El vuelo no es exclusivo de las aves; los mamíferos (murciélagos), los insectos y algunos peces han desarrollado independientemente esta habilidad a través del proceso de evolución convergente. Sin embargo, las aves superan con creces a otros animales voladores en eficiencia y duración; por ejemplo, el vencejo común (Apus apus) ha sido reportado recientemente como capaz de volar regularmente durante períodos de 10 meses durante la migración. Las aves deben esta extraordinaria capacidad a las plumas y a los huesos, que son materiales biológicos extremadamente ligeros. Logran esta función crucial a través de un diseño eficiente que abarca múltiples escalas de longitud. Tanto las plumas como los huesos tienen combinaciones inusuales de características estructurales organizadas jerárquicamente desde la nanoescala hasta la macroescala, y permiten un equilibrio entre ligereza y rigidez y resistencia a la flexión/torsión. En este artículo se revisan las características complementarias entre el hueso y la pluma de las aves, por primera vez, y proporcionan información sobre el enfoque de la naturaleza para crear estructuras optimizadas para el vuelo. Revelamos un aspecto novedoso de la pluma, mostrando que el espaciado de las barbillas está consistentemente dentro del rango de 8-16 μm para aves de diferentes masas, como el colibrí de Anna (Calypte anna) (4 g) y el cóndor andino (Vultur gryphus) (11,000 g). Se examinan las características de la pluma y el hueso utilizando las relaciones estructura-propiedad que definen la Ciencia de Materiales. Aclaramos el papel de la carga aerodinámica en las características macroestructurales reforzadas observadas y en las formas eficientemente adaptadas para aplicaciones especializadas, así como la utilización de materiales compuestos. Estas características únicas inspirarán estructuras sintéticas con un rendimiento/peso maximizado para su uso potencial en futuros sistemas de transporte.
Cómo se llaman los huesos de las alas
Todos los pájaros tienen alas. Incluso las aves no voladoras, que descienden de ancestros voladores, utilizan sus alas para el equilibrio, el despliegue y otros propósitos.
Los orígenes de estos apéndices extraordinarios se remontan a la época de los dinosaurios, pero la causa de su desarrollo sigue siendo un misterio. Sin embargo, los científicos tienen algunas ideas. Algunos teorizan que los ancestros de las aves pueden haber vivido en los árboles, deslizándose entre ramas antes de desarrollar gradualmente la capacidad de vuelo real. Otros sostienen que los dinosaurios similares a las aves evolucionaron como voladores después de desarrollar la capacidad de saltar al aire para evadir a los depredadores. También se ha sugerido que las alas proto-pájaros pueden haber evolucionado como una ayuda para ayudar a sus dueños a correr por pendientes empinadas.
Independientemente de cómo se originaron, las alas (y el vuelo) son una parte clave de lo que hace que las aves sean tan maravillosos. Si tienes curiosidad por saber qué hace que una ala de pájaro sea una ala de pájaro, cómo funcionan estas extremidades sorprendentes y cómo funcionan diferentes tipos de alas de pájaros, sigue leyendo.
Conceptos básicos del ala de pájaro
Las aves tienen los mismos huesos básicos dentro de sus alas que tienes en tus brazos: el húmero en la parte superior de la extremidad, el radio y el cúbito en la parte inferior de la extremidad, y los huesos más pequeños y delicados de la mano y los dedos.
En las aves, la selección natural ha modificado estos huesos para el vuelo y los huesos de la mano de las aves se han reducido y fusionado con el tiempo. Pero si observas de cerca el esqueleto de un pájaro, aún puedes distinguir los huesos de tres dedos pequeños dentro de la punta del ala.
Los huesos de las aves también están llenos de pequeñas bolsas de aire, otra adaptación para el vuelo, que los hace ligeros pero muy fuertes.
Las aves también necesitan músculos poderosos en su pecho y alas para hacer posible el vuelo. Para proporcionar una mayor superficie de apoyo para los músculos de vuelo, las aves tienen una placa ósea con una cresta llamada quilla que recorre el centro de su esternón.
