. und Braun, Michael J. und Chojnowski, Jena L. und Cox, W. Andrew und Han, Kin-Lan und Harshman, John und Huddleston, Christopher J. und Marks, Ben D. und Miglia, Kathleen J. und Moore, William S. und Sheldon, Frederick H. und Steadman, David W. und Witt, Christopher C. und Yuri, Tamaki",
    title = "A Phylogenomic Study of Birds Reveals Their Evolutionary History",
    year = "2008",
    journal = "Science",
    abstract = "Tiefe evolutionäre Beziehungen zwischen Vögeln waren aufgrund einer vermuteten explosiven Strahlung schwer aufzulösen. Unsere Studie untersuchte etwa 32 Kilobasen aus ausgerichteten nukleären DNA-Sequenzen von 19 unabhängigen Loci für 169 Arten, die alle wichtigen noch existierenden Gruppen repräsentieren, und rekonstruierte eine robuste Phylogenie aus einem genomweiten Signal, das durch mehrere analytische Methoden gestützt wird. Wir dokumentierten gut gestützte, zuvor unerkannte interordinale Beziehungen (wie eine Schwesterbeziehung zwischen Singvögeln und Papageien) und bestätigten zuvor umstrittene Gruppierungen (wie Flamingos und Ruderfüßer). Unsere Schlussfolgerungen stellen die aktuellen Klassifikationen in Frage und verändern unser Verständnis der Merkmalsevolution; beispielsweise entwickelten sich einige tagaktive Vögel aus nachtaktiven Vorfahren. Unsere Ergebnisse bieten eine wertvolle Ressource für phylogenetische und vergleichende Studien an Vögeln.",
    url = "https://doi.org/10.1126/science.1157704",
    doi = "10.1126/science.1157704",
    openalex = "W2107555182",
    references = "doi101006mpev19980603, doi101038nrg1603, doi101093bioinformaticsbtl446, doi101093sysbio422182, doi101098rsbl20060523, doi101111j109600312003tb00387x, doi101111j10963642200600293x, doi1023072992540, doi102307jctt1xp3v3r, doi105962bhltitle14581, openalexw1569611434"
}

Dieses Kapitel enthält die folgenden Abschnitte: General Overview One-dimensional Momentum Theory and the Betz Limit Ideal Horizontal Axis Wind Turbine with Wake Rotation Airfoils and General Concepts of Aerodynamics Blade Design for Modern Wind Turbines Momentum Theory and Blade Element Theory Blade Shape for Ideal Rotor without Wake Rotation General Rotor Blade Shape Performance Prediction Blade Shape for Optimum Rotor with Wake Rotation Generalized Rotor Design Procedure Simplified HAWT Rotor Performance Calculation Procedure Effect of Drag and Blade Number on Optimum Performance Computational and Aerodynamic Issues in Aerodynamic Design Aerodynamics of Vertical Axis Wind Turbines References

@misc{doi1010029781119994367ch3,
    author = "Manwell, James F. und McGowan, J.G. und Rogers, Anthony",
    title = "Aerodynamik von Windkraftanlagen",
    year = "2009",
    abstract = "Dieses Kapitel enthält die folgenden Abschnitte: General Overview One-dimensional Momentum Theory and the Betz Limit Ideal Horizontal Axis Wind Turbine with Wake Rotation Airfoils and General Concepts of Aerodynamics Blade Design for Modern Wind Turbines Momentum Theory and Blade Element Theory Blade Shape for Ideal Rotor without Wake Rotation General Rotor Blade Shape Performance Prediction Blade Shape for Optimum Rotor with Wake Rotation Generalized Rotor Design Procedure Simplified HAWT Rotor Performance Calculation Procedure Effect of Drag and Blade Number on Optimum Performance Computational and Aerodynamic Issues in Aerodynamic Design Aerodynamics of Vertical Axis Wind Turbines References",
    url = "https://doi.org/10.1002/9781119994367.ch3",
    doi = "10.1002/9781119994367.ch3",
    openalex = "W1945909317",
    references = "doi10100797836429148743, doi101016s0016003243912141, doi10111511626129, doi101146annurevfl25010193000555, doi101201b16587, openalexw1490468707, openalexw1497738216, openalexw1511449892, openalexw2894768479, openalexw569438991"
}

@article{doi101016jpaerosci201001001,
    author = "Shyy, W. und Aono, Hikaru und Chimakurthi, Satish Kumar und Trizila, Patrick Clark und Kang, Chang-Kwon und Cesnik, Carlos E. S. und Liu, Hao",
    title = "Recent progress in flapping wing aerodynamics and aeroelasticity",
    year = "2010",
    journal = "Progress in Aerospace Sciences",
    url = "https://doi.org/10.1016/j.paerosci.2010.01.001",
    doi = "10.1016/j.paerosci.2010.01.001",
    openalex = "W2067909757",
    references = "doi101016jjtbi200806011, doi101016jpaerosci200304001, doi101016jpaerosci200502001, doi101016jpaerosci200607001, doi101017cbo9780511551154, doi101017cbo9780511810329, doi101038384626a0, doi1010631857730, doi1010881748318233034001, doi101098rsif20090200, doi10111513162197, doi101126science28454221954, doi101146annurevfluid37061903175743, doi101242jeb00663, doi101242jeb01262, doi101242jeb1401137, doi101242jeb591169, doi102514152157, doi102514312149, ellington1984the, openalexw639581896"
}

INHALTSVERZEICHNIS Vorwort zur fünften Auflage Teil 1: Grundlegende Prinzipien 1. Aerodynamik: Einige einführende Gedanken 2. Aerodynamik: Einige grundlegende Prinzipien und Gleichungen Teil 2: Reibungsfreie, inkompressible Strömung 3. Grundlagen der reibungsfreien, inkompressiblen Strömung 4. Inkompressible Strömung über Tragflächen 5. Inkompressible Strömung über endliche Tragflächen 6. Dreidimensionale inkompressible Strömung Teil 3: Reibungsfreie, kompressible Strömung 7. Kompressible Strömung: Einige vorläufige Aspekte 8. Normalschockwellen und verwandte Themen 9. Schrägschock- und Expansionswellen 10. Kompressible Strömung durch Düsen, Diffusoren und Windkanäle 11. Unterschall-kompressible Strömung über Tragflächen: Lineare Theorie 12. Linearisierte Überschallströmung 13. Einführung in numerische Techniken für nichtlineare Überschallströmung 14. Elemente der Hyperschallströmung Teil 4: Reibungsvolle Strömung 15. Einführung in die grundlegenden Prinzipien und Gleichungen der reibungsvollen Strömung 16. Ein Sonderfall: Couette-Strömung 17. Einführung in Grenzschichten 18. Laminare Grenzschichten 19. Turbulente Grenzschichten 20. Navier-Stokes-Lösungen: Einige Beispiele Anhang A: Isentrope Strömungseigenschaften Anhang B: Eigenschaften von Normalschockwellen Anhang C: Prandtl-Meyer-Funktion und Mach-Winkel Anhang D: Standardatmosphäre Bibliographie Index

@article{doi102514152157,
    title = "Fundamentals of Aerodynamics",
    year = "2010",
    journal = "AIAA Journal",
    abstract = "INHALTSVERZEICHNIS Vorwort zur fünften Auflage Teil 1: Grundlegende Prinzipien 1. Aerodynamik: Einige einführende Gedanken 2. Aerodynamik: Einige grundlegende Prinzipien und Gleichungen Teil 2: Reibungsfreie, inkompressible Strömung 3. Grundlagen der reibungsfreien, inkompressiblen Strömung 4. Inkompressible Strömung über Tragflächen 5. Inkompressible Strömung über endliche Tragflächen 6. Dreidimensionale inkompressible Strömung Teil 3: Reibungsfreie, kompressible Strömung 7. Kompressible Strömung: Einige vorläufige Aspekte 8. Normalschockwellen und verwandte Themen 9. Schrägschock- und Expansionswellen 10. Kompressible Strömung durch Düsen, Diffusoren und Windkanäle 11. Unterschall-kompressible Strömung über Tragflächen: Lineare Theorie 12. Linearisierte Überschallströmung 13. Einführung in numerische Techniken für nichtlineare Überschallströmung 14. Elemente der Hyperschallströmung Teil 4: Reibungsvolle Strömung 15. Einführung in die grundlegenden Prinzipien und Gleichungen der reibungsvollen Strömung 16. Ein Sonderfall: Couette-Strömung 17. Einführung in Grenzschichten 18. Laminare Grenzschichten 19. Turbulente Grenzschichten 20. Navier-Stokes-Lösungen: Einige Beispiele Anhang A: Isentrope Strömungseigenschaften Anhang B: Eigenschaften von Normalschockwellen Anhang C: Prandtl-Meyer-Funktion und Mach-Winkel Anhang D: Standardatmosphäre Bibliographie Index",
    url = "https://doi.org/10.2514/152157",
    doi = "10.2514/152157",
    openalex = "W1549749298",
    references = "doi1010029781394309290ch3, doi1010160016003251905911, doi101016c20210017727, doi101017cbo9780511607158, doi10106313060977, doi101108eb029323, doi101177095441009721100102, openalexw1591096990, openalexw2997109191"
}

Energieeinsparung und Leistungssteigerung sind weltliche Anliegen, die sowohl der Natur als auch dem Menschen gemeinsam sind. Bei der Tierbewegung verlassen sich fliegende oder schwimmende Tiere auf die Flexibilität ihrer Flügel oder ihres Körpers, um ihre Effizienz passiv zu erhöhen, indem sie einen geeigneten Zyklus des Speicherns und Freigebens elastischer Energie nutzen. Trotz der Konvergenz vieler Beobachtungen, die auf diese Eigenschaft hinweisen, bleiben die zugrunde liegenden Mechanismen unklar, die erklären, wie die elastische Natur der Flügel mit der Antriebsleistung zusammenhängt. Hier verwenden wir ein Experiment mit einem selbstangetriebenen vereinfachten Insektenmodell, das zeigt, wie die Flügelsteifigkeit die Leistung von fliegenden Tieren steuert. Durch die Reduzierung der Beschreibung des Flügelschlags auf ein erzwungenes Oszillatormodell identifizieren wir verschiedene nichtlineare Effekte, die das beobachtete Verhalten erklären können – insbesondere eine Reihe von kubischen Nichtlinearitäten, die aus der eingespannt-freien Balkengleichung stammen, die zum Modellieren des Flügels verwendet wird, und ein quadratischer Dämpfungsterm, der den Fluidwiderstand darstellt, der mit der schnellen Flügelschlagbewegung verbunden ist. Im Gegensatz zu dem, was in der Literatur wiederholt vorgeschlagen wurde, zeigen wir, dass fliegende Tiere ihre Leistung nicht dadurch optimieren, dass sie besonders nach Resonanz suchen, um größere Flügelschlagamplituden mit weniger Aufwand zu erreichen, sondern indem sie die zeitliche Entwicklung der Flügelgestalt (d. h. die Phasendynamik im Oszillatormodell) anpassen, um die Aerodynamik zu optimieren.

@article{doi101073pnas1017910108,
    author = "Ramananarivo, Sophie und Godoy‐Diana, Ramiro und Thiria, Benjamin",
    title = "Nicht Resonanz, sondern Flügelschlagende Flugzeuge nutzen die Aerodynamik zur Leistungssteigerung",
    year = "2011",
    journal = "Proceedings of the National Academy of Sciences",
    abstract = "Energieeinsparung und Leistungssteigerung sind weltliche Anliegen, die sowohl der Natur als auch dem Menschen gemeinsam sind. Bei der Tierbewegung verlassen sich fliegende oder schwimmende Tiere auf die Flexibilität ihrer Flügel oder ihres Körpers, um ihre Effizienz passiv zu erhöhen, indem sie einen geeigneten Zyklus des Speicherns und Freigebens elastischer Energie nutzen. Trotz der Konvergenz vieler Beobachtungen, die auf diese Eigenschaft hinweisen, bleiben die zugrunde liegenden Mechanismen unklar, die erklären, wie die elastische Natur der Flügel mit der Antriebsleistung zusammenhängt. Hier verwenden wir ein Experiment mit einem selbstangetriebenen vereinfachten Insektenmodell, das zeigt, wie die Flügelsteifigkeit die Leistung von fliegenden Tieren steuert. Durch die Reduzierung der Beschreibung des Flügelschlags auf ein erzwungenes Oszillatormodell identifizieren wir verschiedene nichtlineare Effekte, die das beobachtete Verhalten erklären können – insbesondere eine Reihe von kubischen Nichtlinearitäten, die aus der eingespannt-freien Balkengleichung stammen, die zum Modellieren des Flügels verwendet wird, und ein quadratischer Dämpfungsterm, der den Fluidwiderstand darstellt, der mit der schnellen Flügelschlagbewegung verbunden ist. Im Gegensatz zu dem, was in der Literatur wiederholt vorgeschlagen wurde, zeigen wir, dass fliegende Tiere ihre Leistung nicht dadurch optimieren, dass sie besonders nach Resonanz suchen, um größere Flügelschlagamplituden mit weniger Aufwand zu erreichen, sondern indem sie die zeitliche Entwicklung der Flügelgestalt (d. h. die Phasendynamik im Oszillatormodell) anpassen, um die Aerodynamik zu optimieren.",
    url = "https://doi.org/10.1073/pnas.1017910108",
    doi = "10.1073/pnas.1017910108",
    openalex = "W2059069846",
    references = "doi101016jpaerosci200304001, doi101016jpaerosci201001001, doi101017cbo9780511551154, doi101017s0022112097008392, doi101038nature02000, doi10111513153771, doi101126science28454221954, doi101146annurevfluid36050802121940, doi101242jeb200212705, doi1015159780691186344"
}

