El milagro del vuelo de las aves
Por el corresponsal de “¡Despertad!” en Australia
SE REÚNE una muchedumbre en el castillo Stirling de Escocia para presenciar un acontecimiento espectacular. Allí en el techo está un alquimista italiano que ha anunciado que volará a Francia usando alas de diseño especial y dotadas generosamente con plumas de ave.
¡Partió! ¿Pero dónde viene a posarse? ¡Al pie del castillo, con el fémur roto! Así terminó una tentativa del siglo dieciséis por imitar el milagro del vuelo de las aves.
El vuelo de las aves siempre ha fascinado a la gente. Hace unos tres mil años un agudo observador del mundo que lo rodeaba declaró que “el camino del águila en los cielos” simplemente era ‘demasiado maravilloso’ para que él lo entendiera.—Pro. 30:18, 19.
Durante un período largo muchas personas opinaban que si el hombre simplemente poseía plumas como un ave y agitaba las alas hacia arriba y hacia abajo podría volar. Sin embargo, en los pasados dos siglos, más o menos, el hombre se ha dado cuenta de que las aves están equipadas más maravillosamente para el vuelo que lo que se había pensado. Este equipo singular incluye sus plumas, forma de las alas, músculos especializados, forma del cuerpo, estructura de los huesos y, por supuesto, su habilidad instintiva para valerse ventajosamente de los muchos factores variables del vuelo. El hombre ha aprendido mucho de las aves, y ha inventado máquinas que a su modo torpe imitan el vuelo de éstas. ¡Pero el hombre simplemente no está diseñado para volar como ellas lo están!
La necesidad de volar
El hombre, por supuesto, no necesita volar para sobrevivir, pero esto sí le es necesario a casi todas las aves. Son criaturas muy activas y requieren grandes cantidades de alimento. Por ejemplo, su corazón da entre 200 y 1.000 latidos por minuto, y la temperatura de su cuerpo varía entre 39 y 44 grados C. Se ha calculado que el vencejo común puede volar entre 12 y 14 horas al día a velocidades de hasta 65 kilómetros por hora en su vuelo normal de caza. Cuando este pájaro alimenta a sus jóvenes, puede que vuele 960 kilómetros al día.
Algunas aves pueden alcanzar tremendas velocidades en vuelos cortos. Se ha sabido de halcones que se han lanzado a unos 290 kilómetros por hora. En la India se cronometró el vuelo de ciertos vencejos en 320 kilómetros por hora.
Cuando uno observa el vuelo de las aves tan suave y falto de esfuerzo, no puede menos que preguntarse: ¿Cómo lo hacen las aves? ¿Cómo se las arreglan para permanecer en el aire?
El secreto del vuelo
Aunque no podemos ver el aire alrededor de nosotros, sabemos que, cuando está en movimiento, puede ser muy poderoso. En una tempestad, los árboles pueden ser desarraigados y los techos pueden ser levantados de las casas. De modo parecido, el aire que se mueve alrededor de las alas especialmente formadas de un ave suministra suficiente fuerza elevadora para compensar por la atracción de la gravedad e impedir que la criatura caiga al suelo. Sin el efecto del aire en movimiento, un ave caería al suelo cual piedra.
El ala del ave está formada de tal modo que el aire tiene que viajar mayor distancia sobre la parte superior del ala que por debajo de ella. Por eso el aire arriba del ala viaja con más rapidez para ‘dar alcance,’ por decirlo así.
Debido a la velocidad aumentada, el aire arriba del aire es “más raro” que el aire por debajo. El aire comprimido y “más grueso” debajo del ala ejerce mayor presión y empuja el ave hacia arriba, suministrando la elevación que se necesita. Algo parecido sucede cuando se usa una paja para beber. A medida que se dan chupadas a la paja, el aire dentro de ella se está enrareciendo. El aire normal de afuera es “más grueso” entonces, y empuja el líquido hacia arriba en la paja.
El aire que da contra la cara inferior del ala del ave también tiende a levantarla. Sin embargo, al mismo tiempo la criatura tiene que utilizar algo de su fuerza para superar el efecto de resistencia del aire.
