Door Stefan Verhoeven, student diergeneeskunde Utrecht.

Vogels stammen evolutionair gezien af van reptielen. Dit was af te leiden uit het beperkte aantal bekende fossielen van Archaeopteryx lithographica. Dit dier leefde in het Juratijdperk, wat 135-180 miljoen jaar geleden is. De kenmerken van reptielen die in dit dier waren terug te vinden waren een boven- en onderkaak met tanden, een groot aantal staartwervels, wervels die weinig met elkaar vergroeid waren, een klein sternum zonder kam en klauwtjes aan de 3 digiti van de vleugels. De enige mij bekende vogel die nog een klauwtje heeft aan de vleugel, zijn jongen van de hoatzin, Opisthocomus hoazin, welke gebruikt wordt bij het klimmen in takken. Kenmerken van de Archaeopteryx die overeenkomsten vertoonden met vogels waren de veren en de beide vergroeide sleutelbeenderen, ofwel de furcula. Een verschil tussen de huidige vogels en reptielen is dat vogels een lichaamstemperatuur hebben die onafhankelijk is van de omgevingstemperatuur.

Hoewel niet alle huidige vogelsoorten kunnen vliegen, is het vliegvermogen wel het kenmerk waar vogels bekend om zijn. Hiervoor zijn tijdens de evolutie specifieke kenmerken ontstaan. De meeste vogels zijn spoelvormig om zo minder last te hebben van de luchtweerstand. De voorste ledematen (de armen bij mensen) zijn aangepast om mee te kunnen vliegen. Het skelet is licht in gewicht. De botten zijn wel compleet verkalkt, maar in de lange pijpbeenderen zit vaak geen merg maar uitstulpingen van de luchtzakken. De wervels zijn op verschillende plaatsen vergroeid voor extra stevigheid. Het borstbeen is bij de meeste vogelsoorten sterk ontwikkeld en heeft een kam welke als aanhechting van de vliegspieren dient. Verder bezitten vogels uiteraard veren die het vliegen mogelijk maken. Andere kenmerken van vogels die niet of minder met het vliegvermogen samenhangen zijn: de afwezigheid van zweetklieren, de snavel, vergroeiing van vele schedelbeenderen, een respiratieapparaat met relatie f kleine, geringe uitzetbare, longen, welke verbonden zijn met luchtzakken. Vogels kunnen geluid maken met behulp van de syrinx, welke op de splitsing van de trachea (luchtpijp) naar de 2 hoofdbronchiën ligt. De syrinx kan vele verschillende vormen hebben al naar gelang de vogelsoort. Bepaalde eendensoorten hebben een zeer sterk ontwikkelde syrinx. Sommige vogelsoorten hebben een copulatie orgaan, maar dat is bij zebravinken niet het geval. De meeste vrouwelijke vogels hebben slechts 1 ontwikkeld eierstok en eileider. De bevruchting van de eicel vindt inwendig plaats.

Zebravinken behoren tot de klasse der Aves (vogels), tot de orde der Passeriformes (zangvogels), tot de familie der Estrildidae, tot het genus Taeniopygia en tot de species guttata. Er zijn 2 ondersoorten beschreven van de zebravink, hierdoor wordt de wetenschappelijke naam van de zebravink Taeniopygia guttata guttata voor de nominaatvorm (bij ons bekend als de Timor zebravink) en Taeniopygia guttata castanotis voor de ondersoort (de Australische zebravink, waar de gedomesticeerde zebravink van afstamt).

Zoals op de afbeelding te zien is bestaat het skelet van vogels net als bij mensen uit een heleboel afzonderlijke botten. Veel van deze botten komen qua opbouw en functie overeen met de botten van de mens. Andere botten zijn van oorsprong vergelijkbaar met de botten die in de mens voorkomen maar zijn in de loop van de evolutie veranderd om beter aangepast te zijn op zijn functie. Botten worden embryonaal al gevormd. Voor het vormen van bot zijn enkele verschillende celsoorten betrokken met ieder hun eigen functie. Sommigen zorgen voor de opbouw van bot, andere voor de afbraak van bot. Want hoewel een bot een vrij star iets lijkt, welke eenmaal aangelegd hetzelfde zou blijven, is dat dus allerminst het geval. Bot wordt constant opgebouwd en weer afgebroken. Dit kan zowel komen om de calcium reserves vrij te maken die op dat moment nodig zijn voor de vogel (bij groei, maar bijvoorbeeld ook bij het leggen van eieren). Echter onder invloed van belasting van een bot wordt deze omgevormd. Wordt het bot weinig belast, dan zal deze wat luchtiger worden opgebouwd. Hierdoor is er nog voldoende stevigheid voor ondersteuning, maar zal het gewicht afnemen. Wordt het bot veel belast dan wordt deze steviger opgebouwd. Het bot zal dichter van structuur worden, waardoor deze meer krachten kan weerstaan.