@article{doi101016jtree201112003,
    author = "Heers, Ashley M. und Dial, Kenneth P.",
    title = "Von lebenden zu ausgestorbenen Arten: Locomotor-Entwicklung und die Evolution des Vogelzugs",
    year = "2012",
    journal = "Trends in Ecology \& Evolution",
    url = "https://doi.org/10.1016/j.tree.2011.12.003",
    doi = "10.1016/j.tree.2011.12.003",
    openalex = "W2135647030",
    references = "doi101007s0011400804883, doi101242jeb001701"
}

Neueste Entdeckungen spektakulärer Dinosaurierfossilien unterstützen überwiegend die Hypothese, dass Vögel von maniraptoranen Theropoden-Dinosauriern abstammen, und zeigen zudem, dass charakteristische Vogelmerkmale wie Federn, Flug, endotherme Physiologie, einzigartige Strategien für Fortpflanzung und Wachstum sowie ein neuartiges Lungenkreislaufsystem unter mesozoischen Landdinosauriern entstanden sind. Der Übergang von bodenlebenden zu flugfähigen Theropoden-Dinosauriern stellt wahrscheinlich jetzt eine der am besten dokumentierten großen evolutionären Übergänge in der Lebensgeschichte dar. Neue Studien in der Entwicklungsbiologie und anderen Disziplinen bieten zusätzliche Einblicke in die Entstehung und Entwicklung von Vogelmerkmalen. Die ikonischen Merkmale heutiger Vögel haben sich größtenteils im Laufe der Archosaur-Evolution schrittweise und stufenweise entwickelt. Neue Daten heben jedoch gelegentliche Ausbrüche morphologischer Neuheiten in bestimmten Stadien hervor, die besonders nahe an der Entstehung der Vögel liegen, sowie eine unvermeidbare komplexe, mosaikartige evolutionäre Verteilung der wichtigsten Vogelmerkmale auf dem Theropoden-Baum. Die Erforschung der Vogelursprünge bietet ein herausragendes Beispiel dafür, wie paläontologische und neontologische Daten interagieren können, um die Komplexität großer Innovationen aufzudecken, zentrale evolutionäre Fragen zu beantworten und neue Forschungsrichtungen zu eröffnen. Ein besseres Verständnis der Vogelursprünge erfordert multifaktorielle und integrative Ansätze, doch Fossilien stellen notwendigerweise den endgültigen Test für jedes evolutionäre Modell dar.

@article{doi101126science1253293,
    author = "Xu, Xing und Zhou, Zhonghe und Dudley, Robert und Mackem, Susan und Chuong, Cheng‐Ming und Erickson, Gregory M. und Varricchio, David J.",
    title = "Ein integrativer Ansatz zum Verständnis der Vogelursprünge",
    year = "2014",
    journal = "Science",
    abstract = "Neueste Entdeckungen spektakulärer Dinosaurierfossilien unterstützen überwiegend die Hypothese, dass Vögel von maniraptoranen Theropoden-Dinosauriern abstammen, und zeigen zudem, dass charakteristische Vogelmerkmale wie Federn, Flug, endotherme Physiologie, einzigartige Strategien für Fortpflanzung und Wachstum sowie ein neuartiges Lungenkreislaufsystem unter mesozoischen Landdinosauriern entstanden sind. Der Übergang von bodenlebenden zu flugfähigen Theropoden-Dinosauriern stellt wahrscheinlich jetzt eine der am besten dokumentierten großen evolutionären Übergänge in der Lebensgeschichte dar. Neue Studien in der Entwicklungsbiologie und anderen Disziplinen bieten zusätzliche Einblicke in die Entstehung und Entwicklung von Vogelmerkmalen. Die ikonischen Merkmale heutiger Vögel haben sich größtenteils im Laufe der Archosaur-Evolution schrittweise und stufenweise entwickelt. Neue Daten heben jedoch gelegentliche Ausbrüche morphologischer Neuheiten in bestimmten Stadien hervor, die besonders nahe an der Entstehung der Vögel liegen, sowie eine unvermeidbare komplexe, mosaikartige evolutionäre Verteilung der wichtigsten Vogelmerkmale auf dem Theropoden-Baum. Die Erforschung der Vogelursprünge bietet ein herausragendes Beispiel dafür, wie paläontologische und neontologische Daten interagieren können, um die Komplexität großer Innovationen aufzudecken, zentrale evolutionäre Fragen zu beantworten und neue Forschungsrichtungen zu eröffnen. Ein besseres Verständnis der Vogelursprünge erfordert multifaktorielle und integrative Ansätze, doch Fossilien stellen notwendigerweise den endgültigen Test für jedes evolutionäre Modell dar.",
    url = "https://doi.org/10.1126/science.1253293",
    doi = "10.1126/science.1253293",
    openalex = "W2033992760",
    references = "doi101002sici1097010x199912152854291aidjez130co29, doi10100797814615698316, doi101016jcub201209052, doi10103831635, doi10103834356, doi10103835086500, doi10103835086558, doi101038368196a0, doi101038378774a0, doi101038385247a0, doi101038387390a0, doi101038415780a, doi101038nature00930, doi101038nature01342, doi101038nature02898, doi101038nature03996, doi101038nature04511, doi101038nature05621, doi101038nature07447, doi101038nature07856, doi101038nature08322, doi101038nature08740, doi101038nature11146, doi101038nature12168, doi101038nature12424, doi101038nature12973, doi101038nature13467, doi101073pnas1203238109, doi10108002724634199910011125, doi101098rsbl20070254, doi101111j10963642200600245x, doi101111j1469185x201100190x, doi101111j155856461996tb04496x, doi101126science1078237, doi101126science1144066, doi101126science1180219, doi101126science1213780, doi101126science1225376, doi101126science1228753, doi101126science1252243, doi101126science1253143, doi101126science28454232137, doi101139e03011, doi1012067481, doi101371journalpone0003303, doi101371journalpone0007390, doi101371journalpone0036790, doi101371journalpone0081917, doi1015468gbdyof, doi105281zenodo16171435, doi105860choice421568, ostrom2019osteology"
}

Dieser Artikel ist der erste Teil einer zweiteiligen Darstellung, die sich mit der Leistung und der dynamischen Stabilität von Vögeln befasst. In diesem Teil wird das aerodynamische Modell vorgestellt, das der gesamten Studie zugrunde liegt. Es nutzt die Einfachheit der Auftriebslinien-Näherung, um die Kräfte und Momente, die auf einen einzelnen Flügel wirken, in geschlossener analytischer Form zu ermitteln. Die Genauigkeit des Modells wird durch den Vergleich mit numerischen Simulationen auf Basis der Wirbelschleppengitter-Methode bestätigt. Die Leistung wird sowohl bei gefesselten (wie an einem Stab in einem Windkanal) als auch bei freien Flügen untersucht. Die Flügeltorsion wird als der Hauptparameter identifiziert, der die Flugleistung beeinflusst – bei hohen Geschwindigkeiten verbessert sie den Wirkungsgrad, die Steigrate und die maximale Niveaugeschwindigkeit; bei niedrigen Geschwindigkeiten ermöglicht sie langsameren Flug. Es wird gezeigt, dass unter den meisten Umständen der Leistungsunterschied zwischen gefesselten und freien Flügen gering ist.

@article{iosilevskii2014forward,
    author = "Iosilevskii, G.",
    title = "Forward flight of birds revisited. Part 1: aerodynamics and performance",
    year = "2014",
    journal = "Royal Society Open Science",
    abstract = "Dieser Artikel ist der erste Teil einer zweiteiligen Darstellung, die sich mit der Leistung und der dynamischen Stabilität von Vögeln befasst. In diesem Teil wird das aerodynamische Modell vorgestellt, das der gesamten Studie zugrunde liegt. Es nutzt die Einfachheit der Auftriebslinien-Näherung, um die Kräfte und Momente, die auf einen einzelnen Flügel wirken, in geschlossener analytischer Form zu ermitteln. Die Genauigkeit des Modells wird durch den Vergleich mit numerischen Simulationen auf Basis der Wirbelschleppengitter-Methode bestätigt. Die Leistung wird sowohl bei gefesselten (wie an einem Stab in einem Windkanal) als auch bei freien Flügen untersucht. Die Flügeltorsion wird als der Hauptparameter identifiziert, der die Flugleistung beeinflusst – bei hohen Geschwindigkeiten verbessert sie den Wirkungsgrad, die Steigrate und die maximale Niveaugeschwindigkeit; bei niedrigen Geschwindigkeiten ermöglicht sie langsameren Flug. Es wird gezeigt, dass unter den meisten Umständen der Leistungsunterschied zwischen gefesselten und freien Flügen gering ist.",
    url = "https://doi.org/10.1098/rsos.140248",
    doi = "10.1098/rsos.140248",
    number = "2",
    openalex = "W2161665704",
    volume = "1",
    references = "doi1010160017931077900217, doi101017cbo9780511800955, doi101017cbo9780511810329, doi101017s0022112079000410, doi101038206226b0, doi101242jeb1992263, doi101242jeb19971613, doi101242jeb493527, doi102514313250, openalexw1587367332"
}

@article{doi101038nature15697,
    author = "Prum, Richard O. und Berv, Jacob S. und Dornburg, Alex und Field, Daniel J. und Townsend, Jeffrey P. und Lemmon, Emily Moriarty und Lemmon, Alan R.",
    title = "Eine umfassende Phylogenie der Vögel (Aves) unter Verwendung gezielter Next-Generation-DNA-Sequenzierung",
    year = "2015",
    journal = "Nature",
    url = "https://doi.org/10.1038/nature15697",
    doi = "10.1038/nature15697",
    openalex = "W1887892324",
    references = "doi101038nature11631, doi101073pnas0401892101, doi101073pnas1110395108, doi101093bioinformaticsbtq706, doi101093bioinformaticsbtu033, doi101093molbevmsl150, doi101093molbevmss020, doi101093molbevmss075, doi101093molbevmst010, doi101093sysbiosyr107, doi101098rspb20120683, doi101126science1157704, doi101126science1253451, doi101126science1257570, doi1012060003009020042860001mptaso20co2, doi101371journalpbio0040088"
}

Die Geometrie der Federvorstecke (Vorsteckenlänge und Vorsteckenwinkel) bestimmt die Asymmetrie und Steifigkeit der Federfahne, die beide für die aerodynamische Leistung einer Feder entscheidend sind. Hier beschreiben wir die Beziehung zwischen der Geometrie der Federvorstecke und der aerodynamischen Funktion über die evolutionäre Geschichte asymmetrischer Flugefedern hinweg, von mesozoischen Taxa außerhalb der modernen Vogelvielfalt (Microraptor, Archaeopteryx, Sapeornis, Confuciusornis und dem enantiornithinen Eopengornis) bis hin zu einer umfangreichen Stichprobe moderner Vögel. Im Gegensatz zu früheren Annahmen finden wir, dass der Vorsteckenwinkel nicht mit der Fahnenbreitenasymmetrie zusammenhängt; stattdessen variiert der Vorsteckenwinkel mit der Fahnenfunktion, während die Variation der Vorsteckenlänge die Fahnenasymmetrie bestimmt. Wir zeigen, dass die Geometrie der Federvorstecke zwischen funktional unterschiedlichen Abschnitten der Flugefederfahnen signifikant variiert und dass die schneidende vordere Fahne einen distincten Bereich des Morphoraums einnimmt, der durch kleine Vorsteckenwinkel gekennzeichnet ist. Diese Morphologie der schneidenden vorderen Fahne ist ubiquitär in einer phylogenetisch und funktionell vielfältigen Stichprobe moderner Vögel und mesozoischer Stammvögel und offenbart eine grundlegende aerodynamische Anpassung, die seit dem späten Jura erhalten geblieben ist. Allerdings ist die Geometrie der Federvorstecke der hinteren Fahne bei mesozoischen Taxa, die basal zu Ornithurae und Enantiornithes liegen, deutlich anders als bei modernen Vögeln. Sowohl bei modernen Vögeln als auch bei Enantiornithinen haben die hinteren Fahnen größere Vorsteckenwinkel als bei vergleichsweise basal liegenden Taxa wie Archaeopteryx, die kleine Winkel der Federvorstecke der hinteren Fahne aufweisen. Diese Entdeckung offenbart einen zuvor unerkannten evolutionären Übergang in der Morphologie der Flugefedern, der wichtige Implikationen für die Flugfähigkeit früher gefiederter Theropoden wie Archaeopteryx und Microraptor hat. Unsere Ergebnisse deuten darauf hin, dass die vollständig moderne Vogel Flugefeder und möglicherweise eine moderne Fähigkeit zur aktiven Flugfähigkeit sich kranial zu Confuciusornis entwickelt haben, lange nach dem Ursprung asymmetrischer Flugefedern und viel später als zuvor anerkannt.

