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  • Investigación y Ciencia
  • Agosto 2016Nº 479
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Reseña

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Alas

Adquisición del vuelo en el mundo animal.

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ON THE WING
INSECTS, PTEROSAURS, BIRDS, BATS AND THE EVOLUTION OF ANIMAL FLIGHT
David E. Alexander
Oxford University Press, 2015

Las alas tienen interés ecológico. El éxito de la chicharrita parda (Nilaparvata lugens), plaga de los arrozales, depende de su capacidad para desarrollarse en dos formas diferentes en respuesta a claves ambientales. La chicharrita de alas largas huye de entornos hostiles en busca de alimentación; la de alas cortas, perdida su capacidad de volar, se refugia en una elevada tasa de reproducción. Que desarrollen un tipo u otro de alas depende de dos receptores de insulina.

Las alas, y en particular su mimetismo, se presentaron también como la prueba más hermosa de la teoría de la selección natural. Así lo declaró el descubridor del fenómeno, Walter Bates, y como tal fue recibida por el propio Charles Darwin y sus primeros seguidores.

De los aeroplanos a las aves, el vuelo ha despertado la admiración del ser humano, interés que ha experimentado un especial renacimiento en el curso de los últimos diez años. Alexander ha ahondado en su evolución en cada uno de los cuatro grupos animales —los cuatro grandes— que adquirieron dicha capacidad: insectos, pterosaurios, aves y murciélagos. Se trata de la primera obra que ofrece una visión de conjunto; con un estilo llano y riguroso, resalta el nexo entre un tisanóptero diminuto y el poderoso albatros, profundiza en el registro fósil y criba la teoría del origen de las alas. A propósito de estas, se pregunta si las aves volaron desde la copa de los árboles al suelo o si se alzaron en rápida carrera. Aborda las anomalías del mundo de los seres voladores, desde el aleteo frenético del colibrí hasta el planeo de las ardillas. Para la exposición científica se apoya en modelos biomecánicos recientes conjugados con enfoques anatómicos, ecológicos y filogenéticos tradicionales. Conocer de qué modo afecta el tamaño a la fisiología y aerodinámica de los voladores modernos nos permite comprender el vuelo de animales antiguos.

La capacidad de vuelo se adquirió, de forma independiente, en cuatro ocasiones, las correspondientes a cada uno de los cuatro grandes grupos. Con ese fin, la selección natural debió de actuar sobre alguna estructura que tendría al menos propiedades ligeramente alares, quizás una superficie más extensa que se prolongara a ambos lados del cuerpo. Las aves emplearon brazos y plumas modificadas; los murciélagos, los huesos de manos y dedos; las alas de los pterosaurios estaban asentadas sobre dedos enormes con membranas rígidas; las de los insectos, en cambio, no son extremidades modificadas.

Abundan los insectos fósiles. Hace 300 millones de años había insectos bastante mayores que los actuales; se han hallado efímeras fósiles que desplegaban una envergadura alar de 45 centímetros. El mayor insecto conocido era un odonatóptero cuya envergadura alar era de 66-70 centímetros. No obstante, los insectos alados fósiles irrumpen con tal brusquedad que no ayudan a comprender el origen del vuelo. Los neópteros han adquirido una bisagra alar que les permite plegar las alas. Ciertos grupos perdieron más tarde la capacidad de volar y algunos redujeron los dos pares originales de alas a uno. A dos se reducen las teorías prevalentes sobre su origen anatómico: derivan de las branquias larvarias o proceden de lóbulos paranotales, placas llanas que se extienden desde la parte anterior del tórax. Los precursores directos de los insectos voladores serían organismos parecidos a lepismas, de un centímetro de longitud o mayores. Se alimentarían de la parte superior de los tallos de las plantas y saltarían al suelo para huir de los depredadores o acelerar su huida. Poseerían probablemente una buena vista y capacidad para orientarse durante el salto o la caída [véase «El vuelo de los insectos», por Michael Dickinson; Investigación y Ciencia, agosto de 2001, y «Los insectos: un éxito de la evolución», por André Nel; Investigación y Ciencia, febrero de 2003].

En torno al origen del vuelo de las aves, el debate se polariza entre quienes sostienen la teoría arbórea, o planeo desde la copa, y los partidarios de la teoría corredora, de ascensión tras la carrera. No parece un paso fácil, de acuerdo con los principios de la biomecánica, remontar el vuelo batiendo las alas para superar una pendiente. Una evolución a partir del planeo de los dinosaurios manirraptores sería una hipótesis menos compleja. El arquetipo fósil de la protoave voladora sería Archaeopteryx. Al cumplirse el sesquicentenario del descubrimiento en Baviera de ese fósil con plumas, el equipo dirigido por Xing Shu desenterró el terópodo Xiaotingia zhengi, que ha obligado a replantearse el origen de las aves, las cuales serían dinosaurios con adaptaciones fisiológicas para el vuelo. Si los primeros pterosaurios caminaron a cuatro patas y no fueron corredores bípedos, no sería verosímil un origen del vuelo desde el suelo. El precursor arbóreo entraña conexiones con la percepción, modificaciones del sistema nervioso y diversidad estructural [véase «El origen de las aves y su vuelo», por Kevin Padian y Luis M. Chiappe; Investigación y Ciencia, abril de 1998, y «El origen de las aves modernas», por Gareth Dyke; Investigación y Ciencia; septiembre de 2010].

Menos duda cabe de que los murciélagos evolucionaron a partir de antepasados arbóreos planeadores. La genética ha resuelto la polémica en torno a una posible adquisición del vuelo por los micromurciélagos distinta de la seguida por los megamurciélagos: hubo un solo origen. Se presume que el vuelo y la ecolocación, unidos por la nocturnidad y por una vinculación física literal entre el aleteo y la producción de la llamada (que requiere una notable fuerza muscular), evolucionarían a la par [véase «Origen y evolución de los murciélagos», por Nancy B. Simmons; Investigación y Ciencia, marzo de 2009]. Algunas aves e insectos han perdido su capacidad de vuelo, pero no ocurrió así con los murciélagos o los pterosaurios. En estos dos últimos grupos, debido al uso de sus extremidades en el vuelo. Las aves han perdido su capacidad de vuelo en las islas; los insectos, al convertirse en ectoparásitos o en entornos insólitos.

Otros animales llevaron el planeo muy lejos. Pensemos en las ardillas y los peces voladores. Otros excelentes planeadores son las ranas voladoras, de dedos largos y unidos por una membrana interdigital que les permite planear entre ramas. Existen también lagartos dragón cuyos pliegues móviles se extienden a modo de alas para planear de un árbol a otro. Quizá los animales más fascinantes de todos sean las serpientes planeadoras, que saltan desde la rama donde estén, aplanan su cuerpo y vuelan planeando, en forma de ese, de árbol en árbol o hacia el suelo, con un ángulo de 30 grados.

Todo indica que, con excepción del pterosaurio, la capacidad de volar pudiera resultar clave para el predominio de insectos, aves y murciélagos en el reino animal. Hay más especies de insectos que del resto de los animales considerados en conjunto, y un 98 por ciento de ellos poseen alas. De los cuatro grupos, los tres que siguen medrando constituyen ejemplos de particular éxito. Ahí radica el interés del estudio del vuelo.

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