Longen:

Longen bij vogels zijn compleet anders opgebouwd dan bij mensen. In tegenstelling tot bij mensen zijn de longen van vogels geen beweeglijke ballonachtige structuren, maar een sterk vertakt buizenstelsel. Verder bezitten vogels luchtzakken. Een deel van de luchtzakken slaan de ingeademde lucht op, het andere deel slaat voornamelijk de uitgeademde lucht op. De luchtzakken zijn ongeveer 10x zo groot als de longen van een vogel. Verder spelen de luchtzakken ook een rol bij de warmtehuishouding en bovendien maken ze de vogel lichter, wat handig is bij het vliegen.

Maagdarmkanaal:

Ook het maagdarmkanaal wijkt wat af bij vogels. Zelfs tussen vogelsoorten onderling zit ook vrij veel verschil in de onderlinge verhoudingen van de afzonderlijke darmdelen. Deze verschillen zijn er vooral tussen vogelsoorten die verschillend voedsel opnemen. Voor een belangrijk deel komt het maagdarmkanaal qua functioneren overeen met dat van mensen. Vogels hebben ook speekselklieren, echter deze zijn bij de zebravink talrijker aanwezig dan bij mensen. Voedsel wordt in de bek niet gekauwd en wordt bijna direct doorgeslikt, waarbij het speeksel vooral als glijmiddel dienst doet. De slokdarm van onder andere zebravinken heeft een verwijding en waar voedsel in opgeslagen wordt, de krop. Vervolgens gaat het voedsel naar de maag. De maag van vogels bestaat uit 2 delen. Namelijk het eerste deel, de kliermaag, en de spiermaag. De kliermaag is vergelijkbaar met de maag van mensen, er worden verteringssappen en zoutzuur afgegeven. De spiermaag is bij zaadetende vogels goed ontwikkeld . De wand van de spiermaag is zeer gespierd. De functie van de spiermaag is het fijnmalen van het voedsel, de werking wordt verbeterd door opgenomen steentjes welke ook in de spiermaag terecht komen. De binnenlaag van de spiermaag wordt door een dikke en harde laag beschermd tegen overmatige slijtage. Na de spiermaag gaat het voedsel naar de dunne en dikke darm. De blinde darm van zebravinken ik bijna compleet afwezig. Het laatste deel van het maagdarmkanaal is de cloaca. Hier wordt ook de urine in afgegeven en tevens monden de eileider of de afvoerende kanalen van sperma in de cloaca uit. Bij de cloaca ligt de Bursa van Fabricius, deze is bij jonge dieren sterk ontwikkeld en zorgt voor de opbouw van het afweersysteem. Uiteindelijk wordt bij een gezonde vogel de mest uitgepoept samen met een klein wit kapje. Dat witte kapje is de urine.

Spieren:

Spieren wijken in werking en opbouw weinig tot niets af van de spieren in mensen. Maar 2 zijn wel afwijkend met mensen, dat zijn de Musculus pectoralis en de Musculus supracoracoideus. Dit zijn de borstspieren die het vliegen mogelijk maken. Ze bestaan uit witte spiervezels, die geschikt zijn voor snelle en kortdurende inspanning, en rode spiervezels, welke meer geschikt zijn voor langdurige inspanning. Bij het vliegen maken vogels gebruik van het helicopterprincipe, waardoor ze naar boven kunnen bewegen, en van het vliegtuigprincipe, waardoor ze vooruit kunnen bewegen.