@article{doi101098rspb20142864,
    author = "Feo, Teresa J. und Field, Daniel J. und Prum, Richard O.",
    title = "Die Geometrie der Federvorstecke asymmetrischer Federn offenbart eine Übergangsform in der Evolution der Vogel Flugfähigkeit",
    year = "2015",
    journal = "Proceedings of the Royal Society B Biological Sciences",
    abstract = "Die Geometrie der Federvorstecke (Vorsteckenlänge und Vorsteckenwinkel) bestimmt die Asymmetrie und Steifigkeit der Federfahne, die beide für die aerodynamische Leistung einer Feder entscheidend sind. Hier beschreiben wir die Beziehung zwischen der Geometrie der Federvorstecke und der aerodynamischen Funktion über die evolutionäre Geschichte asymmetrischer Flugefedern hinweg, von mesozoischen Taxa außerhalb der modernen Vogelvielfalt (Microraptor, Archaeopteryx, Sapeornis, Confuciusornis und dem enantiornithinen Eopengornis) bis hin zu einer umfangreichen Stichprobe moderner Vögel. Im Gegensatz zu früheren Annahmen finden wir, dass der Vorsteckenwinkel nicht mit der Fahnenbreitenasymmetrie zusammenhängt; stattdessen variiert der Vorsteckenwinkel mit der Fahnenfunktion, während die Variation der Vorsteckenlänge die Fahnenasymmetrie bestimmt. Wir zeigen, dass die Geometrie der Federvorstecke zwischen funktional unterschiedlichen Abschnitten der Flugefederfahnen signifikant variiert und dass die schneidende vordere Fahne einen distincten Bereich des Morphoraums einnimmt, der durch kleine Vorsteckenwinkel gekennzeichnet ist. Diese Morphologie der schneidenden vorderen Fahne ist ubiquitär in einer phylogenetisch und funktionell vielfältigen Stichprobe moderner Vögel und mesozoischer Stammvögel und offenbart eine grundlegende aerodynamische Anpassung, die seit dem späten Jura erhalten geblieben ist. Allerdings ist die Geometrie der Federvorstecke der hinteren Fahne bei mesozoischen Taxa, die basal zu Ornithurae und Enantiornithes liegen, deutlich anders als bei modernen Vögeln. Sowohl bei modernen Vögeln als auch bei Enantiornithinen haben die hinteren Fahnen größere Vorsteckenwinkel als bei vergleichsweise basal liegenden Taxa wie Archaeopteryx, die kleine Winkel der Federvorstecke der hinteren Fahne aufweisen. Diese Entdeckung offenbart einen zuvor unerkannten evolutionären Übergang in der Morphologie der Flugefedern, der wichtige Implikationen für die Flugfähigkeit früher gefiederter Theropoden wie Archaeopteryx und Microraptor hat. Unsere Ergebnisse deuten darauf hin, dass die vollständig moderne Vogel Flugefeder und möglicherweise eine moderne Fähigkeit zur aktiven Flugfähigkeit sich kranial zu Confuciusornis entwickelt haben, lange nach dem Ursprung asymmetrischer Flugefedern und viel später als zuvor anerkannt.",
    url = "https://doi.org/10.1098/rspb.2014.2864",
    doi = "10.1098/rspb.2014.2864",
    openalex = "W1986640165",
    references = "doi101038nature13467, doi101371journalpone0082000, doi101666040141"
}

Der Flug von Vögeln ist eine bemerkenswerte Anpassung, die es den etwa 10 000 existierenden Arten ermöglicht hat, alle terrestrischen Lebensräume auf der Erde zu besiedeln, einschließlich hoher Lagen, polaren Regionen, entfernter Inseln, arider Wüsten und vieler anderer. Vögel zeigen zahlreiche physiologische und biomechanische Anpassungen für den Flug. Obwohl der Vogelflug oft auf der Ebene der Aerodynamik, Morphologie, Kinetik des Flügelschlags, Muskelaktivität oder sensorischer Führung unabhängig untersucht wird, sind diese Systeme in der Realität natürlich integriert. Es gibt eine Fülle neuer Studien zu diesen mechanistischen Aspekten der Vogelbiologie, aber vergleichsweise weniger aktuelle Arbeiten zur physiologischen Ökologie des Vogelzugs. Hier überblicken wir Forschung an der Schnittstelle der Systeme, die für die Flugsteuerung verwendet werden, und diskutieren mehrere gemeinsame Themen. Die Modulation aerodynamischer Kräfte, um auf verschiedene Herausforderungen zu reagieren, wird durch drei primäre Mechanismen angetrieben: Flügelschnelligkeit um die Schulter, Form innerhalb des Flügels und Anstellwinkel. Für fliegende Vögel synthetisiert die Unterscheidung zwischen Geschwindigkeits- und Formmodulation diverse Studien in Morphologie, Flügelschlag und motorischer Steuerung. Kürzlich entwickelte Werkzeuge zur Untersuchung des Vogelzugs beeinflussen mehrere Bereiche der Forschung, insbesondere die Rolle der Sensorsysteme in der Flugsteuerung. Wie sensorische Informationen in das motorische Kommando im Vogelhirn umgewandelt werden, bleibt jedoch eine weitgehend unerforschte Grenze.

@article{doi101139cjz20150103,
    author = "Altshuler, Douglas L. and Bahlman, Joseph W. and Dakin, Roslyn and Gaede, Andrea H. and Goller, Benjamin and Lentink, David and Segre, Paolo S. and Skandalis, Dimitri A.",
    title = "The biophysics of bird flight: functional relationships integrate aerodynamics, morphology, kinematics, muscles, and sensors",
    year = "2015",
    journal = "Canadian Journal of Zoology",
    abstract = "Bird flight is a remarkable adaptation that has allowed the approximately 10 000 extant species to colonize all terrestrial habitats on earth including high elevations, polar regions, distant islands, arid deserts, and many others. Birds exhibit numerous physiological and biomechanical adaptations for flight. Although bird flight is often studied at the level of aerodynamics, morphology, wingbeat kinematics, muscle activity, or sensory guidance independently, in reality these systems are naturally integrated. There has been an abundance of new studies in these mechanistic aspects of avian biology but comparatively less recent work on the physiological ecology of avian flight. Here we review research at the interface of the systems used in flight control and discuss several common themes. Modulation of aerodynamic forces to respond to different challenges is driven by three primary mechanisms: wing velocity about the shoulder, shape within the wing, and angle of attack. For birds that flap, the distinction between velocity and shape modulation synthesizes diverse studies in morphology, wing motion, and motor control. Recently developed tools for studying bird flight are influencing multiple areas of investigation, and in particular the role of sensory systems in flight control. How sensory information is transformed into motor commands in the avian brain remains, however, a largely unexplored frontier.",
    url = "https://doi.org/10.1139/cjz-2015-0103",
    doi = "10.1139/cjz-2015-0103",
    openalex = "W1925405177",
    references = "doi101001archopht195201700030123016, doi101007s1033600702136, doi101007s1231101103319, doi101016b9780122494055500094, doi101038293293a0, doi101038384626a0, doi1010881748318233034001, doi101126science176403062, doi101126science27553031113, doi101126science28454221954, doi101242jeb591169"
}

Aerodynamik von Windkraftanlagen ist der etablierte Standardtext für grundlegende Lösungen zur effizienten Konstruktion von Windkraftanlagen. In der nun vorliegenden dritten Auflage wurde das Werk im Hinblick auf Strukturdynamik und Regelung erheblich aktualisiert. Das neue Kapitel zur Regelung enthält detaillierte Informationen darüber, wie ein klassischer Pitch- und Drehmomentregler zur Steuerung der Drehzahl und Leistung ausgelegt wird, während der Abschnitt zur Strukturdynamik um ein vereinfachtes mechanisches System erweitert wurde, das die Phänomene der Vorwärts- und Rückwärtsdrehmoden erklärt. Die Leser werden zudem von einem neuen Kapitel über vertikale Achsen-Windkraftanlagen profitieren.

@book{doi1043249781315769981,
    author = "Hansen, Martin Otto Lavér",
    title = "Aerodynamik von Windkraftanlagen",
    year = "2015",
    abstract = "Aerodynamik von Windkraftanlagen ist der etablierte Standardtext für grundlegende Lösungen zur effizienten Konstruktion von Windkraftanlagen. In der nun vorliegenden dritten Auflage wurde das Werk im Hinblick auf Strukturdynamik und Regelung erheblich aktualisiert. Das neue Kapitel zur Regelung enthält detaillierte Informationen darüber, wie ein klassischer Pitch- und Drehmomentregler zur Steuerung der Drehzahl und Leistung ausgelegt wird, während der Abschnitt zur Strukturdynamik um ein vereinfachtes mechanisches System erweitert wurde, das die Phänomene der Vorwärts- und Rückwärtsdrehmoden erklärt. Die Leser werden zudem von einem neuen Kapitel über vertikale Achsen-Windkraftanlagen profitieren.",
    url = "https://doi.org/10.4324/9781315769981",
    doi = "10.4324/9781315769981",
    openalex = "W219929715"
}

@article{doi101038nature19417,
    author = "Prum, Richard O. und Berv, Jacob S. und Dornburg, Alex und Field, Daniel J. und Townsend, Jeffrey P. und Lemmon, Emily Moriarty und Lemmon, Alan R.",
    title = "Eine umfassende Phylogenie der Vögel (Aves) unter Verwendung von zielgerichteter Next-Generation-DNA-Sequenzierung",
    year = "2016",
    journal = "Nature",
    url = "https://doi.org/10.1038/nature19417",
    doi = "10.1038/nature19417",
    openalex = "W4231969088",
    references = "doi105860choice405235"
}

Im letzten Jahrzehnt hat sich ein fundiertes Verständnis dafür entwickelt, wie Fruchtfliegen schweben, und die jüngeren Arbeiten konzentrieren sich auf die aerodynamischen, biomechanischen und neurobiologischen Mechanismen, die es ihnen ermöglichen, Manöver auszuführen und Störungen zu widerstehen. In diesem Überblick beschreiben wir, wie Fliegen die Flügelschläge manipulieren, um ihre Körperbewegung während aktiver Manöver zu steuern, und wie diese Aktionen durch sensorisches Feedback reguliert werden. Wir diskutieren auch, wie die Anwendung der Regelungstheorie neue Einblicke in die Logik und Struktur der Schaltungen liefert, die die Flugstabilität zugrunde liegen. Dieser Artikel ist Teil des thematischen Hefts 'Bewegen in einem bewegten Medium: neue Perspektiven auf den Flug'.

@article{doi101098rstb20150388,
    author = "Dickinson, Michael H. und Muijres, Florian T.",
    title = "Die Aerodynamik und Steuerung freier Flugmanöver bei Drosophila",
    year = "2016",
    journal = "Philosophical Transactions of the Royal Society B Biological Sciences",
    abstract = "Im letzten Jahrzehnt hat sich ein fundiertes Verständnis dafür entwickelt, wie Fruchtfliegen schweben, und die jüngeren Arbeiten konzentrieren sich auf die aerodynamischen, biomechanischen und neurobiologischen Mechanismen, die es ihnen ermöglichen, Manöver auszuführen und Störungen zu widerstehen. In diesem Überblick beschreiben wir, wie Fliegen die Flügelschläge manipulieren, um ihre Körperbewegung während aktiver Manöver zu steuern, und wie diese Aktionen durch sensorisches Feedback reguliert werden. Wir diskutieren auch, wie die Anwendung der Regelungstheorie neue Einblicke in die Logik und Struktur der Schaltungen liefert, die die Flugstabilität zugrunde liegen. Dieser Artikel ist Teil des thematischen Hefts 'Bewegen in einem bewegten Medium: neue Perspektiven auf den Flug'.",
    url = "https://doi.org/10.1098/rstb.2015.0388",
    doi = "10.1098/rstb.2015.0388",
    openalex = "W2507672249",
    references = "doi101007bf00622503, doi101038384626a0, doi101038nbt3439, doi101093oso97801950623970010001, doi101098rstb19840051, doi101103physrevlett104148101, doi101126science1258096, doi101126science28454221954, doi101126science2885463100, doi105860choice320998, doi105860choice462107"
}

Über eine Million Insekten und etwa 11.000 Wirbeltiere nutzen flatternde Flügel zum Fliegen. Allerdings wurde der Flügelschlag nur bei wenigen dieser Arten untersucht, sodass viele Herausforderungen bestehen, um diese Form der Fortbewegung zu verstehen. Für den Insektenflug wurden fünf wesentliche aerodynamische Mechanismen identifiziert. Darunter ist der Vorderkantenwirbel, der eine konvergente Lösung darstellt, um ein Strömungsabrutschen bei Insekten, Fledermäusen und Vögeln zu vermeiden. Die Rollen der anderen Mechanismen – Zusatzmasse, Klatschen und Schlagen, Rotationszirkulation und Flügel-Schweif-Wechselwirkungen – wurden im Kontext des Wirbeltierflugs noch nicht gründlich untersucht. Weitere Herausforderungen für das Verständnis von Fledermaus- und Vogelflug ergeben sich aus den komplexen, dynamischen Flügelmorphologien dieser Arten sowie aus der turbulenteren Luftströmung, die ihre Flügel erzeugen, verglichen mit der bei Insektenflügen beobachteten. Dennoch regeln drei dimensionslose Zahlen, die wesentliche Strömungs-, morphologische und kinematische Parameter kombinieren – die Reynolds-Zahl, die Rossby-Zahl und das Vorschubverhältnis – die Flügelschlag-Aerodynamik sowohl bei Insekten als auch bei Wirbeltieren. Diese Zahlen können daher verwendet werden, um ein integratives Rahmenwerk zur Untersuchung und zum Vergleich des tierischen Flügelschlags zu organisieren. Hier bieten wir eine Landkarte zur Entwicklung eines solchen Rahmens an und heben die aerodynamischen Mechanismen hervor, die noch quantifiziert und zwischen den Arten verglichen werden müssen. Schließlich wird es auch wesentlich sein, komplexe Flugmanöver, Umwelteinflüsse und Entwicklungsstadien in dieses Rahmenwerk einzubeziehen, um unser Verständnis der Biomechanik, der Bewegungsökologie und der Evolution des tierischen Flugs voranzutreiben.

