La fisiología de las aves conduce a la capacidad para volar: tienen tamaño reducido, huesos huecos, y en general las plumas de las alas y la cola son simétricas. Casi no hay dudas de que la evolución de las aves las optimizó para que puedan volar. Sin embargo, un nuevo trabajo de investigación sugiere que las cosas no son tan claras y simples como parecen.
El trabajo publicado en Nature Communications llega a una conclusión bastante contraintuitiva: la mayoría de las aves tiene alas que no parecen estar construidas para máxima eficiencia en el vuelo ni sintonizadas a la perfección para que vuelen. Además, las aves que tienen las alas más optimizadas son los picaflores o colibríes y los pingüinos, y estos últimos las usan para nadar, no para volar. Los investigadores analizaron 1.139 imágenes de alas de ave con un método que les permitía probar el desempeño relativo de las diferentes formas de ala sin presuposiciones de lo que constituye la forma “óptima” para volar.
“En el caso de muchas de las aves las limitaciones funcionales como la necesidad de poder despegar, vencer a la fuerza de gravedad, y ejecutar giros pronunciados, no son una influencia importante en la forma del ala”, le dijo a Gizmodo Benton Walters, investigador del doctorado de la Universidad de Bristol en Reino Unido. “En algunos grupos esas presiones resultaron en la evolución de formas de ala optimizadas, pero son la excepción más que la regla”.
Dos alas y una plegaria
Hay un debate sorprendentemente activo sobre por qué hay animales que evolucionaron para poder volar. Es un debate que data de la década de 1880 pero sus hipótesis no pueden ponerse a prueba por lo que el fallecido ornitólogo John Hutchinson dijo que era “un debate sin sentido”, en un posteo del blog para el Museo de Paleontología de la Universidad de California. Más bien, señalaba Hutchinson, las investigaciones deberían centrarse en cuáles son las características que permiten el vuelo. En el caso de los pájaros modernos las alas son “las estructuras que permiten volar”, según explica el trabajo. Y las aves “han adoptado diversos estilos de vuelo y variadas formas en sus alas”.
Sin embargo, cuanto más se estudia tal diversidad, menos certezas hay sobre el camino evolutivo que llevó a las alas modernas en las aves.
¿Son para volar?
Walters y sus colegas pusieron a prueba la suposición tradicional y – digamos – intuitiva de que las alas de las aves evolucionaron para optimizar su forma con el fin de volar. La selección natural determina cuál es la forma más adecuada al entorno y estilo de vida del animal, de modo que tenga más oportunidades de sobrevivir. Ayuda a las aves a evadir a los depredadores y el frío extremo, y a encontrar mejor alimento, por lo que las alas tendrían el incentivo natural de llegar a su mejor versión.
“Es lo que se conoce como pensamiento adaptacionista”, le dijo Walters a Gizmodo. “Como volar es un modo de traslado exigente, que ha cambiado el diseño del cuerpo de las aves a lo largo de 100 millones de años, entonces las aves tienen que haber evolucionado para que la forma de sus alas sea óptima”.
¿Cómo serían las “óptimas”?
Lo que sucede es que “es muy difícil, si no imposible, determinar si un animal es óptimo porque no hay forma de saberlo al mirar a los animales vivos y determinar si la forma observada es la mejor”, dijo Walters. Para eludir este problema el equipo decidió que su análisis sería teórico y morfo-espacial. Es un método que identifica la mejor forma evolucionada para un estilo de vuelo en particular, en lugar de suponer que la forma del ala es la óptima en cada ave.
Se analizaron 1.139 imágenes de alas de ave, y se consideró también el estilo de vuelo “especializado”, como la altura dinámica del vuelo y el estilo de vuelo de las especies que migran a largas distancias, según explicó Walters. Tal como se lo esperaba, las alas de las aves que no vuelan, como los avestruces, no eran para nada “óptimas”.
Con todo, en el análisis sí encontraron especies de ave cuya forma empírica del ala se parecía en mucho a la forma que se consideraba óptima, como en las familias de pingüinos y colibríes. Las aves con estilos de vuelo de alta demanda de energía, como los halcones y otras aves de alto vuelo, también parecían ser más optimizadas, y tal como se esperaba las aves que no vuelan tienen alas “no óptimas”, según Walters.
Lo que observaron en general es que en la mayoría de las aves “la forma de las alas se acerca a la que mejor serviría para volar”, dijo Walters en declaraciones para la universidad. Y eso vale también para el albatros, que vuela largas distancias y cuya habilidad como aviador aparece en el Guiness de Records Mundiales.
“Lo que impide que tengan la forma óptima es que tienen que aterrizar, algo que a los albatros les cuesta pero les es necesario para reproducirse. Un albatros teórico tendría alas más delgadas y alargadas, pero no podría despegar y aterrizar con seguridad y por ello, no sobreviviría a pesar de tener la forma óptima de las alas para volar”.
“Este trabajo utiliza una perspectiva interesante que enriquece nuestro conocimiento del vuelo de las aves”, le dijo a Gizmodo en un e-mail Michael Pittman, paleobiólogo de la Universidad China de Hong Kong. “Todavía nos falta aprender mucho sobre el vuelo de las aves, y hay mucho potencial allí sin aprovechar, que se puede utilizar para que ese conocimiento sirva en soluciones de ingeniería inspirada en la biología”, añadió Pittman, quien no formó parte de este estudio.
Los hallazgos y resultados demuestran que la hipótesis “lógica” no sería necesariamente lo que la naturaleza tuvo como propósito. Hay muchos diseños humanos como las alas de los aviones y las hélices que siguen el modelo de las aves, pero tal vez debamos ser “selectivos acerca de los animales en los que nos inspiramos”, dijo Walters.