Nieren:

De nieren van vogels zijn uit 2 verschillende typen nefronen (dat zijn de structuren waardoor urine wordt gevormd) opgebouwd. Namelijk reptieltype nefronen en zoogdiertype nefronen. De zoogdiertype nefronen zijn vergelijkbaar met die van de mens. De reptieltype nefronen kunnen de urine minder goed concentreren dan de zoogdiertype nefronen. Wanneer vogels uitdrogen worden de reptieltype nefronen geremd, waardoor minder vocht verloren gaat via de urine. Verder scheiden vogels voornamelijk urinezuur uit, in plaats van ureum wat voor de mens normaal is. Bij de uitscheiding van urinezuur gaat minder vocht verloren dan bij ureum, waardoor vogels relatief minder water op moeten nemen dan zoogdieren. Een ander zeer belangrijk voordeel van urinezuur is dat het ervoor zorgt dat tijdens de groei van een kuiken in een ei, niet te veel water wordt vastgehouden. Veel water zou de ontwikkeling van een kuiken ernstig benadelen. Nadeel van urinezuur is dat het slecht oplosbaar is en som s kan neerslaan op andere plaatsen in het lichaam, zoals bij jicht het geval is. De nieren van vogels zijn relatief groot.

Vogels hebben geen blaas, de urine wordt in de cloaca aan de mest toegevoegd. In de cloaca kan de urine nog verder geconcentreerd worden.

Huid en veren:

De huid van vogels is over het algemeen veel dunner dan die van zoogdieren en is ook er los verbonden met de onderliggende weefsels. Verder bezit de huid van vogels geen zweetklieren en slecht een beperkt aantal talgklieren, waarvan de stuitklier, glandula uropygialis, de meest bekende is en ook de belangrijkste is. Onder invloed van hormonen kan in het broedseizoen een broedplek ontstaan op de buik, alwaar de veren verloren gaan en de doorbloeding toeneemt, waardoor een betere warmteoverdracht mogelijk is.

De meest opvallende huiddelen van een vogel zijn uiteraard zijn veren. De veren zorgen voor bescherming tegen uitwendige invloeden, zorgt voor warmte isolatie en stelt de vogel in staat om te vliegen. De contourveren zijn bij zebravinken niet gelijkmatig verdeeld over het lichaam, maar ingeplant in bepaalde gebieden, ofwel de veervelden. De tussenliggende gebieden zijn voornamelijk bedekt met donsveren. Contourveren zijn de slagpennen, vleugeldekveren, staartpennen en de lichaamscontourveren.

De slagpen bestaat uit een schacht, een vlag en het onderste deel van de schacht welke vlagloos is, de spoel. De spoel is een holle buis met aan het uiteinde een ronde opening waar, wanneer de veer zich nog in de vogel bevind, de dermispapil met bloedvaten naar binnen steekt. Op de overgang van spoel naar vlag bevindt zich een tweede opening, alwaar en kleine bijveer kan ontstaan, of een rijtje donsbaarden wordt gevormd. De spoel gaat over in de schacht welke aan de lichaamszijde een groeve bevat voor extra stevigheid. Aan weerszijden van de schacht zijn de baarden bevestigd onder een hoek van ongeveer 45 graden. De baarden zijn in de staartpennen, maar in de vleugelpennen asymmetrisch. Elke baard heeft aan weerszijden een rij baardjes, welke een hoek maken van ongeveer 45 graden met de baard. De baardjes van 2 opeenvolgende baarden overlappen en kruisen elkaar dan ook onder een hoek van 90 graden. Doordat de baardjes aan de uiteinden haakjes bevatten, welke om de baardjes van d e volgende baard zijn gehaakt, verkrijgt de vlag zijn elasticiteit, welke nodig is om te vliegen. Bij de eumo zebravink heeft zich een verandering in de veerstructuur voorgedaan, waardoor de haakjes afwezig zijn. Hierdoor worden de baarden niet aan elkaar gehaakt, en in plaats van goed te kunnen vliegen ontstaat er het probleem dat de lucht te hard door de veren waait, waardoor eumo zebravinken minder goed kunnen vliegen. Donsveren spelen een zeer belangrijke rol bij het op temperatuur houden van het lichaam van onze zebravinken. Donsveren hebben een korte schacht en geen baardjes met haakjes. Bij bepaalde donsveren breken de baardjes tijdens de groei telkens af, waardoor het veerpoeder ontstaat. Dit poeder vormt een waterdichte bekleding voor de contourveren. Verder bezit een vogel ook nog haarveren, welke verspreid over het gehele lichaam voorkomen. Ze bestaan uit een haarachtige schacht met soms een pluimpje baarden aan de top.