@article{doi101242jeb042317,
    author = "Chin, Diana D. and Lentink, David",
    title = "Flapping wing aerodynamics: from insects to vertebrates",
    year = "2016",
    journal = "Journal of Experimental Biology",
    abstract = "More than a million insects and approximately 11,000 vertebrates utilize flapping wings to fly. However, flapping flight has only been studied in a few of these species, so many challenges remain in understanding this form of locomotion. Five key aerodynamic mechanisms have been identified for insect flight. Among these is the leading edge vortex, which is a convergent solution to avoid stall for insects, bats and birds. The roles of the other mechanisms - added mass, clap and fling, rotational circulation and wing-wake interactions - have not yet been thoroughly studied in the context of vertebrate flight. Further challenges to understanding bat and bird flight are posed by the complex, dynamic wing morphologies of these species and the more turbulent airflow generated by their wings compared with that observed during insect flight. Nevertheless, three dimensionless numbers that combine key flow, morphological and kinematic parameters - the Reynolds number, Rossby number and advance ratio - govern flapping wing aerodynamics for both insects and vertebrates. These numbers can thus be used to organize an integrative framework for studying and comparing animal flapping flight. Here, we provide a roadmap for developing such a framework, highlighting the aerodynamic mechanisms that remain to be quantified and compared across species. Ultimately, incorporating complex flight maneuvers, environmental effects and developmental stages into this framework will also be essential to advancing our understanding of the biomechanics, movement ecology and evolution of animal flight.",
    url = "https://doi.org/10.1242/jeb.042317",
    doi = "10.1242/jeb.042317",
    openalex = "W2335421812",
    references = "doi10100797814615678751, doi101098rsif20090200, doi101111evo12681, doi101242jeb00663"
}

Mit unserem Ansatz aus ersten Prinzipien finden wir, dass Fortbewegungsverhalten im Bereich des „fasten Fliegens" am empfindlichsten auf die Flügeloberfläche reagiert, und dass Selektionsregime, die nicht mit der Fortbewegung zusammenhängen, die Flügeloberfläche wahrscheinlich weit vor der Möglichkeit von WAIR und ähnlichem Verhalten bei abgeleiteten Vögeln vergrößert haben. Diese Ergebnisse deuten darauf hin, dass Untersuchungen der Treiber für die Vergrößerung der Flügel und die Verlängerung der Federn bei Theropoden nicht zwangsläufig mit Fortbewegungsanpassungen verknüpft sein müssen, und diese Trennung ist entscheidend für unser Verständnis des Ursprungs des motorisierten Flugs und der Vogel-Evolution.

@article{doi107717peerj2159,
    author = "Dececchi, T. Alexander und Larsson, Hans C. E. und Habib, Michael",
    title = "The wings before the bird: eine Bewertung von Flügelschlag-basierten Fortbewegungshypothesen bei Vorfahren von Vögeln",
    year = "2016",
    journal = "PeerJ",
    abstract = {Mit unserem Ansatz aus ersten Prinzipien finden wir, dass Fortbewegungsverhalten im Bereich des „fasten Fliegens" am empfindlichsten auf die Flügeloberfläche reagiert, und dass Selektionsregime, die nicht mit der Fortbewegung zusammenhängen, die Flügeloberfläche wahrscheinlich weit vor der Möglichkeit von WAIR und ähnlichem Verhalten bei abgeleiteten Vögeln vergrößert haben. Diese Ergebnisse deuten darauf hin, dass Untersuchungen der Treiber für die Vergrößerung der Flügel und die Verlängerung der Federn bei Theropoden nicht zwangsläufig mit Fortbewegungsanpassungen verknüpft sein müssen, und diese Trennung ist entscheidend für unser Verständnis des Ursprungs des motorisierten Flugs und der Vogel-Evolution.},
    url = "https://doi.org/10.7717/peerj.2159",
    doi = "10.7717/peerj.2159",
    openalex = "W2273958615",
    references = "crossref2007basic, doi101016jcub201209052, doi101016s1875306x08x00024, doi101038114085a0, doi10103831635, doi10103835047056, doi101038nature01342, doi101038nature11631, doi101093aesa9351195f, doi101111j146979981991tb04794x, doi101126science1225376, doi101242jeb001701, doi101242jeb1301235, doi101371journalpone0028964, doi101371journalpone0121476, doi1017161paleo180818764, iosilevskii2014forward, openalexw2240950819"
}

Der Flug ist das definierende Merkmal von Vögeln, doch die Mechanismen, durch die die Flugfähigkeit entwickelt wird, werden erst langsam verstanden. Flügelunterstütztes Steilhanglaufen (WAIR) und kontrolliertes Flügelschlagabstürzen (CFD) sind Verhaltensweisen, die sich für sich entwickelnde Vögel möglicherweise erhebliche adaptive Vorteile verschaffen. Die jüngste Forschung zu diesen Fortbewegungsformen hat sich auf Arten mit precocialem Entwicklungsstadium konzentriert, wobei besonders reiche Datensätze vom Chukarfasan (Alectoris chukar) vorliegen. Hier geben wir kurz einen Überblick über die Kinematik und Aerodynamik der Flugentwicklung bei dieser Art. Anschließend präsentieren wir neuartige Messungen zur Entwicklung des kontraktilen Verhaltens des Pectoralis-Muskels während des ontogenetischen Übergangs hin zum motorisierten Flug. Um diese neuen empirischen Daten zu erhalten, verwendeten wir indwelling Elektromyographie (EMG) und Sonomicrometrie und testeten WAIR und CFD bei sieben Altersklassen von Chukar (n = 2-4 Vögel pro Alter) vom 5. Tag nach dem Schlüpfen (dph) bis zum Erwachsenenalter (300+ dph). Für jede Altersklasse maßen wir die Muskelaktivität während der maximalen Leistung, die bei Vögeln am 5. dph WAIR bei 65°, bei Vögeln am 9. dph CFD, bei Vögeln am 14. dph WAIR bei 80°, bei Vögeln am 25.-61. dph Niveauflug und bei Erwachsenen aufsteigender Flug war. Wir maßen zudem die Muskelaktivität während der submaximalen Leistung bei allen Altersklassen. Fliegende Chukar-Küken nutzen in den ersten 8 Tagen eine nahezu kontinuierliche Aktivierung ihres Pectoralis bei relativ niedrigen Elektromyographie-Amplituden und entwickeln bis zum 12. Tag stereotypische Aktivierungsimpulse mit höherer Amplitude. Der Pectoralis erfährt mit zunehmendem Alter bei höheren Dehnungsraten eine zunehmende Dehnung, und die Längstrajektorie wird asymmetrischer mit größerer Variation der kontraktilen Geschwindigkeit innerhalb der Verkürzungsphase einzelner Kontraktionen. Bei 20-25 Tagen (12-15% der Erwachsenemasse des Chukarfasans) nähert sich die Pectoralis-Aktivität und die Fortbewegungsleistung jener der Erwachsenen, obwohl die Dehnungsrate eine vorübergehende Abnahme bei 61 dph aufweist, gleichzeitig mit der Nutzung neu ersetztter Primärfedern. Um besser zu verstehen, wie diese Muster mit der Evolution der Lebensgeschichte-Strategie und Fortbewegung zusammenhängen, ermutigen wir zukünftige Bemühungen, diese Verhaltensweisen bei altricialen und semi-altricialen Vogelarten zu erforschen.

@article{doi101093icbicx050,
    author = "Tobalske, Bret W und Jackson, Brandon E und Dial, Kenneth P",
    title = "Ontogeny of Flight Capacity and Pectoralis Function in a Precocial Ground Bird (Alectoris chukar).",
    year = "2017",
    journal = "Integrative and comparative biology",
    abstract = "Der Flug ist das definierende Merkmal von Vögeln, doch die Mechanismen, durch die die Flugfähigkeit entwickelt wird, werden erst langsam verstanden. Flügelunterstütztes Steilhanglaufen (WAIR) und kontrolliertes Flügelschlagabstürzen (CFD) sind Verhaltensweisen, die sich für sich entwickelnde Vögel möglicherweise erhebliche adaptive Vorteile verschaffen. Die jüngste Forschung zu diesen Fortbewegungsformen hat sich auf Arten mit precocialem Entwicklungsstadium konzentriert, wobei besonders reiche Datensätze vom Chukarfasan (Alectoris chukar) vorliegen. Hier geben wir kurz einen Überblick über die Kinematik und Aerodynamik der Flugentwicklung bei dieser Art. Anschließend präsentieren wir neuartige Messungen zur Entwicklung des kontraktilen Verhaltens des Pectoralis-Muskels während des ontogenetischen Übergangs hin zum motorisierten Flug. Um diese neuen empirischen Daten zu erhalten, verwendeten wir indwelling Elektromyographie (EMG) und Sonomicrometrie und testeten WAIR und CFD bei sieben Altersklassen von Chukar (n = 2-4 Vögel pro Alter) vom 5. Tag nach dem Schlüpfen (dph) bis zum Erwachsenenalter (300+ dph). Für jede Altersklasse maßen wir die Muskelaktivität während der maximalen Leistung, die bei Vögeln am 5. dph WAIR bei 65°, bei Vögeln am 9. dph CFD, bei Vögeln am 14. dph WAIR bei 80°, bei Vögeln am 25.-61. dph Niveauflug und bei Erwachsenen aufsteigender Flug war. Wir maßen zudem die Muskelaktivität während der submaximalen Leistung bei allen Altersklassen. Fliegende Chukar-Küken nutzen in den ersten 8 Tagen eine nahezu kontinuierliche Aktivierung ihres Pectoralis bei relativ niedrigen Elektromyographie-Amplituden und entwickeln bis zum 12. Tag stereotypische Aktivierungsimpulse mit höherer Amplitude. Der Pectoralis erfährt mit zunehmendem Alter bei höheren Dehnungsraten eine zunehmende Dehnung, und die Längstrajektorie wird asymmetrischer mit größerer Variation der kontraktilen Geschwindigkeit innerhalb der Verkürzungsphase einzelner Kontraktionen. Bei 20-25 Tagen (12-15\% der Erwachsenemasse des Chukarfasans) nähert sich die Pectoralis-Aktivität und die Fortbewegungsleistung jener der Erwachsenen, obwohl die Dehnungsrate eine vorübergehende Abnahme bei 61 dph aufweist, gleichzeitig mit der Nutzung neu ersetztter Primärfedern. Um besser zu verstehen, wie diese Muster mit der Evolution der Lebensgeschichte-Strategie und Fortbewegung zusammenhängen, ermutigen wir zukünftige Bemühungen, diese Verhaltensweisen bei altricialen und semi-altricialen Vogelarten zu erforschen.",
    url = "https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/28662566/",
    doi = "10.1093/icb/icx050",
    openalex = "W2732594263",
    pmid = "28662566",
    references = "doi101038164820b0, doi101038nature01284, doi101073pnas882210357, doi101086498196, doi101086physzool67430163866, doi101111j155856461996tb04496x, doi101126science1078237, doi101126scienceaad1173, doi101242jeb204152717, doi1023071445582"
}

Die Nutzung von Flugstrategien, die über Millionen von Jahren der Evolution verfeinert wurden, kann dazu beitragen, die Entwicklung effizienterer, wendigere und robusterer fliegender Roboter zu beschleunigen. Diese Übersicht fasst jüngste Fortschritte zusammen und hebt verbleibende Lücken in unserem Verständnis hervor, wie Anpassungen von Vogel- und Fledermausflügeln effektiven Flug ermöglichen. In diese Diskussion ist eine Bewertung enthalten, inwieweit aktuelle robotische Analogien ihren biologischen Inspirationsquellen standhalten. Studien an Wirbeltierflügeln haben Skelettsysteme enthüllt, die gut geeignet sind, die während des Flugs erforderlichen Lasten zu ertragen, aber die Mechanismen, die koordinierte Bewegungen zwischen Knochen und verbundenen Integumenten antreiben, bleiben unzureichend beschrieben. Ebenso haben sich Wirbeltierflugmuskeln an eine erhöhte Flügelbelastung angepasst, doch ein Mangel an in vivo-Studien begrenzt unser Verständnis spezifischer Muskel Funktionen. Vordergliedmaßenanpassungen weichen auf der Ebene des Integuments voneinander ab, aber sowohl Vogelfedern als auch Fledermausmembranen ergeben aerodynamische Oberflächen mit einem Robustheitsgrad, der von konstruierten Flügeln unübertroffen wird. Diese morphologischen Anpassungen ermöglichen eine vielfältige Palette von Kinetiken, die auf unterschiedliche Fluggeschwindigkeiten und Manöver abgestimmt sind. Durch die Integration von Wirbeltierflug-Spezialisierungen – insbesondere jener, die eine größere Robustheit und Anpassungsfähigkeit ermöglichen – in die Gestaltung und Steuerung robotischer Flügel können Ingenieure beginnen, die derzeit bestehende weite Lücke zwischen fliegenden Robotern und Wirbeltieren zu verengen. Umgekehrt können diese robotischen Flügel Biologen dabei helfen, Experimente zu erstellen, die in vivo unmöglich wären.

