Ptačí biologové to vědí už dlouho, ale vysvětlit, jak mohou ptačí kostry vypadat tak křehce a přitom být těžké, se podařilo až novodobé badatelce netopýrů Elizabeth Dumontové z University of Massachusetts Amherst. Odpověď zní, že kosti ptáků jsou hustší než kosti savců, a proto jsou těžké, i když jsou tenké a někdy dokonce duté.
Její zjištění, podpořená měřením hustoty kostí, byla publikována 17. března v časopise Proceedings of the Royal Society B. Jak vysvětluje Dumont: „Skutečnost, že kosti ptáků jsou hustší než kosti savců, je činí nejen těžšími vzhledem k jejich velikosti, ale může je také činit tužšími a pevnějšími. To je nový způsob, jak přemýšlet o tom, jak jsou ptačí kostry specializované na létání, a řeší hádanku, proč se ptačí kostry zdají být tak lehké a přesto jsou relativně těžké. To nebylo nikdy plně vysvětleno, a tak se to nikdy nedostalo do učebnic. Rád bych, aby se to změnilo.“
Dumont měřil hustotu lebky, ramenní neboli pažní kosti a stehenní neboli stehenní kosti u zpěvných ptáků, hlodavců a netopýrů pomocí měření kostní hmoty a objemu. „Zjistil jsem, že v průměru jsou tyto kosti nejhustší u ptáků, těsně následovaných netopýry. Mnoho dalších studií ukázalo, že s rostoucí hustotou kostí roste i jejich tuhost a pevnost. Maximalizace tuhosti a pevnosti v poměru k hmotnosti jsou optimalizační strategie, které se používají při konstrukci pevných a tuhých, ale lehkých umělých leteckých rámů,“ upozorňuje. Hustota je měřítkem hmotnosti na jednotku objemu; husté kosti jsou těžší a zároveň pevnější, podobně jako by titanové párátko bylo pevnější než dřevěné.
V průběhu času se u ptačích kostí vyvinuly specializace, které maximalizují tuhost a pevnost, říká Dumont. Mezi tyto specializace patří vysoká hustota kostí, snížení celkového počtu kostí, splynutí některých kostí a změny tvaru kostí. Dlouhá historie studií například ukázala, že hlavní kost ptačího křídla, pažní kost, má poměrně kulatý průřez. Díky tomu je tužší stejně, jako je těžší zlomit kulaté párátko než ploché.
Galileo v roce 1683 popsal ptačí kosti jako lehké, uvádí Dumont. Její nové údaje pomáhají vyvrátit rozšířenou mylnou představu, že ptačí kostry jsou v poměru k tělesné hmotnosti lehké. Naopak, kostry ptáků a netopýrů se pouze zdají být štíhlé a křehké – protože jsou husté, jsou také těžké. To, že jsou kosti ptáků a netopýrů husté, silné a tuhé, je další způsob, jak jsou specializované na let.