De veren van vogels vertonen in ontwikkeling overeenkomsten met de ontwikkeling van schubben bij reptielen. Verder bezit de zebravink ook gewoon schubben, denk daarbij aan de bedekking van de poten. Om tot een veer te komen, ontstaat eerst een schijfvormige verdikking van de epidermis (opperhuid) en wordt een dermispapil gevormd. Rondom deze dermispapil ontstaat een inzinking in de huid, de veerfollikel. De dermispapil is rijk aan bloedvaten en groeit in de veer wanneer deze zich ontwikkeld. Hierdoor ontstaat een kegel met een centrale voedingsbron en een hoornvormige epidermis aan de buitenkant. Vervolgens groeien bij donsveren, vanuit een ring aan de basis, in de lengte de baarden uit. Daarna trekt de dermispapil zich terug, waarbij een hoornlaagje achterblijft. Tenslotte breekt de schede open en kan de donsveer zich ontplooien. De ontwikkeling van een contourveer begint en eindigt op dezelfde manier, maar tijdens de vorming van de baarden uit de ring aan de basis, ontwikkelt zich aan de rugzijde van deze ring de schacht. De schacht neemt de baarden, die voortdurend door de ring worden gevormd, mee als hij verder uitgroeit. Als de schede openbreekt kan de vlag zich ontplooien.

Zoals bekend bezitten pasgeboren zebravinken slecht zeer beperkt veren, de veren die er zitten zijn donsveren. Vervolgens ontwikkelt het jeugdkleed, waarna na de rui het volwassen verenkleed te voorschijn komt. Op bepaalde tijden gaan vogels ruien om zo hun afgesleten veren te vervangen. Het ruien wordt veroorzaakt door milieu-invloeden, hierbij valt bijvoorbeeld te denken aan de temperatuur. Hierdoor komen hormonale processen op gang die voor de rui moeten zorgen. Vogels in slechte conditie ruien vaak slecht en vormen dan vaak bloedpennen. Dat zijn veren waarbij de vlag zich niet ontplooid of waarvan de dermispapil met bloedvaten hoog in de spoel blijft zitten. Niet alle veren worden bij de zebravink tegelijk vervangen, anders zou het vliegvermogen verloren zijn. Wanneer een veer buiten de rui verloren gaat wordt de dermispapil weer actief en vormt een nieuwe veer. Echter is dat alleen het geval wanneer de veer volledig verloren gaat, blijft de schacht zitten dan duurt het tot de volgende rui voordat deze veer wordt vervangen. Van dit feit wordt bij het kortwieken van vogels gebruik gemaakt.

Qua warmte regulatie zijn er ook verschillen tussen mensen en zoogdieren. Het verenkleed is een zeer effectieve isolator en kan door bijvoorbeeld het opzetten van de veren nog voor een regelbare isolatie zorgen. Wanneer een vogel zijn kop tussen de veren steekt kan dit de warmteafgifte tot 30% laten afnemen. Verder bezitten bijna alle vogels geen onderhuidse vetlaag, welke bij zoogdieren wel voorkomt. Zoals al eerder genoemd hebben vogels geen zweetklieren en daarom regelen zij de koeling voornamelijk via de ademhaling. Wel kunnen vogels water uit hun huid verdampen, maar dit vindt niet plaats met behulp van zweetklieren. Om af te koelen gaat de zebravink sneller ademen terwijl de hoeveelheid in- en uitgeademde lucht afneemt. Verder komt bij het vliegen veel warmte vrij, welke zo snel mogelijk afgevoerd dient te worden. Het basale metabolisme bij vogels ligt vrijwel altijd hoger dan bij zoogdieren. Daarbij moet vermeld worden dat Passeriformes, waartoe ook de zebravink behoord, een metabolisme hebben dat nog eens 2 maal hoger ligt dan bij andere vogels. Vogels hebben ongeveer hetzelfde gehoor en dezelfde kleurperceptie als mensen. De reuk is echter zwak ontwikkeld bij zangvogels en ze bezitten maar weinig smaakpapillen.