@article{doi101098rsif20170240,
    author = "Chin, Diana D und Matloff, Laura Y und Stowers, Amanda Kay und Tucci, Emily R und Lentink, David",
    title = "Inspiration für Flügelgestaltung: Wie die Spezialisierung der Vordergliedmaßen aktiven Flug bei modernen Wirbeltieren ermöglicht.",
    year = "2017",
    journal = "Journal of the Royal Society, Interface",
    abstract = "Die Nutzung von Flugstrategien, die über Millionen von Jahren der Evolution verfeinert wurden, kann dazu beitragen, die Entwicklung effizienterer, wendigere und robusterer fliegender Roboter zu beschleunigen. Diese Übersicht fasst jüngste Fortschritte zusammen und hebt verbleibende Lücken in unserem Verständnis hervor, wie Anpassungen von Vogel- und Fledermausflügeln effektiven Flug ermöglichen. In diese Diskussion ist eine Bewertung enthalten, inwieweit aktuelle robotische Analogien ihren biologischen Inspirationsquellen standhalten. Studien an Wirbeltierflügeln haben Skelettsysteme enthüllt, die gut geeignet sind, die während des Flugs erforderlichen Lasten zu ertragen, aber die Mechanismen, die koordinierte Bewegungen zwischen Knochen und verbundenen Integumenten antreiben, bleiben unzureichend beschrieben. Ebenso haben sich Wirbeltierflugmuskeln an eine erhöhte Flügelbelastung angepasst, doch ein Mangel an in vivo-Studien begrenzt unser Verständnis spezifischer Muskel Funktionen. Vordergliedmaßenanpassungen weichen auf der Ebene des Integuments voneinander ab, aber sowohl Vogelfedern als auch Fledermausmembranen ergeben aerodynamische Oberflächen mit einem Robustheitsgrad, der von konstruierten Flügeln unübertroffen wird. Diese morphologischen Anpassungen ermöglichen eine vielfältige Palette von Kinetiken, die auf unterschiedliche Fluggeschwindigkeiten und Manöver abgestimmt sind. Durch die Integration von Wirbeltierflug-Spezialisierungen – insbesondere jener, die eine größere Robustheit und Anpassungsfähigkeit ermöglichen – in die Gestaltung und Steuerung robotischer Flügel können Ingenieure beginnen, die derzeit bestehende weite Lücke zwischen fliegenden Robotern und Wirbeltieren zu verengen. Umgekehrt können diese robotischen Flügel Biologen dabei helfen, Experimente zu erstellen, die in vivo unmöglich wären.",
    url = "https://pmc.ncbi.nlm.nih.gov/articles/PMC5493806/",
    doi = "10.1098/rsif.2017.0240",
    openalex = "W2622111754",
    pmcid = "PMC5493806",
    pmid = "28592663",
    references = "doi1010079783642838484, doi1010160021929088900061, doi1010160268003395000682, doi101038nature02000, doi101098rsif20150357, doi101098rspb19380050, doi101109tro2008916997, doi101126science2885463100, doi101126scienceaaa2397, doi101139cjz20150103, doi101159000109964, doi101242jeb059865, doi101371journalpbio1002074, openalexw2103608534"
}

Flatterflug ist die leistungsintensivste Fortbewegungsart und ist mit einer Reihe anatomischer Spezialitäten bei adulten, existierenden Vögeln verbunden. Im Gegensatz dazu nutzen viele sich entwickelnde Vögel ihre Vordergliedmaßen, um Umgebungen zu bewältigen, lange bevor sie „Fluganpassungen" erwerben, indem sie ihre sich entwickelnden Flügel rekrutieren, um die Beinleistung kontinuierlich zu verbessern und in einigen Fällen sogar zu fliegen. Wie beeinflusst die anatomische Entwicklung diese Fortbewegungsverhalten? Die Isolierung morphologischer Beiträge zur Flügelleistung ist mit rein empirischen Ansätzen extrem schwierig. Allerdings können Techniken der muskuloskelettalen Modellierung und Simulation empirische Daten integrieren, um die funktionellen Konsequenzen veränderter Morphologie durch individuelle Manipulation anatomischer Parameter und Schätzung ihrer Auswirkungen auf die Fortbewegung explizit zu untersuchen. Um zu bewerten, wie ontogenetische Veränderungen in der Anatomie die Fortbewegungsfähigkeit beeinflussen, kombinierten wir bestehende empirische Daten zur Muskelmorphologie, Skelettkinematik und aerodynamischen Kraftproduktion mit fortschrittlichen biomechanischen Modellierungs- und Simulationstechniken, um die Ontogenie der Funktion des Brustglieds bei einem precocialen Bodenvogel (Alectoris chukar) zu analysieren. Simulationen von wing-assisted incline running (WAIR) unter Verwendung dieser neu entwickelten muskuloskelettalen Modelle deuten insgesamt darauf hin, dass unreife Vögel eine überschüssige Muskelkapazität haben und eher durch die Federmorphologie begrenzt sind, möglicherweise weil Federn schneller wachsen und ein anderes Wachstumsverhalten aufweisen als Knochen und Muskeln. Diese Ergebnisse liefern kritische Informationen über die Ontogenie und Evolution der avianen Fortbewegung, indem (i) geklärt wird, wie Muskel- und aerodynamische Kräfte mit dem Skelettsystem interagieren, um Bewegung bei sich verändernden juvenilen Vögeln zu erzeugen, und (ii) ein Benchmark bereitgestellt wird, um die biomechanische Modellierung und Simulation anderer Fortbewegungsverhalten sowohl bei existierenden Arten als auch bei ausgestorbenen Theropoden-Dinosauriern zu informieren.

@article{doi103389fbioe201800140,
    author = "Heers, Ashley M. und Rankin, Jeffery W. und Hutchinson, John R.",
    title = "Building a Bird: Musculoskeletal Modeling and Simulation of Wing-Assisted Incline Running During Avian Ontogeny",
    year = "2018",
    journal = "Frontiers in Bioengineering and Biotechnology",
    abstract = {Flatterflug ist die leistungsintensivste Fortbewegungsart und ist mit einer Reihe anatomischer Spezialitäten bei adulten, existierenden Vögeln verbunden. Im Gegensatz dazu nutzen viele sich entwickelnde Vögel ihre Vordergliedmaßen, um Umgebungen zu bewältigen, lange bevor sie „Fluganpassungen" erwerben, indem sie ihre sich entwickelnden Flügel rekrutieren, um die Beinleistung kontinuierlich zu verbessern und in einigen Fällen sogar zu fliegen. Wie beeinflusst die anatomische Entwicklung diese Fortbewegungsverhalten? Die Isolierung morphologischer Beiträge zur Flügelleistung ist mit rein empirischen Ansätzen extrem schwierig. Allerdings können Techniken der muskuloskelettalen Modellierung und Simulation empirische Daten integrieren, um die funktionellen Konsequenzen veränderter Morphologie durch individuelle Manipulation anatomischer Parameter und Schätzung ihrer Auswirkungen auf die Fortbewegung explizit zu untersuchen. Um zu bewerten, wie ontogenetische Veränderungen in der Anatomie die Fortbewegungsfähigkeit beeinflussen, kombinierten wir bestehende empirische Daten zur Muskelmorphologie, Skelettkinematik und aerodynamischen Kraftproduktion mit fortschrittlichen biomechanischen Modellierungs- und Simulationstechniken, um die Ontogenie der Funktion des Brustglieds bei einem precocialen Bodenvogel (Alectoris chukar) zu analysieren. Simulationen von wing-assisted incline running (WAIR) unter Verwendung dieser neu entwickelten muskuloskelettalen Modelle deuten insgesamt darauf hin, dass unreife Vögel eine überschüssige Muskelkapazität haben und eher durch die Federmorphologie begrenzt sind, möglicherweise weil Federn schneller wachsen und ein anderes Wachstumsverhalten aufweisen als Knochen und Muskeln. Diese Ergebnisse liefern kritische Informationen über die Ontogenie und Evolution der avianen Fortbewegung, indem (i) geklärt wird, wie Muskel- und aerodynamische Kräfte mit dem Skelettsystem interagieren, um Bewegung bei sich verändernden juvenilen Vögeln zu erzeugen, und (ii) ein Benchmark bereitgestellt wird, um die biomechanische Modellierung und Simulation anderer Fortbewegungsverhalten sowohl bei existierenden Arten als auch bei ausgestorbenen Theropoden-Dinosauriern zu informieren.},
    url = "https://doi.org/10.3389/fbioe.2018.00140",
    doi = "10.3389/fbioe.2018.00140",
    openalex = "W2897993047",
    references = "doi1010079783319196503303511, doi101007s1027800410146, doi101007s1043900533207, doi101093icbicx050, doi101109tbme2007901024, doi10111513138397, doi10111514023390, doi10111514029304, doi101371journalpone0121476, doi105962bhltitle82303, openalexw1549114171, openalexw2593366827"
}

Elektromyographie (EMG) wird verwendet, um Muskelaktivitätsmuster bei Tieren zu verstehen. Das Verständnis, wie stark die Variation in Muskelaktivitätsmustern bei homologen Muskeln über Tierklade hinweg während ähnlicher Verhaltensweisen variiert, ist wichtig für die Bewertung der Evolution von Muskel Funktionen und neuromuskulärer Kontrolle. Wir verglichen die Muskelaktivität über eine Reihe von Archosaurier-Arten und Gliedmaßenmuskeln hinweg, einschließlich der Variation dieser EMG-Muster über Ontogenie und Phylogenie, um die evolutionäre Geschichte der archosaurischen Muskelaktivierung während der Fortbewegung zu rekonstruieren. EMG-Elektroden wurden in die Muskeln von Truthühnern, Fasanen, Wachteln, Pflaumenhühnern, Emus (drei Altersklassen), Tinamous und jugendlichen Nilkrokodilen über 13 verschiedene Gliedmaßenmuskeln implantiert. Die Probanden gingen und liefen bei einer Reihe von Geschwindigkeiten sowohl über dem Boden als auch auf Laufbändern während der EMG-Aufzeichnungen. Anatomisch ähnliche Muskeln wie der laterale Gastrocnemius zeigten bei ähnlichen relativen Geschwindigkeiten über alle Vögel hinweg ähnliche EMG-Muster. Bei den Krokodilen entsprachen die EMG-Signale den zuvor veröffentlichten Daten für Alligatoren sehr genau. Der Zeitpunkt der Aktivierung des lateralen Gastrocnemius war relativ später innerhalb eines Schrittzycles bei Krokodilen im Vergleich zu Vögeln. Dieser Unterschied kann mit der koordinierten Knieextension und dem Zeitpunkt der Fußsohlenflexion über den Übergang von Schwung- zu Standphase in Crocodylia zusammenhängen, im Gegensatz zu Vögeln, bei denen es über den Schwung-Stand-Übergang zu einer Knieflexion und Fußgelenksdorsalflexion kommt. Es wurden keine signifikanten Effekte über die Arten hinweg für die Ontogenie oder zwischen Laufband- und über dem Boden stattfindender Fortbewegung gefunden. Unsere Ergebnisse stärken die Schlussfolgerung, dass einige Muskel-EMG-Muster während des gesamten Archosauria konserviert blieben: Beispielsweise behielten digitale Flexoren ähnliche Standphasenaktivität bei, und M. pectoralis blieb ein 'Anti-Gravitations'-Muskel. Allerdings entwickelten sich einige vogelartige Hinterbeinmuskeln divergente Aktivierungen in Tandem mit funktionellen Veränderungen wie Zweibeinigkeit und mehr gebeugten Körperhaltungen, insbesondere M. iliotrochantericus caudalis, der von Schwungs- zu Standphasenaktivität wechselt, und M. iliofibularis, der einen neuen Burst von Aktivität in der Standphase hinzufügt.

@article{doi101002jmor20973,
    author = "Cuff, Andrew R. und Daley, Monica A. und Michel, Krijn B. und Allen, Vivian und Lamas, L. P. und Adami, Chiara und Monticelli, Paolo und Pelligand, Ludovic und Hutchinson, John R.",
    title = "Relating neuromuscular control to functional anatomy of limb muscles in extant archosaurs",
    year = "2019",
    journal = "Journal of Morphology",
    abstract = "Elektromyographie (EMG) wird verwendet, um Muskelaktivitätsmuster bei Tieren zu verstehen. Das Verständnis, wie stark die Variation in Muskelaktivitätsmustern bei homologen Muskeln über Tierklade hinweg während ähnlicher Verhaltensweisen variiert, ist wichtig für die Bewertung der Evolution von Muskel Funktionen und neuromuskulärer Kontrolle. Wir verglichen die Muskelaktivität über eine Reihe von Archosaurier-Arten und Gliedmaßenmuskeln hinweg, einschließlich der Variation dieser EMG-Muster über Ontogenie und Phylogenie, um die evolutionäre Geschichte der archosaurischen Muskelaktivierung während der Fortbewegung zu rekonstruieren. EMG-Elektroden wurden in die Muskeln von Truthühnern, Fasanen, Wachteln, Pflaumenhühnern, Emus (drei Altersklassen), Tinamous und jugendlichen Nilkrokodilen über 13 verschiedene Gliedmaßenmuskeln implantiert. Die Probanden gingen und liefen bei einer Reihe von Geschwindigkeiten sowohl über dem Boden als auch auf Laufbändern während der EMG-Aufzeichnungen. Anatomisch ähnliche Muskeln wie der laterale Gastrocnemius zeigten bei ähnlichen relativen Geschwindigkeiten über alle Vögel hinweg ähnliche EMG-Muster. Bei den Krokodilen entsprachen die EMG-Signale den zuvor veröffentlichten Daten für Alligatoren sehr genau. Der Zeitpunkt der Aktivierung des lateralen Gastrocnemius war relativ später innerhalb eines Schrittzycles bei Krokodilen im Vergleich zu Vögeln. Dieser Unterschied kann mit der koordinierten Knieextension und dem Zeitpunkt der Fußsohlenflexion über den Übergang von Schwung- zu Standphase in Crocodylia zusammenhängen, im Gegensatz zu Vögeln, bei denen es über den Schwung-Stand-Übergang zu einer Knieflexion und Fußgelenksdorsalflexion kommt. Es wurden keine signifikanten Effekte über die Arten hinweg für die Ontogenie oder zwischen Laufband- und über dem Boden stattfindender Fortbewegung gefunden. Unsere Ergebnisse stärken die Schlussfolgerung, dass einige Muskel-EMG-Muster während des gesamten Archosauria konserviert blieben: Beispielsweise behielten digitale Flexoren ähnliche Standphasenaktivität bei, und M. pectoralis blieb ein 'Anti-Gravitations'-Muskel. Allerdings entwickelten sich einige vogelartige Hinterbeinmuskeln divergente Aktivierungen in Tandem mit funktionellen Veränderungen wie Zweibeinigkeit und mehr gebeugten Körperhaltungen, insbesondere M. iliotrochantericus caudalis, der von Schwungs- zu Standphasenaktivität wechselt, und M. iliofibularis, der einen neuen Burst von Aktivität in der Standphase hinzufügt.",
    url = "https://doi.org/10.1002/jmor.20973",
    doi = "10.1002/jmor.20973",
    openalex = "W2920855211",
    references = "doi101038nature15697, doi101038nature19417, doi101093icbicx050, doi101111j109600311988tb00514x, doi101111j146979981983tb04266x, doi101111j146979981991tb04794x, doi10111514023390, doi101146annurevne08030185001313, doi101152jn19794251212, doi10230730135049, doi105860choice326223"
}

Die Form des Vogelflügels variiert stark zwischen den Arten, ist jedoch nur grob mit Flugverhalten, Leistung und Körpermasse verbunden. Eine wenig erforschte, aber möglicherweise erklärende Eigenschaft ist die Fähigkeit der Vögel, die Flügelform aktiv zu verändern, um aerodynamische und verhaltensbezogene Anforderungen zu erfüllen. Bei 61 Arten fanden wir starke Zusammenhänge zwischen Bewegungsumfangseigenschaften und Flugverhalten sowie Masse, jedoch nicht zwischen Flügelgestalt, und überraschend unterschiedliche Zusammenhänge für verschiedene Aspekte der Bewegungsfähigkeit. Darüber hinaus zeigt die statische Morphologie ein hohes phylogenetisches Signal, während der Bewegungsumfang eine größere evolutionäre Labilität aufweist. Diese Ergebnisse deuten auf einen neuen Rahmen für das Verständnis der Evolution des Vogelzugs hin: Nicht die Flügelgestalt, sondern der Bewegungsumfang, eine emergente Eigenschaft der Morphologie, wird vorwiegend umgeformt, während sich die Flugstrategie und die Körpergröße entwickeln.