Las aves y los seres humanos utilizan el mismo músculo, el pectoral mayor, para bajar sus alas y brazos respectivos. Pero para levantar sus alas, las aves tienen un arreglo único: un músculo llamado supra-coracoideo se une a la quilla en un extremo y, desde allí, se curva hacia arriba y sobre el hombro y se ancla en la parte superior del ala para levantarla al contraerse. Este sistema de poleas ayuda a que el aleteo de las alas de las aves sea lo suficientemente fuerte para el vuelo.
Plumas de las alas
Las plumas largas de las alas de un pájaro se denominan colectivamente plumas de vuelo o rémiges. Se unen a lo largo del borde posterior de las alas del pájaro para crear la superficie necesaria para el vuelo. Estas plumas se dividen en dos grupos, las primarias, que se unen sólidamente a la mano del pájaro, y las secundarias, que se unen al antebrazo del pájaro. Un pájaro puede manipular sus plumas primarias de manera similar a cómo puedes mover tus dedos, flexionándolas y rotándolas para proporcionar un control preciso.
Las secundarias, las plumas de vuelo en la sección interna del ala, ayudan a formar un perfil aerodinámico, la misma forma de adelante hacia atrás de un ala de avión. Esto es crucial para crear la sustentación necesaria para que un pájaro se eleve en el aire.
Diferentes tipos de alas
Las alas de los pájaros vienen en una variedad de formas, dependiendo del tipo de vuelo para el que una especie en particular está adaptada. Los ornitólogos han agrupado las formas de las alas en cuatro tipos básicos:
- Alas elípticas: brindan a sus dueños la capacidad de maniobrar en espacios reducidos y volar rápidamente en ráfagas cortas, pero no son muy eficientes para mantenerse en el aire durante largos períodos de tiempo. Este tipo de ala es común en aves que viven en bosques y las que no migran largas distancias. Las aves que migran largas distancias, como las migratorias neotropicales que pasan el invierno en América del Sur, tienden a tener alas más largas y estrechas que sus parientes cercanos que no migran, pero aún tienen una forma elíptica en general. Algunos ejemplos de aves con alas elípticas incluyen palomas, pájaros carpinteros y gorriones.
- Alas de planeo activo: son largas y estrechas. Son especialmente comunes entre las aves marinas como los albatros. Esta forma permite a las aves deslizarse sobre las corrientes de aire con poco esfuerzo, viajando largas distancias sin necesidad de aletear sus alas.
- Alas de planeo pasivo: son un poco más cortas y anchas que las alas de planeo activo, lo que facilita el despegue. Las plumas primarias en aves con este tipo de alas se abren, con ranuras entre ellas, alterando su aerodinámica de una manera que es ideal para atrapar columnas ascendentes de aire llamadas térmicas. Las aves grandes que vuelan en el interior, como las águilas y los buitres, suelen tener alas de planeo pasivo.
- Alas de alta velocidad: están adaptadas, como probablemente puedas imaginar, para la velocidad. Son largas (pero no tan largas como las de las aves de planeo), delgadas y puntiagudas. Al batir sus alas rápidamente, las aves con alas de alta velocidad pueden volar increíblemente rápido. Por ejemplo, los halcones tienen este tipo de alas.
Alas de pájaro extremas
Por supuesto, no todas las alas de los pájaros se pueden categorizar fácilmente. Aquí hay algunos ejemplos extremos de cómo las alas de los pájaros se han adaptado a estilos de vida aviares específicos:
Los colibríes pueden batir sus alas hasta 80 veces por segundo. Su capacidad para mantenerse en el aire se debe a una adaptación especial: a medida que baten sus alas, también las rotan en el hombro y el codo, lo que permite a estos diminutos pájaros crear sustentación tanto en el movimiento hacia abajo como en el movimiento hacia arriba.
