Kein Vertreter der heutigen Vögel besitzt echte Zähne. Dagegen waren einige ausgestorbene Arten wie die Zahnvögel (Hesperonis) mit Zähnen ausgestattet. Der Schnabel besteht bei den meisten Vögeln aus Knochen mit einer umgebenden Hornscheide. Nur bei den Tauben und Gänsevögeln ist die Knochensubstanz des Schnabels von einer weichen Haut überzogen. Alle bekannten Vogelarten haben eine relativ hohe, konstante Körpertemperatur, die mit zirka 42 Grad Celsius höher als bei allen anderen heute lebenden Tieren ist. Einige Vogelarten können ihre Körpertemperatur jedoch während der Nachtruhe um 10 Grad Celsius absenken (zum Beispiel Kolibris und Meisen).

Die meisten Vogelarten sind flugfähig. Auch die heute flugunfähigen Arten wie Pinguine, Laufvögel und viele Inselformen (unter anderm Kiwis und einige Rallen) stammen von ursprünglich flugfähigen Arten ab. Obwohl das Federkleid eines der kennzeichnenden Merkmale der Vögel ist, wurden Federn bereits von ihren Vorläufern, den Dinosauriern, entwickelt. Sie bildeten sich nach einer gängigen Theorie zuerst als Wärmeschutz bei bodenlebenden zweibeinigen Sauriern. Auch die heutigen Vögel haben Tausende von ziemlich einfach gebauten Flaumfedern, aber nur etwa 50 Schwungfedern. Die schrittweise Entwicklung von isolierendem Flaum zu den viel komplexeren Flugfedern macht auch die Zwischenstufen der Entwicklung plausibler, die für das Fliegen noch ungeeignet waren. Lange Zeit galten die »Urflügler« Archaeopteryx lithographica und A. bavarica, geborgen aus Juraplattenkalken eines Steinbruchs bei Solnhofen im bayerischen Altmühltal, als das gesuchte Bindeglied zwischen Reptil und Vogel. Die etwa hühnergroßen Wesen trugen einen langen, knöchernen Schwanz, an den vorderen Gliedmaßen je drei Finger mit gekrümmten Krallen und ein Federkleid. Dagegen hatte Archaeopteryx noch keinen Schnabel, sondern knöcherne, mit Zahnreihen besetzte Kiefer.

Nachdem seit den 1990er Jahren immer neue Arten von Dinosaurieren entdeckt wurden, die Federn trugen, zeigte sich, dass die bei Archaeopteryx vorgefundenen Vogelmerkmale bereits schon viel früher und zudem bei vielen Dinosauriern der Unterordnung Theropoda vorkamen. Aus dieser Erkenntnis heraus können wir in unseren Vögeln durchaus typische Dinosaurier erkennen, die sich lediglich ans Fliegen angepassten. So waren die chinesischen Konfuzius-Vögel Confuciusornis sanctus und C. dui, deren Alter man auf 125 Millionen Jahre datiert, wohl schon leistungsstarke Flieger, hatten vogeltypisch bekrallte Füße, mit denen sie auf Bäumen sitzen konnten, leichte Schnäbel sowie zahnlose Kiefer mit »modernen« Hornschnäbeln. Aber ihre Schädel wiesen noch die nur für Saurier typische Schläfenfenster-Konstruktion auf. Damit verschwimmen erneut die Grenzen zwischen Kriechtieren und Vögeln. Die Evolution der Vögel scheint nicht geradlinig verlaufen zu sein, sondern offenbar auf vielgliedrigen Pfaden, die zum Teil in Sackgassen endeten.

Bestimmend für das äußere Gesamtbild unserer Vögel als »fliegende Dinosaurier« ist ihr Federkleid. Aus Keratin bestehend, dienen Federn als aerodynamisch günstige Verkleidung des Körpers. Sie fungieren beim Fliegen nicht nur als Trag- und Steuerfläche, sondern dienen auch zur Isolation. Genial, dass diese sogar mit den Temperatur- und Windverhältnissen veränderbar ist. Bei vielen Arten tragen die Geschlechter unterschiedliche Gefiederfarben und setzten diese dann oft zur sexuellen Werbung ein. Das Federkleid der Wasservögel ist zudem Wasser abweisend und sorgt für den Auftrieb. Der regelmäßige Wechsel abgenutzter Federn zu bestimmten Zeiten wird als Mauser bezeichnet. Die Beine aller Vogelarten sind durch Hautschuppen bedeckt. Gemeinsames Merkmal aller Vögel ist auch das Eierlegen. Während neben eierlegenden Reptilien, Amphibien und Fischen auch lebendgebärende Arten und Eier legende Säugetiere vorkommen, gibt es keine lebendgebärenden Vögel. Eine dafür längere Tragzeit und die damit verbundene Gewichtserhöhung wären wohl für die Vögel als Flieger aerodynamisch wie energetisch zu ungünstig. Und dies, obwohl andere fliegende Wirbeltiere wie die Fledermäuse und wohl auch die Flugsaurier lebendgebärend sind beziehungsweise waren. Selbst beim Skelett haben Vögel kräftig an Gewicht gespart, indem sie Hohlknochen besitzen.

5.1 Eine Ente auf dem Eis

Wie lange kann man mit bloßen Händen die Eisfläche eines zugefrorenen Gewässers berühren oder gar einen großen Eiszapfen festhalten? Manche werden sich Erfahrungen von der letzten Schneeballschlacht in Erinnerung rufen und eventuell auf ein paar Minuten tippen. Völlig daneben – denn es sind tatsächlich nur wenige Sekunden: Schon nach erstaunlich kurzer Zeit ist der supercoole Kontakt für uns wirklich extrem und zunehmend schmerzhaft. Und nun schauen wir uns mal am gefrorenen Stadtparkteich um. Dort stehen Blässrallen, Enten, Gänse und Schwäne eventuell stundenlang mit bloßen Füßen auf dem Eis und finden das offenbar völlig normal. Wie halten die das aus? Arbeiten diese Vögel mit besonderen Tricks?