@article{doi101126sciadvaaw6670,
    author = "Baliga, Vikram B. und Szabó, Ildikò und Altshuler, Douglas L.",
    title = "Range of motion in the avian wing is strongly associated with flight behavior and body mass",
    year = "2019",
    journal = "Science Advances",
    abstract = "Avian wing shape is highly variable across species but only coarsely associated with flight behavior, performance, and body mass. An underexplored but potentially explanatory feature is the ability of birds to actively change wing shape to meet aerodynamic and behavioral demands. Across 61 species, we found strong associations with flight behavior and mass for range of motion traits but not wing shape and strikingly different associations for different aspects of motion capability. Further, static morphology exhibits high phylogenetic signal, whereas range of motion shows greater evolutionary lability. These results suggest a new framework for understanding the evolution of avian flight: Rather than wing morphology, it is range of motion, an emergent property of morphology, that is predominantly reshaped as flight strategy and body size evolve.",
    url = "https://doi.org/10.1126/sciadv.aaw6670",
    doi = "10.1126/sciadv.aaw6670",
    openalex = "W2981663850",
    references = "doi101098rsif20170240"
}

Zusammenfassung Insektenfressende Vögel erreichen ihre höchste Vielfalt in den Tropen und stellen eine auffällige Reihe von morphologischen und verhaltensbezogenen Spezialisierungen für die Nahrungssuche dar, doch Erklärungen für diese Muster sind unzureichend, sowohl wegen unseres begrenzten Verständnisses der Treiber der ökologischen Diversifizierung innerhalb und zwischen Klade sowie von Koexistenzmechanismen im Besonderen. Hier fassen wir kürzlich gewonnene Informationen über neotropische insektenfressende Vögel zusammen, einschließlich ihrer Vielfalt, evolutionären Alters und Ursprungsorte, Phylogenien sowie sowohl kompetitiver als auch räuberisch-beutetypischer Arteninteraktionen. Wir schlagen eine neue evolutionäre Hypothese für den Ursprung und die Koexistenz der phänotypischen Vielfalt der Nahrungssuchmorphologien von Insektenfressern in artenreichen Gemeinschaften vor, basierend auf ihren außergewöhnlichen Nahrungsressourcen-Spezialisierungen. Insbesondere entwickeln wir die Biologische Herausforderungshypothese, um die Evolution dieser Spezialisierungen zu erklären, und liefern vorläufige Belege für diese Hypothese auf Basis einer Zusammenfassung sowohl neotropischer Insektenfresser-Spezialisierungen nach Familien als auch von Arthropoden-Antiräuberanpassungen nach Kategorien. Wir argumentieren, dass aus der Perspektive tropischer insektenfressender Vögel, und insbesondere in den artenreichsten, kontinentalen neotropischen Gemeinschaften, die Umwelt eine Arthropoden-Wüste ist. Die Koexistenz mit allen anderen Insektenfressern erfordert eine Fütterungsspezialisierung, um sich kompetitiv ausbeuterisch und diffus gegen evolutionär diverse Arten und weit weniger häufig gegen Schwesternarten zu behaupten. Die Arthropoden-Wüste entsteht primär aufgrund von (1) der taktischen Vielfalt von Arthropoden-Räubern als Insektenfresser-Konkurrenten und (2) den evolutionären Wettrüsten zwischen Arthropoden-Räubern und ihren Beutetieren, die viele Arthropoden für die meisten insektenfressenden Räuber unzugänglich machen. Unsere Idee bietet einen expliziten Mechanismus für weit verbreitete, diffuse tropische interspezifische Konkurrenz, für evolutionäre Spezialisierung und für positives Feedback auf Artbildungsrate bei niedrigen Breiten, wodurch neue Vorhersagen und Einblicke in tropische Lebensgeschichten und den Latitudinal Diversity Gradient entstehen. Andere kürzliche Ideen bezüglich der Koexistenz neotropischer Insektenfresser, einschließlich positiver Arteninteraktionen innerhalb gemischter Artenschwärme, werden anerkannt und bewertet. Wir diskutieren Wege, um Vorhersagen zu testen, die aus der neuen Sichtweise von Gemeinschaften resultieren, die hier entwickelt wurden, einschließlich eines Fallstudienbeispiels zur Ernährungsspezialisierung durch costa-ricanische Tyrannid-Schwanzfänger. Unsere Synthese des Ursprungs und der Natur neotropischer Insektenfresser-Gemeinschaften gibt dem „Zombie"-Gedanken neuen Aufschwung, dass Evolution in den artenreichen Tropien anders funktioniert.

@article{doi101093aukukaa049,
    author = "Sherry, Thomas W. and Kent, Cody M. and Sánchez, Natalie V. and Şekercioḡlu, Çaḡan H.",
    title = "Insektenfressende Vögel in den Neotropen: Ökologische Radiationen, Spezialisierung und Koexistenz in artenreichen Gemeinschaften",
    year = "2020",
    journal = "The Auk",
    abstract = "Zusammenfassung Insektenfressende Vögel erreichen ihre höchste Vielfalt in den Tropen und stellen eine auffällige Reihe von morphologischen und verhaltensbezogenen Spezialisierungen für die Nahrungssuche dar, doch Erklärungen für diese Muster sind unzureichend, sowohl wegen unseres begrenzten Verständnisses der Treiber der ökologischen Diversifizierung innerhalb und zwischen Klade sowie von Koexistenzmechanismen im Besonderen. Hier fassen wir kürzlich gewonnene Informationen über neotropische insektenfressende Vögel zusammen, einschließlich ihrer Vielfalt, evolutionären Alters und Ursprungsorte, Phylogenien sowie sowohl kompetitiver als auch räuberisch-beutetypischer Arteninteraktionen. Wir schlagen eine neue evolutionäre Hypothese für den Ursprung und die Koexistenz der phänotypischen Vielfalt der Nahrungssuchmorphologien von Insektenfressern in artenreichen Gemeinschaften vor, basierend auf ihren außergewöhnlichen Nahrungsressourcen-Spezialisierungen. Insbesondere entwickeln wir die Biologische Herausforderungshypothese, um die Evolution dieser Spezialisierungen zu erklären, und liefern vorläufige Belege für diese Hypothese auf Basis einer Zusammenfassung sowohl neotropischer Insektenfresser-Spezialisierungen nach Familien als auch von Arthropoden-Antiräuberanpassungen nach Kategorien. Wir argumentieren, dass aus der Perspektive tropischer insektenfressender Vögel, und insbesondere in den artenreichsten, kontinentalen neotropischen Gemeinschaften, die Umwelt eine Arthropoden-Wüste ist. Die Koexistenz mit allen anderen Insektenfressern erfordert eine Fütterungsspezialisierung, um sich kompetitiv ausbeuterisch und diffus gegen evolutionär diverse Arten und weit weniger häufig gegen Schwesternarten zu behaupten. Die Arthropoden-Wüste entsteht primär aufgrund von (1) der taktischen Vielfalt von Arthropoden-Räubern als Insektenfresser-Konkurrenten und (2) den evolutionären Wettrüsten zwischen Arthropoden-Räubern und ihren Beutetieren, die viele Arthropoden für die meisten insektenfressenden Räuber unzugänglich machen. Unsere Idee bietet einen expliziten Mechanismus für weit verbreitete, diffuse tropische interspezifische Konkurrenz, für evolutionäre Spezialisierung und für positives Feedback auf Artbildungsrate bei niedrigen Breiten, wodurch neue Vorhersagen und Einblicke in tropische Lebensgeschichten und den Latitudinal Diversity Gradient entstehen. Andere kürzliche Ideen bezüglich der Koexistenz neotropischer Insektenfresser, einschließlich positiver Arteninteraktionen innerhalb gemischter Artenschwärme, werden anerkannt und bewertet. Wir diskutieren Wege, um Vorhersagen zu testen, die aus der neuen Sichtweise von Gemeinschaften resultieren, die hier entwickelt wurden, einschließlich eines Fallstudienbeispiels zur Ernährungsspezialisierung durch costa-ricanische Tyrannid-Schwanzfänger. Unsere Synthese des Ursprungs und der Natur neotropischer Insektenfresser-Gemeinschaften gibt dem „Zombie"-Gedanken neuen Aufschwung, dass Evolution in den artenreichen Tropien anders funktioniert.",
    url = "https://doi.org/10.1093/auk/ukaa049",
    doi = "10.1093/auk/ukaa049",
    openalex = "W3083309830",
    references = "doi101126scienceaad1173"
}

Zusammenfassung Wingtip-Slots, bei denen die äußeren Primärfedern von Vögeln aufspalten und vertikal sich ausbreiten, gelten als eine entwickelte vorteilhafte Eigenschaft, die ihre aerodynamische Leistung effektiv verbessern könnte. Sie haben viele dazu inspiriert, Experimente und Simulationen durchzuführen sowie ihre Ergebnisse auf das Flugzeugdesign zu beziehen. Dieser Artikel zielt darauf ab, Leitlinien für die Forschung zum aerodynamischen Mechanismus von Wingtip-Slots zu liefern. Nach einer Überprüfung der vorherigen Wingtip-Slot-Forschung werden vier Mängel hervorgehoben: Lücken im Forschungsinhalt, Inkonsistenzen in den Forschungsergebnissen, Grenzen früherer Forschungsmethoden und Mangel an Analyse des aerodynamischen Mechanismus. Auf dieser Grundlage sind weitere Untersuchungen und Erweiterungen der Einflussfaktoren für den stationären Zustand erforderlich; mehr Aufmerksamkeit sollte auf die Anwendung der Strömungsfeld-Integrationsmethode zur Zerlegung des Widerstands gelegt werden, und die Bewertung der Variation des induzierten Widerstands scheint eine rationellere Wahl zu sein. Geometrische und kinematische Parameter der Wingtip-Slot-Struktur im instationären Zustand sowie die Flexibilität der Wingtips sollten berücksichtigt werden. Was den aerodynamischen Mechanismus von Wingtip-Slots betrifft, kann der Schwerpunkt auf die Untersuchung der Entstehung, Entwicklung und Evolution von Wingtip-Wirbeln auf geschlitzten Flügeln gelegt werden. Darüber hinaus werden für jeden Teil der Forschung einige Forschungsstrategien und Machbarkeitsanalysen vorgeschlagen.

