Fledermäuse sind die einzigen Säugetiere, die angetriebene, flatternde Flüge erreicht haben. Obwohl Fledermäuse fliegen, ist ihre Anatomie enger mit Menschen als mit Vögeln verwandt. Um zu verstehen, wie Fledermäuse fliegen, müssen wir zuerst die Anatomie ihrer Flügel betrachten.
Fledermausflügel sind stark artikuliert, mit mehr als zwei Dutzend unabhängigen Gelenken und einer dünnen flexiblen Membran, die sie bedeckt. Ihre Flügel ähneln in ihrer Struktur dem menschlichen Arm und der Hand, wie im Bild gezeigt.
Die Knochen der Hand und der vier Finger sind stark verlängert, leicht und schlank, um Unterstützung zu bieten und die Flügelmembran zu manipulieren, die Patagium genannt wird. Die zweite Ziffer, die proximalen Teile der dritten Ziffer und das Dactylopatagium medius bilden die Vorderkante des Windes, der normalerweise steif ist, während der dritte Finger die Flügelspitze bildet. Die Hinterkante des Flügels ist nicht unterstützt. Diese Anordnung der Flügel dient als eine Art dünnes Profil mit sehr hohem Sturz, So dass die Fledermaus unter Bedingungen mit niedriger Geschwindigkeit und hohem Auftrieb gut fliegen kann.
Somit besteht das Patagium, das nur Zugbelastungen standhalten kann, aus zwei dünnen Hautschichten mit hochdichten Nerven, Sehnen und Blutgefäßen. Die elastischen Fasern im Patagium erhöhen die Flexibilität und können Energie speichern. Eine interessante Tatsache über das Patagium ist, dass es frei von Fell ist und Wissenschaftler glauben, dass diese Anpassung den Luftstrom erleichtern soll.
Fledermausflugflug gilt als eine der komplexesten Formen der Fortbewegung, bei der ein hochgelenkiges Flügelskelett und eine äußerst flexible Membran zusammenwirken. Fledermäuse haben einzigartige Muskeln im Patagium, Brust und Rücken, um den Flügel während des Fluges anzutreiben.
Um die Position und Form der Knochen während des gesamten Flügelhubs genau zu verfolgen, haben Forscher reflektierende Marker an Gelenken, entlang der Knochen und an wichtigen Punkten auf der Flügelmembran angebracht.
Im Gegensatz zu Vögeln und Insekten, die ihre Flügel während des Fluges falten und drehen können, haben Fledermäuse viel mehr Möglichkeiten. Ihre flexible Haut kann die Luft auffangen und auf viele verschiedene Arten Auftrieb erzeugen oder den Luftwiderstand reduzieren. Während des geradlinigen Fluges ist der Flügel meistens für den Abwärtshub ausgefahren, aber die Flügeloberfläche krümmt sich viel mehr als die eines Vogels – was Fledermäusen mehr Auftrieb für weniger Energie gibt. Während des Aufwärtsschlags falten die Fledermäuse die Flügel viel näher an ihren Körper als andere fliegende Tiere, was möglicherweise den Widerstand verringert, den sie erfahren. Die außergewöhnliche Flexibilität des Flügels ermöglicht es den Tieren auch, 180-Grad-Kurven in einer Entfernung von weniger als einer halben Spannweite zu machen. Diese Flexibilität kann für den chiropraktischen Flug von grundlegender Bedeutung sein und eine verbesserte Auftriebserzeugung sowie eine Gewichtsreduzierung ermöglichen. Während flattern, die flügel drückt gegen die luft rudern die fledermaus durch die luft. Die Vorwärtsbewegung wird erzeugt, weil das Tier den Winkel, in dem die Flügel durch die Luft gehen, und die Form der Flügel bei den Auf- und Abbewegungen ändert. Somit ist der Flügel beim Abwärtshub breit gegen die Luft, beim Aufwärtshub jedoch geneigt, um mit minimalem Widerstand durch ihn hindurch zu gleiten.
Beobachtungen zufolge unterscheidet sich die Aerodynamik der Fledermausschläge erheblich von der von Vögeln und Insekten. Während des Abwärtshubs verfolgt der Wirbel, der im Flatterflügelflug viel mehr Auftrieb erzeugt, die Flügelspitze des Tieres genau. Im Aufwärtshub scheint der Wirbel vollständig von einem anderen Ort abgeworfen zu werden, vielleicht vom Handgelenk des Tieres.
Dieses ungewöhnliche Muster resultiert höchstwahrscheinlich aus der enormen Flexibilität und Artikulation der Flügel der Fledermaus, aber es scheint auch zu einer erheblichen Energieeinsparung beizutragen, die das Tier verbraucht.
Während der Experimente zur Entschlüsselung des Flugmechanismus von Fledermäusen haben Forscher auch deutliche Unterschiede zwischen Fledermäusen und Vögeln festgestellt. Anstelle von Federn, die aus leichten, verschmolzenen Arm- und Handknochen herausragen,haben Fledermäuse flexible, elastische Membranen, die sich zwischen speziell verlängerten, schlanken Handknochen erstrecken. Außerdem ändern die Knochen und die Flügelmembran der Fledermaus bei jedem Flügelschlag ihre Form und biegen sich als Reaktion auf die von den Muskeln ausgeübten Gleichgewichtskräfte und die konkurrierenden Kräfte aufgrund der Luftbewegung um sie herum.
Im Gegensatz zu Vogelflügeln muss die Fledermausflügelmembran unter Spannung gehalten werden, da sie sonst nutzlos flattert. Als solches gibt es Grenzen, wie viel der Flügel während des Fluges gefaltet werden kann. Schließlich, während Upstroke, Vögel federn ihre Flügel, aber Fledermäuse müssen etwas anderes tun und schließlich haben sie eine verdrehte Flügelbahn entwickelt, die den Auftrieb während des Upstroke erhöht.
Schließlich ist ein wichtiger Punkt bei den Flügeln von Fledermäusen, dass sie nicht zum Abheben bestimmt sind und zum Abheben von einer hohen Stelle fallen müssen. Diese Eigenschaft von Fledermausflügeln könnte der Grund sein, warum Fledermäuse kopfüber schlafen. Um den ganzen Tag kopfüber schlafen zu können, ohne zusätzliche Energie zu verbrauchen, haben Fledermäuse einen Klemmmechanismus in ihren Hinterklauen entwickelt, der auf der Schwerkraft basiert.