Besonders warm sind die Vogelfüße tatsächlich nicht. Wären sie so warm wie unsere eigenen, würde die oberste Eisschicht auftauen und die Vögel langsam immer tiefer ins Eis sinken lassen. Das kann man an einem winterlichen Gewässer aber nicht beobachten – im Gegenteil: Die Vogelfüße hinterlassen hier nicht einmal Abdrücke – allenfalls in der dünnen Schneedecke, die das Gewässer zusätzlich überzogen hat. Ihr spezieller Trick sind eben eiskalte Füße.

Das funktioniert durch einen effizienten und höchst raffinierten Wärmeaustausch nach dem Gegenstromprinzip: In den Vogelbeinen liegen die Arterien und die Venen ganz eng beisammen. Das warme aus dem Körper kommende Blut gibt Wärme an das kalte zurückfließende ab. Weil sich das stark abgekühlte Blut dabei erwärmt, strömt es anschließend auch nun nicht so erbärmlich cool in die Vogellunge. Dieser Austausch ist immerhin so wirksam, dass auf erstaunlich kurze Distanz – Enten- und auch Gänsebeine sind nicht allzu lang – das körperwarme Blut von über 41 °C auf nur 6 °C heruntergekühlt bzw. von dieser tiefen Temperatur auch wieder auf Körperwärme aufgeheizt wird. So verliert der Vogel auch nicht unnötig Energie, die er dann durch vermehrtes Fressen wieder aufnehmen müsste.

Eine recht genaue Vorstellung von der Wirksamkeit des Gegenstromprinzips in Vogelbeinen vermittelt ein Messprotokoll, das man an der hochnordisch verbreiteten Beringmöwe (Larus glaucescens) ermittelt hat. In ihrem typischen Lebensraum sind diese Vögel ganzjährig ziemlich ungemütlichen Temperaturen ausgesetzt – die Füße sind notorisch kalt, aber der restliche Körper hätte – übrigens durchweg vogeltypisch – nach menschlichen Maßstäben sogar hohes Fieber.

5.2 Von wegen »Spatzenhirn«

Ein »Spatzenhirn« nennt man mitunter einen Mitmenschen, der möglicherweise nicht gerade zu den Hochbegabten gehört. Auch weitere Anleihen bei der Vogelfauna wie »blöde Gans« oder »dummes Huhn« sind durchaus nicht als Schmeicheleien gedacht, sondern erfüllen alle Merkmale einer groben Beleidigung – oder auch nicht: Tatsächlich sind Vögel außerordentlich intelligente Tiere mit erstaunlichen Gedächtnisleistungen. Den Vergleich mit Spatz, Gans oder Huhn könnte man somit sogar als Kompliment auffassen.

Von beringten Zugvögeln ist schon lange bekannt, dass sie über ein hervorragendes Langzeitgedächtnis verfügen. Sie finden ihre oft etliche tausend Kilometer auseinanderliegenden Brutgebiete und Winterquartiere exakt wieder. Eine Untersuchung an individuell markierten süddeutschen Mehlschwalben kam zu dem überraschenden Ergebnis, dass ein erstaunlich hoher Anteil der im Spätsommer wegziehenden Nestlinge als Rückkehrer im folgenden Frühjahr wieder in der gleichen Region eintrifft – Männchen im Durchschnitt etwa 1,5 Kilometer von ihrem Schlüpfnest entfernt, die etwas wanderfreudigeren Weibchen in rund 3 Kilometer Entfernung. Etwa 5 Prozent der Weibchen brüteten sogar am gleichen Haus, an dem ihr Schlüpfnest hängt. Dazwischen liegen rund 10 000 Kilometer Flugstrecke und mehrere Monate mit völlig anderen Eindrücken. Von Weißstörchen, die bis Südafrika ziehen, kennt man eine vergleichbare Ortstreue. Unterdessen sind auch einige neurologische Grundlagen genauer erforscht: Bei Langstreckenziehern wächst für die Dauer des Zuggeschehens der für das Ortsgedächtnis zuständige Teil des Gehirns – diese Hippocampus genannte Hirnregion kann sich um bis zu 30 Prozent vergrößern.

Selbst die kleinsten Vögel haben ein hervorragendes Erinnerungsvermögen: Kolibris ernähren sich ausschließlich von Nektar und fliegen ausgebeutete Blüten erst dann wieder an, wenn genügend Zeit für die Nachproduktion verstrichen ist. Sie erinnern sich sowohl an Orte (ergiebige Pflanzen) als auch an die Zeitspannen zwischen ihren einzelnen Besuchen. Dieses Talent ist besonders wichtig – bei bis zu 80 Flügelschlägen pro Sekunde benötigen sie viel Energie. Ohne ein solch exaktes Zeit- und Ortsmanagement würden sie zu viel Zeit für die planlose Nahrungssuche vergeuden.

Obwohl das Vogelhirn etwas anders aufgebaut ist als ein Säugerhirn und Verhaltensforscher die Vögel gerne als »gefiederte Säugetiere« (oder fliegende Dinosaurier) bezeichnen, ist ein an situationsgebundenes Lernen gekoppeltes Erinnerungsvermögen für die meisten Arten überhaupt kein nennenswertes Problem. Von wegen Spatzenhirn …