@article{doi101007s42235021001166,
    author = "Liu, Dan und Song, Bifeng und Yang, Wenqing und Yang, Xiaojun und Xue, Dong und Lang, Xinyu",
    title = "A Brief Review on Aerodynamic Performance of Wingtip Slots and Research Prospect",
    year = "2021",
    journal = "Journal of Bionic Engineering",
    abstract = "Zusammenfassung Wingtip-Slots, bei denen die äußeren Primärfedern von Vögeln aufspalten und vertikal sich ausbreiten, gelten als eine entwickelte vorteilhafte Eigenschaft, die ihre aerodynamische Leistung effektiv verbessern könnte. Sie haben viele dazu inspiriert, Experimente und Simulationen durchzuführen sowie ihre Ergebnisse auf das Flugzeugdesign zu beziehen. Dieser Artikel zielt darauf ab, Leitlinien für die Forschung zum aerodynamischen Mechanismus von Wingtip-Slots zu liefern. Nach einer Überprüfung der vorherigen Wingtip-Slot-Forschung werden vier Mängel hervorgehoben: Lücken im Forschungsinhalt, Inkonsistenzen in den Forschungsergebnissen, Grenzen früherer Forschungsmethoden und Mangel an Analyse des aerodynamischen Mechanismus. Auf dieser Grundlage sind weitere Untersuchungen und Erweiterungen der Einflussfaktoren für den stationären Zustand erforderlich; mehr Aufmerksamkeit sollte auf die Anwendung der Strömungsfeld-Integrationsmethode zur Zerlegung des Widerstands gelegt werden, und die Bewertung der Variation des induzierten Widerstands scheint eine rationellere Wahl zu sein. Geometrische und kinematische Parameter der Wingtip-Slot-Struktur im instationären Zustand sowie die Flexibilität der Wingtips sollten berücksichtigt werden. Was den aerodynamischen Mechanismus von Wingtip-Slots betrifft, kann der Schwerpunkt auf die Untersuchung der Entstehung, Entwicklung und Evolution von Wingtip-Wirbeln auf geschlitzten Flügeln gelegt werden. Darüber hinaus werden für jeden Teil der Forschung einige Forschungsstrategien und Machbarkeitsanalysen vorgeschlagen.",
    url = "https://doi.org/10.1007/s42235-021-00116-6",
    doi = "10.1007/s42235-021-00116-6",
    openalex = "W4200360547",
    references = "doi101093biolinneanblx130"
}

Muskuloskelettale Computermodelle ermöglichen es uns, morphologische Merkmale quantitativ mit biomechanischer Leistungsfähigkeit in Beziehung zu setzen. Bei nicht-menschlichen Affen wurden bestimmte morphologische Merkmale lange Zeit mit einem größeren Potenzial für Armabduktion und einer verbesserten Leistung beim Heben der Arme im Vergleich zum Menschen in Verbindung gebracht. Hier präsentieren wir das erste muskuloskelettale Modell einer Schulter eines Westlichen Flachlandgorillas, um einige dieser langjährigen Vorschläge zu testen. Schätzungen der Hebelarme und Momente der Schultergelenksabduktoren (Deltamuskel, Supraspinatus- und Infraspinatusmuskulatur) während der Armabduktion wurden für das Gorilla-Modell und ein zuvor veröffentlichtes menschliches Schultermodell durchgeführt. Im Gegensatz zu früheren Annahmen stellten wir fest, dass das gesamte Potenzial für die Abduktion des Schultergelenks zwischen Gorilla und Homo ähnlich ist. Gorillas unterscheiden sich jedoch dadurch, dass sie bei angehobenen Armen über der Horizontalen eine hohe Abduktionsmomentkapazität aufrechterhalten. Dieser Unterschied ist auf eine Diskrepanz in den Eigenschaften des Weichgewebes zurückzuführen, was darauf hindeutet, dass scapulare morphologische Merkmale wie eine cranial orientierte Scapularspina und das Gelenkloch die Abduktionsfunktion der gorillischen Schultergelenksmuskulatur nicht verbessern. Eine funktionelle Verbesserung aufgrund von Unterschieden in der Skelettmorphologie wurde nur beim Supraspinatus-Muskel des Gorillas nachgewiesen. Im Gegensatz zu früheren Ideen, die eine schräger orientierte Scapularspina mit größerem Hebelarm des Supraspinatus in Verbindung brachten, deuten unsere Ergebnisse darauf hin, dass die erhöhte laterale Projektion des großen Tuberkels des Humerus für die größere biomechanische Leistungsfähigkeit im Gorilla verantwortlich ist. Diese Studie verbessert unser Verständnis der Evolution der Gorilla-Lokomotion und bietet zudem einen tieferen Einblick in die allgemeine Wechselwirkung zwischen Anatomie, Funktion und lokomotorischer Biomechanik.

@article{doi101111joa13412,
    author = "van Beesel, Julia und Hutchinson, John R. und Hublin, Jean‐Jacques und Melillo, Stephanie M.",
    title = "Exploring the functional morphology of the Gorilla shoulder through musculoskeletal modelling",
    year = "2021",
    journal = "Journal of Anatomy",
    abstract = "Muskuloskelettale Computermodelle ermöglichen es uns, morphologische Merkmale quantitativ mit biomechanischer Leistungsfähigkeit in Beziehung zu setzen. Bei nicht-menschlichen Affen wurden bestimmte morphologische Merkmale lange Zeit mit einem größeren Potenzial für Armabduktion und einer verbesserten Leistung beim Heben der Arme im Vergleich zum Menschen in Verbindung gebracht. Hier präsentieren wir das erste muskuloskelettale Modell einer Schulter eines Westlichen Flachlandgorillas, um einige dieser langjährigen Vorschläge zu testen. Schätzungen der Hebelarme und Momente der Schultergelenksabduktoren (Deltamuskel, Supraspinatus- und Infraspinatusmuskulatur) während der Armabduktion wurden für das Gorilla-Modell und ein zuvor veröffentlichtes menschliches Schultermodell durchgeführt. Im Gegensatz zu früheren Annahmen stellten wir fest, dass das gesamte Potenzial für die Abduktion des Schultergelenks zwischen Gorilla und Homo ähnlich ist. Gorillas unterscheiden sich jedoch dadurch, dass sie bei angehobenen Armen über der Horizontalen eine hohe Abduktionsmomentkapazität aufrechterhalten. Dieser Unterschied ist auf eine Diskrepanz in den Eigenschaften des Weichgewebes zurückzuführen, was darauf hindeutet, dass scapulare morphologische Merkmale wie eine cranial orientierte Scapularspina und das Gelenkloch die Abduktionsfunktion der gorillischen Schultergelenksmuskulatur nicht verbessern. Eine funktionelle Verbesserung aufgrund von Unterschieden in der Skelettmorphologie wurde nur beim Supraspinatus-Muskel des Gorillas nachgewiesen. Im Gegensatz zu früheren Ideen, die eine schräger orientierte Scapularspina mit größerem Hebelarm des Supraspinatus in Verbindung brachten, deuten unsere Ergebnisse darauf hin, dass die erhöhte laterale Projektion des großen Tuberkels des Humerus für die größere biomechanische Leistungsfähigkeit im Gorilla verantwortlich ist. Diese Studie verbessert unser Verständnis der Evolution der Gorilla-Lokomotion und bietet zudem einen tieferen Einblick in die allgemeine Wechselwirkung zwischen Anatomie, Funktion und lokomotorischer Biomechanik.",
    url = "https://doi.org/10.1111/joa.13412",
    doi = "10.1111/joa.13412",
    openalex = "W3133111837",
    references = "doi103389fbioe201800140"
}

Zweibeinige Fortbewegung entwickelte sich entlang der archosaurischen Linie bis zu den Vögeln, wobei sich die Mechanismen von „ Hüft-basiert" zu „Knie-basiert" verschoben. Die Rollen einzelner Muskeln bei diesen Veränderungen und ihre evolutionären Zeitpunkte bleiben jedoch unklar. Unter Verwendung von 13 dreidimensionalen muskuloskelettalen Modellen der Hinterbeine vogelartiger Archosaurien quantifizieren wir, wie sich die Hebelarme (d. h. Hebelwirkungen) von 35 Fortbewegungsmuskeln entwickelten. Unsere Ergebnisse unterstützen zwei Hypothesen: Von frühen Theropoden-Dinosauriern bis zu den Vögeln verringerten sich die Hebelarme der Kniebeuger relativ zu denen der Kniestrecker, und die Hebelarme der medialen Längsachsenrotatoren für die Hüfte erhöhten sich (auf Kosten verringelter Hebelarme der Hüftabduktoren). Unsere Ergebnisse zeigen, wie bipede Theropoden-Dinosaurier seit dem Trias-Perioden allmählich ihre Hinterbeinmorphologie und -funktion modifizierten, wobei sich die Fortbewegung mehr von hüftbasiert zu kniebasiert verschob und die durch Vögel vererbten Ausgleichsmechanismen von Hüftabduktoren zu Hüftrotatoren. Entdecken wir jedoch auch unerwartete urtümliche Spezialisierungen bei größeren jurazeitlichen Theropoden, die später in der vogelartigen Linie verloren gingen und das Paradigma der allmählichen Transformation erschweren.

@article{doi101126sciadvabe2778,
    author = "Allen, Vivian und Kilbourne, Brandon M. und Hutchinson, John R.",
    title = "Die Evolution der Muskelhebelarme der Beckenbeine bei vogelartigen Archosauriern",
    year = "2021",
    journal = "Science Advances",
    abstract = {Zweibeinige Fortbewegung entwickelte sich entlang der archosaurischen Linie bis zu den Vögeln, wobei sich die Mechanismen von „ Hüft-basiert" zu „Knie-basiert" verschoben. Die Rollen einzelner Muskeln bei diesen Veränderungen und ihre evolutionären Zeitpunkte bleiben jedoch unklar. Unter Verwendung von 13 dreidimensionalen muskuloskelettalen Modellen der Hinterbeine vogelartiger Archosaurien quantifizieren wir, wie sich die Hebelarme (d. h. Hebelwirkungen) von 35 Fortbewegungsmuskeln entwickelten. Unsere Ergebnisse unterstützen zwei Hypothesen: Von frühen Theropoden-Dinosauriern bis zu den Vögeln verringerten sich die Hebelarme der Kniebeuger relativ zu denen der Kniestrecker, und die Hebelarme der medialen Längsachsenrotatoren für die Hüfte erhöhten sich (auf Kosten verringelter Hebelarme der Hüftabduktoren). Unsere Ergebnisse zeigen, wie bipede Theropoden-Dinosaurier seit dem Trias-Perioden allmählich ihre Hinterbeinmorphologie und -funktion modifizierten, wobei sich die Fortbewegung mehr von hüftbasiert zu kniebasiert verschob und die durch Vögel vererbten Ausgleichsmechanismen von Hüftabduktoren zu Hüftrotatoren. Entdecken wir jedoch auch unerwartete urtümliche Spezialisierungen bei größeren jurazeitlichen Theropoden, die später in der vogelartigen Linie verloren gingen und das Paradigma der allmählichen Transformation erschweren.},
    url = "https://doi.org/10.1126/sciadv.abe2778",
    doi = "10.1126/sciadv.abe2778",
    openalex = "W3137235955",
    references = "doi101002jmor20973, doi1010800272463420171427593"
}

Die Evolution der Vogel Flug ist eine der großen Transformationen in der Wirbeltiergeschichte, gekennzeichnet durch auffällige anatomische Veränderungen, die presumably dazu beitragen, die Anforderungen der Luftfahrt zu erfüllen. Diese Veränderungen traten nicht gleichzeitig auf und sind schwierig zu entschlüsseln. Obwohl ausgestorbene Theropoden am häufigsten mit adulten Vögeln verglichen werden, zeigen Studien, dass sich entwickelnde Vögel bestimmte Herausforderungen einzigartig bewältigen können und wertvolle Einblicke in die Evolution der Vogel Flug bieten: im Gegensatz zu Erwachsenen haben unreife Vögel rudimentäre, etwas „dinosaurierähnliche" Flugapparate und können Beziehungen zwischen Form, Funktion, Leistung und Verhalten während der Übergänge von flugunfähig zu flugfähig aufdecken. Hier konzentrieren wir uns auf das muskuloskelettale Gerät und verwenden CT-Scans in Kombination mit einem dreidimensionalen muskuloskelettalen Modellierungsansatz, um zu analysieren, wie ontogenetische Veränderungen in der Skelettanatomie die Muskelgröße, Hebelwirkung, Ausrichtung und die entsprechende Funktion während der Entwicklung des Fluges bei einem precocialen Boden Vogel (Alectoris chukar) beeinflussen. Unsere Ergebnisse zeigen, dass unreife und adulte Vögel unterschiedliche funktionelle Lösungen verwenden, um ähnliche motorische Verhaltensweisen auszuführen: trotz dramatischer Veränderungen in der Skelettmorphologie bleiben Muskelwege und nachfolgende Funktionen weitgehend während der Ontogenie erhalten, da Verschiebungen in einem Knochen durch Veränderungen in anderen ausgeglichen werden. Diese Ergebnisse helfen, einen lebensfähigen Mechanismus dafür zu liefern, wie ausgestorbene geflügelte Theropoden mit rudimentären Brustskeletten vogelähnliches Verhalten vor der Erwerbung vollständig vogelähnlicher Anatomien erreicht haben könnten. Diese Ergebnisse betonen auch die Bedeutung einer ganzheitlichen, ganzen Körper-Perspektive und die Notwendigkeit einer extanten Validierung ausgestorbener Verhaltensweisen und Leistungen. Da empirische Studien zur motorischen Ontogenie zunehmen, wird es offensichtlich, dass traditionelle, isolierte Interpretationen der Skelettanatomie die Realität verschleiern, dass integrierte Gesamtsysteme auf häufig unerwartete, aber effektive Weise funktionieren. Kollaborative und integrative Bemühungen, die diese Herausforderung angehen, werden unsere Erforschung des Lebens und seiner evolutionären Geschichte sicherlich stärken.