Los pingüinos son conocidos por ser aves no voladoras, pero han adaptado sus alas para otro propósito. Sus alas cortas y rígidas y sus fuertes músculos pectorales son perfectos para volar bajo el agua. Esencialmente, estas aves acuáticas convirtieron sus alas en un par de aletas, un ejemplo de evolución convergente. Los huesos de las alas de los pingüinos están realmente fusionados, lo que ayuda a facilitar esta funcionalidad de aleta, pero la rigidez resultante también hace que estas aves sean las únicas que no pueden doblar sus alas. Algunas otras aves marinas, como las alcas, los araos y los frailecillos, también utilizan sus alas para propulsarse bajo el agua, pero las alas de estas aves también pueden volar.
Algunas aves incluso cantan con sus alas. Como en todas las especies de manakins, los machos del manakin de alas de club realizan elaboradas exhibiciones de baile dentro de su hábitat tropical en el bosque sudamericano. Los machos de esta especie agregan un giro único: su actuación incluye un sonido de trino similar a un violín producido no por la anatomía vocal del pájaro, sino por la vibración de plumas especiales en forma de club en sus alas. Varias especies de aves pueden emitir sonidos, incluyendo palmadas, estallidos, ruidos de zumbido e incluso silbidos, con sus alas.
Finalmente, las alas más largas en el entorno de las aves hoy en día pertenecen al albatros errante, que tiene una envergadura de hasta 12 pies. (Este es un ejemplo superlativo de las alas de planeo activo descritas anteriormente.) Pero un ave depredadora extinta que vivió hace 5 a 10 millones de años, llamada Pelagornis chilensis, tiene el récord absoluto: su envergadura medida alcanzó los increíbles 17 pies.
Aves en declive en Estados Unidos y Canadá
A pesar de la impresionante adaptabilidad de las aves, enfrentan muchas amenazas. En menos de una sola vida humana, se han perdido 900 millones de aves adultas reproductoras en Estados Unidos y Canadá, en todos los ecosistemas. Esto incluye incluso a las aves familiares: el junco de ojos oscuros ha perdido un increíble 175 millones de individuos de su población. El gorrión de garganta blanca ha perdido 93 millones.
Los científicos han identificado la pérdida de hábitat como el principal impulsor general de la disminución de las aves. Otras amenazas importantes causadas por los humanos para las aves provienen de los gatos y otras especies invasoras; colisiones con vidrio e infraestructura industrial como torres de comunicaciones y aerogeneradores; y la exposición a pesticidas y otros tóxicos.
El cambio climático exacerba estas amenazas y también crea nuevos desafíos, por ejemplo, al cambiar las distribuciones de hábitat y desplazar el momento de los picos de suministro de alimentos para las aves.
Cómo puedes ayudar a las aves
Las políticas promulgadas por el Congreso de Estados Unidos y las agencias federales, como el Servicio de Pesca y Vida Silvestre de Estados Unidos, tienen un gran impacto en las aves de América. Puedes ayudar a dar forma a estas reglas para mejorar al instar a los legisladores a priorizar a las aves, el hábitat de las aves y medidas amigables con las aves. Para empezar, visita el Centro de Acción de ABC.
Vivir una vida amigable con las aves puede tener un impacto inmediato en las aves que te rodean. Hacerlo puede ser tan fácil como agregar plantas nativas a tu jardín, evitar pesticidas y mantener a los gatos en el interior. Para obtener más información, visita nuestra página de Vida Amigable con las Aves.
American Bird Conservancy y nuestros socios de Migratory Bird Joint Venture han mejorado la gestión de conservación en más de 4 millones de acres de hábitat de aves en Estados Unidos, un área más grande que el estado de Maryland, en los últimos diez años. Esto es un proyecto monumental que requiere el apoyo de muchos, y puedes ayudar haciendo una donación hoy.
Si quieres conocer otros artículos parecidos a Las alas de los pájaros: estructura y función puedes visitar la categoría Aves.