In nieuws dat absoluut niemand zal verbazen die ooit heeft geprobeerd ergens goed in te zijn en tegelijkertijd iets anders, hebben wetenschappers ontdekt dat de Europese nachtzwaluw (Caprimulgus europaeus) geen perfect geoptimaliseerde vliegmachine is. De vogel, die duizenden kilometers trekt tussen Europa en zuidelijk Afrika, offert blijkbaar vliegefficiëntie op voor wendbaarheid. Schokkend.

Onderzoekers van de Universiteit van Lund bestudeerden de vogels in een windtunnel, registreerden hun bewegingen bij verschillende snelheden en maten luchtstroompatronen achter hun vleugels. Wat ze ontdekten, was dat de brede vleugeltoppen van de nachtzwaluw – waarschijnlijk nuttig voor het manoeuvreren tijdens langzame vlucht – een last worden bij hogere snelheden, waardoor ze minder efficiënt lift genereren. Lift, voor degenen die niet thuis zijn in de aerodynamica, is de kracht die een vogel in de lucht houdt. Dus de nachtzwaluw is eigenlijk die collega die geweldig is in vergaderingen maar instort onder deadline-druk.

De bevindingen dagen de veronderstelling uit dat langeafstandstrekkers vleugels moeten hebben die primair geoptimaliseerd zijn voor efficiënte langeafstandsvlucht. "Dit druist in tegen het intuïtieve beeld van een langeafstandstrekker als een perfect geoptimaliseerde vliegmachine," zegt Christoffer Johansson, universitair hoofddocent aan de Universiteit van Lund. "In plaats daarvan lijken de vleugels van de nachtzwaluw een compromis te zijn tussen verschillende eisen. De vogel kan langzaam vliegen en manoeuvreren tijdens de jacht, maar de keerzijde is een verminderde efficiëntie in liftgeneratie bij hogere snelheden." Met andere woorden, evolutie is net als de rest van ons: jongleren met concurrerende eisen en af en toe de bal laten vallen.

Maar wacht, er is meer. De onderzoekers ontdekten ook dat de nachtzwaluw tijdens de opwaartse slag – het omhooggaande deel van elke vleugelslag – blijft doorgaan met het genereren van stuwkracht. Dit is ongebruikelijk omdat een dergelijke actieve opwaartse slag voorheen voornamelijk in verband werd gebracht met vleermuizen en insecten, niet met vogels. Het is alsof de nachtzwaluw naar het draaiboek van de vleermuis keek en zei: "Oké, dat probeer ik ook." De ontdekking suggereert dat dieren met zeer verschillende evolutionaire geschiedenissen vergelijkbare aerodynamische oplossingen kunnen hebben ontwikkeld. "Wat interessant is, is dat hetzelfde type aerodynamische oplossing lijkt voor te komen bij heel verschillende dieren," zegt Johansson. "Dit suggereert dat de opwaartse slag niet slechts een passief of liftgenererend deel van de vleugelslag hoeft te zijn. Het kan actief worden gebruikt om stuwkracht te genereren wanneer de vleugels niet ver genoeg kunnen worden opgevouwen." Tot zover vogels die origineel zijn.

De bredere les, volgens de onderzoekers, is dat evolutie geen perfecte ontwerpen produceert – het produceert compromissen. Voor de nachtzwaluw betekent dat het combineren van een continentoverspannende migratie met de wendbaarheid om insecten te jagen bij lage snelheden. Het is het biologische equivalent van een Zwitsers zakmes: nergens geweldig in, maar handig in een noodgeval. Het begrijpen van deze compromissen zou ook kunnen leiden tot verbeteringen in de luchtvaarttechnologie, met name drones en andere robotvliegtuigen die flapperende vleugels gebruiken. Net als vogels kunnen deze machines te maken krijgen met mechanische beperkingen bij het opvouwen van vleugels, en door te leren hoe nachtzwaluwen stuwkracht genereren tijdens de opwaartse slag, kunnen ingenieurs effectievere manieren ontwikkelen om door de lucht te bewegen. Want blijkbaar hebben we meer drones nodig.

Onderzoekers hopen nu te bepalen of dit ongebruikelijke vliegmechanisme wijdverspreid is onder andere vogels en vliegende dieren of dat het een meer gespecialiseerde aanpassing is. "We willen nu onderzoeken hoe gangbaar deze manier van krachtgeneratie is onder andere vogels en vliegende dieren," besluit Johansson. "Het zou ons kunnen helpen begrijpen welke aerodynamische principes specifiek zijn voor de nachtzwaluw en welke meer algemeen. Deze kennis kan ook inspiratie bieden voor de ontwikkeling van nieuwe soorten flapperende vliegtuigen." Dus blijf op de hoogte: de nachtzwaluw is mogelijk binnenkort verantwoordelijk voor een nieuwe generatie robotvogels. Of op zijn minst voor enkele zeer verwarde ingenieurs.