@article{doi103389fevo2020573411,
    author = "Heers, Ashley M. und Varghese, S. und Hatier, Leila K. und Cabrera, Jeremiah J.",
    title = "Multiple Functional Solutions During Flightless to Flight-Capable Transitions",
    year = "2021",
    journal = "Frontiers in Ecology and Evolution",
    abstract = "Die Evolution der Vogel Flug ist eine der großen Transformationen in der Wirbeltiergeschichte, gekennzeichnet durch auffällige anatomische Veränderungen, die presumably dazu beitragen, die Anforderungen der Luftfahrt zu erfüllen. Diese Veränderungen traten nicht gleichzeitig auf und sind schwierig zu entschlüsseln. Obwohl ausgestorbene Theropoden am häufigsten mit adulten Vögeln verglichen werden, zeigen Studien, dass sich entwickelnde Vögel bestimmte Herausforderungen einzigartig bewältigen können und wertvolle Einblicke in die Evolution der Vogel Flug bieten: im Gegensatz zu Erwachsenen haben unreife Vögel rudimentäre, etwas „dinosaurierähnliche" Flugapparate und können Beziehungen zwischen Form, Funktion, Leistung und Verhalten während der Übergänge von flugunfähig zu flugfähig aufdecken. Hier konzentrieren wir uns auf das muskuloskelettale Gerät und verwenden CT-Scans in Kombination mit einem dreidimensionalen muskuloskelettalen Modellierungsansatz, um zu analysieren, wie ontogenetische Veränderungen in der Skelettanatomie die Muskelgröße, Hebelwirkung, Ausrichtung und die entsprechende Funktion während der Entwicklung des Fluges bei einem precocialen Boden Vogel (Alectoris chukar) beeinflussen. Unsere Ergebnisse zeigen, dass unreife und adulte Vögel unterschiedliche funktionelle Lösungen verwenden, um ähnliche motorische Verhaltensweisen auszuführen: trotz dramatischer Veränderungen in der Skelettmorphologie bleiben Muskelwege und nachfolgende Funktionen weitgehend während der Ontogenie erhalten, da Verschiebungen in einem Knochen durch Veränderungen in anderen ausgeglichen werden. Diese Ergebnisse helfen, einen lebensfähigen Mechanismus dafür zu liefern, wie ausgestorbene geflügelte Theropoden mit rudimentären Brustskeletten vogelähnliches Verhalten vor der Erwerbung vollständig vogelähnlicher Anatomien erreicht haben könnten. Diese Ergebnisse betonen auch die Bedeutung einer ganzheitlichen, ganzen Körper-Perspektive und die Notwendigkeit einer extanten Validierung ausgestorbener Verhaltensweisen und Leistungen. Da empirische Studien zur motorischen Ontogenie zunehmen, wird es offensichtlich, dass traditionelle, isolierte Interpretationen der Skelettanatomie die Realität verschleiern, dass integrierte Gesamtsysteme auf häufig unerwartete, aber effektive Weise funktionieren. Kollaborative und integrative Bemühungen, die diese Herausforderung angehen, werden unsere Erforschung des Lebens und seiner evolutionären Geschichte sicherlich stärken.",
    url = "https://doi.org/10.3389/fevo.2020.573411",
    doi = "10.3389/fevo.2020.573411",
    openalex = "W3128315123",
    references = "doi103389fbioe201800140"
}

Die Fluggeschwindigkeit korreliert bei Tieren positiv mit der Körpergröße 1. Miniaturisierte Federflügelkäfer können jedoch mit Geschwindigkeiten und Beschleunigungen fliegen, die dreimal so groß sind wie ihre Insektenartgenossen 2. Hier zeigen wir, dass diese Leistung auf eine reduzierte Flügelmasse und einen zuvor unbekannten Flügelschlagzyklus zurückzuführen ist. Unser Experiment kombiniert dreidimensionale Rekonstruktionen von Morphologie und Kinematik bei einem der kleinsten Insekten, dem Käfer Paratuposa placentis (Körperlänge 395 μm). Die schlagenden, borstigen Flügel folgen einem ausgeprägten Achtform-Zyklus, der aus subsenkrechten Auf- und Abstrichen besteht, gefolgt von Klatschen bei den Strichumkehrungen ober- und unterhalb des Körpers. Die Deckflügel wirken als Trägheitsbremsen, die übermäßige Körperoszillationen verhindern. Computergestützte Analysen deuten auf eine funktionelle Zerlegung des Flügelschlagzyklus in zwei Leistungshalbstriche hin, die eine große Aufwärtskraft erzeugen, und zwei nach unten ziehende Erholungshalbstriche. Im Gegensatz zu schwereren membranösen Flügeln erfordert die Bewegung von borstigen Flügeln derselben Größe wenig Trägheitsleistung. Die mechanischen Leistungsanforderungen der Muskeln bleiben daher während des gesamten Flügelschlagzyklus positiv, wodurch die Speicherung elastischer Energie überflüssig wird. Diese Anpassungen helfen zu erklären, wie extrem kleine Insekten während der Miniaturisierung eine gute aerodynamische Leistung bewahrt haben, einer der Faktoren ihres evolutionären Erfolgs.

@article{doi101038s41586021043037,
    author = "Farisenkov, S. E. und Kolomenskiy, Dmitry und Petrov, Pyotr N. und Engels, Thomas und Lapina, Nadezhda A. und Lehmann, Fritz‐Olaf und Onishi, Ryo und Liu, Hao und Polilov, Alexey A.",
    title = "Novel flight style and light wings boost flight performance of tiny beetles",
    year = "2022",
    journal = "Nature",
    abstract = "Die Fluggeschwindigkeit korreliert bei Tieren positiv mit der Körpergröße 1. Miniaturisierte Federflügelkäfer können jedoch mit Geschwindigkeiten und Beschleunigungen fliegen, die dreimal so groß sind wie ihre Insektenartgenossen 2. Hier zeigen wir, dass diese Leistung auf eine reduzierte Flügelmasse und einen zuvor unbekannten Flügelschlagzyklus zurückzuführen ist. Unser Experiment kombiniert dreidimensionale Rekonstruktionen von Morphologie und Kinematik bei einem der kleinsten Insekten, dem Käfer Paratuposa placentis (Körperlänge 395 μm). Die schlagenden, borstigen Flügel folgen einem ausgeprägten Achtform-Zyklus, der aus subsenkrechten Auf- und Abstrichen besteht, gefolgt von Klatschen bei den Strichumkehrungen ober- und unterhalb des Körpers. Die Deckflügel wirken als Trägheitsbremsen, die übermäßige Körperoszillationen verhindern. Computergestützte Analysen deuten auf eine funktionelle Zerlegung des Flügelschlagzyklus in zwei Leistungshalbstriche hin, die eine große Aufwärtskraft erzeugen, und zwei nach unten ziehende Erholungshalbstriche. Im Gegensatz zu schwereren membranösen Flügeln erfordert die Bewegung von borstigen Flügeln derselben Größe wenig Trägheitsleistung. Die mechanischen Leistungsanforderungen der Muskeln bleiben daher während des gesamten Flügelschlagzyklus positiv, wodurch die Speicherung elastischer Energie überflüssig wird. Diese Anpassungen helfen zu erklären, wie extrem kleine Insekten während der Miniaturisierung eine gute aerodynamische Leistung bewahrt haben, einer der Faktoren ihres evolutionären Erfolgs.",
    url = "https://doi.org/10.1038/s41586-021-04303-7",
    doi = "10.1038/s41586-021-04303-7",
    openalex = "W4205881884",
    references = "doi101098rstb20150388"
}

Vögel erzeugen eine Schubkraft, indem sie ihre Flügel schlagen. Sie nutzen diese Schubkraft für verschiedene Fortbewegungsarten, wie aerodynamischen Flug, Flügelschwimmen und flügelunterstütztes Anstiegslauf. Daher ist es wichtig, den Ursprung der Schlagfähigkeit in der Evolution von Theropoden-Dinosauriern zu Vögeln aufzuklären. Allerdings gibt es keine quantitativen Indizes, um die Schlagfähigkeiten ausgestorbener Formen basierend auf ihrer Skelettmorphologie zu rekonstruieren. Diese Studie vergleicht den Abschnittsmodul des Coracoide relativ zur Körpermasse bei verschiedenen lebenden Vögeln, um zu testen, ob der Index mit der Schlagfähigkeit korreliert. Laut einer Umfrage von 220 historischen Vogelproben, die 209 Arten, 180 Gattungen, 83 Familien und 30 Ordnungen repräsentieren, war der Abschnittsmodul des Coracoide relativ zur Körpermasse bei nicht-schlagenden Vögeln signifikant kleiner als bei schlagenden Vögeln. Dies deutet darauf hin, dass die Coracoide-Stärke bei nicht-schlagenden Vögeln de-emphasisiert ist, während sie bei schlagenden Vögeln betont wird, um der kontraktilen Kraft standzuhalten, die von leistungsstarken Schlagmuskeln wie dem m. pectoralis und m. supracoracoideus erzeugt wird. Daher wird erwartet, dass der Abschnittsmodul des Coracoide ein leistungsfähiges Werkzeug sein wird, um den Ursprung des aktiven Flugs bei Vögeln aufzuklären.

@article{doi101111joa13788,
    author = "Akeda, Takumi und Fujiwara, Shin‐ichi",
    title = "Coracoid strength as an indicator of wing‐beat propulsion in birds",
    year = "2022",
    journal = "Journal of Anatomy",
    abstract = "Vögel erzeugen eine Schubkraft, indem sie ihre Flügel schlagen. Sie nutzen diese Schubkraft für verschiedene Fortbewegungsarten, wie aerodynamischen Flug, Flügelschwimmen und flügelunterstütztes Anstiegslauf. Daher ist es wichtig, den Ursprung der Schlagfähigkeit in der Evolution von Theropoden-Dinosauriern zu Vögeln aufzuklären. Allerdings gibt es keine quantitativen Indizes, um die Schlagfähigkeiten ausgestorbener Formen basierend auf ihrer Skelettmorphologie zu rekonstruieren. Diese Studie vergleicht den Abschnittsmodul des Coracoide relativ zur Körpermasse bei verschiedenen lebenden Vögeln, um zu testen, ob der Index mit der Schlagfähigkeit korreliert. Laut einer Umfrage von 220 historischen Vogelproben, die 209 Arten, 180 Gattungen, 83 Familien und 30 Ordnungen repräsentieren, war der Abschnittsmodul des Coracoide relativ zur Körpermasse bei nicht-schlagenden Vögeln signifikant kleiner als bei schlagenden Vögeln. Dies deutet darauf hin, dass die Coracoide-Stärke bei nicht-schlagenden Vögeln de-emphasisiert ist, während sie bei schlagenden Vögeln betont wird, um der kontraktilen Kraft standzuhalten, die von leistungsstarken Schlagmuskeln wie dem m. pectoralis und m. supracoracoideus erzeugt wird. Daher wird erwartet, dass der Abschnittsmodul des Coracoide ein leistungsfähiges Werkzeug sein wird, um den Ursprung des aktiven Flugs bei Vögeln aufzuklären.",
    url = "https://doi.org/10.1111/joa.13788",
    doi = "10.1111/joa.13788",
    openalex = "W4309163818",
    references = "doi101017s1751731117001896"
}

Dielektrische Elastomere (DE), bekannt für ihr geringes Gewicht, schnelle Reaktionszeit, hohe Energiedichte und effiziente Umwandlung, haben in der Sphäre der avian flight bionics erhebliche Aufmerksamkeit erregt. Allerdings hat ein mangelndes Verständnis der mechanischen Prinzipien, die dem Flügelschlag-Biomimetismus zugrunde liegen, genaue Simulationen tatsächlicher Vogelflughaltungen behindert. Um dies zu adressieren, wurde ein auf DE basierender Flügel mit veränderlicher Steifigkeit (DEW) entwickelt, inspiriert durch die Eigenschaften von Seeschwalben, um die Flügelverformungen über verschiedene Vogelflugphasen hinweg nachzuahmen. Die Entwicklung der Verformung des DEW wird auf der Differentialgleichung modelliert, die die Biegekurve eines DE-Kantileverbalkens beschreibt. Durch das Anwenden unterschiedlicher Spannungszyklen wurden drei kontinuierliche Vogelflughaltungen nachgebildet: Start, Gleitflug und Schwebeflug. Die Simulationsergebnisse zeigen, dass der DEW mit veränderlicher Steifigkeit die Flügelverformungen effektiv nachahmt, die bei Vögeln während verschiedener Flughaltungen beobachtet werden, und dabei die realen Flugbedingungen sehr gut widerspiegelt. Diese Studie hat das Potenzial, als wichtiger Referenzpunkt für die Erforschung von Veränderungen im Vogelflugverhalten zu dienen und somit die Anwendung von DE-Materialien im Bereich der weichen Robotik voranzutreiben.

@article{doi1010801947541120242414292,
    author = "Ci, Haihao und Guo, Zhansheng",
    title = "Design of stiffness-variable dielectric elastomer wing based on seagull characteristics and its application in avian flight bionics",
    year = "2024",
    journal = "International Journal of Smart and Nano Materials",
    abstract = "Dielektrische Elastomere (DE), bekannt für ihr geringes Gewicht, schnelle Reaktionszeit, hohe Energiedichte und effiziente Umwandlung, haben in der Sphäre der avian flight bionics erhebliche Aufmerksamkeit erregt. Allerdings hat ein mangelndes Verständnis der mechanischen Prinzipien, die dem Flügelschlag-Biomimetismus zugrunde liegen, genaue Simulationen tatsächlicher Vogelflughaltungen behindert. Um dies zu adressieren, wurde ein auf DE basierender Flügel mit veränderlicher Steifigkeit (DEW) entwickelt, inspiriert durch die Eigenschaften von Seeschwalben, um die Flügelverformungen über verschiedene Vogelflugphasen hinweg nachzuahmen. Die Entwicklung der Verformung des DEW wird auf der Differentialgleichung modelliert, die die Biegekurve eines DE-Kantileverbalkens beschreibt. Durch das Anwenden unterschiedlicher Spannungszyklen wurden drei kontinuierliche Vogelflughaltungen nachgebildet: Start, Gleitflug und Schwebeflug. Die Simulationsergebnisse zeigen, dass der DEW mit veränderlicher Steifigkeit die Flügelverformungen effektiv nachahmt, die bei Vögeln während verschiedener Flughaltungen beobachtet werden, und dabei die realen Flugbedingungen sehr gut widerspiegelt. Diese Studie hat das Potenzial, als wichtiger Referenzpunkt für die Erforschung von Veränderungen im Vogelflugverhalten zu dienen und somit die Anwendung von DE-Materialien im Bereich der weichen Robotik voranzutreiben.",
    url = "https://doi.org/10.1080/19475411.2024.2414292",
    doi = "10.1080/19475411.2024.2414292",
    openalex = "W4403781343",
    references = "doi101016jcja202206009"
}