Para hacer que el aire la lleve, el ave generalmente salta al aire y bate las alas. Quizás al principio parezca que el ave sencillamente las bate hacia arriba y hacia abajo. Pero una investigación más detenida revela que este vuelo de aleteo es mucho más complejo. El ave tira sus alas hacia abajo y atrás con las plumas cerradas firmemente y las alas extendidas, y así empuja todo el aire posible. Luego tira las alas hacia delante y arriba con las plumas separadas para permitir que pase el aire. También tira las alas estrechamente hacia el cuerpo para que el aire le ofrezca el mínimo de resistencia.
El movimiento de las alas provee la elevación y también la propulsión que se necesita para superar la “resistencia” y cobrar velocidad. Se pudiera comparar el movimiento de las alas del ave a la “brazada de mariposa” ejecutada por un nadador. Hay un movimiento giratorio de los brazos desde la conyuntura del hombro a medida que los lanza hacia adelante por el aire y luego los mueve hacia atrás por el agua. Pero el vuelo es mucho más complejo, pues envuelve el movimiento giratorio del ala y los movimientos relativos de varias partes de ella.
Mientras más rápidamente viaje el ave, más elevación provendrá del aire que pasa alrededor de las alas. Se ha calculado que una paloma utiliza cinco veces más energía al alzar el vuelo que cuando logra su vuelo constante.
En el caso de casi todas las aves de mayor tamaño, la envergadura más extensa todavía no basta para compensar por el peso extra y la resistencia mayor, especialmente al tiempo de alzar vuelo. Por eso algunas de ellas, como el pelícano, corren en el suelo por varios metros a fin de cobrar velocidad para la elevación. Otras, como los buitres, llegan a parar en un árbol o valla y luego, por medio de saltar, cobran suficiente velocidad gracias a la atracción de la gravedad para que sus alas provean la fuerza elevadora.
El ave más pesada que puede volar es cierto cisne blanco norteamericano que pesa hasta 18 kilos. Por requerir un esfuerzo tan grande, las aves más pesadas están limitadas en la cantidad de aleteo que pueden efectuar. Sin embargo, esto no impide su habilidad para volar, puesto que son maestras de otra forma de vuelo.
Vuelos cernido y planeado
Las aves grandes pueden volar durante horas a través de grandes distancias y escasamente mover las alas debido al uso que hacen de las corrientes de aire. Pudiéramos recurrir a una experiencia común para ilustrar lo que estas corrientes son. Cuando pone la mano encima de una cosa caliente, puede sentir el aire caliente ascender. Similarmente, cuando el Sol calienta la Tierra, algunas zonas se calientan más que otras, según la naturaleza de la superficie. Esto hace que suba el aire que está sobre la superficie, y produce una fuerte corriente de aire, aunque en el suelo todo puede parecer bastante tranquilo. Estas corrientes ascendentes, que se llaman “térmicas,” son burbujas de aire caliente de forma anular y se sabe que a veces han subido a alturas de tres kilómetros.
Hay otra manera en que se forma una corriente ascendente y esto es cuando el viento da contra una colina o montaña. El viento tiene que subir por fuerza la ladera de la montaña, y este movimiento del aire continúa más allá de la cima de la montaña.
Cuando un ave encuentra una corriente ascendente que va subiendo con más rapidez que la velocidad con que el ave descendería, puede “pasearse” en ella, generalmente haciendo círculos para poder permanecer en el aire ascendente. Cual vela, las alas extendidas atrapan la corriente ascendente. Así las aves pueden lograr altitud sin casi ningún esfuerzo. Esta clase de vuelo se llama “cernerse.”
Asociado con esto está el vuelo “planeado,” en que el ave desciende con las alas extendidas y todas las superficies expandidas para disminuir la velocidad del descenso. Las mejores planeadoras pueden viajar una distancia aproximadamente 20 veces mayor que las altitudes de las cuales inician su descenso.
Las aves planeadoras, como los buitres, gaviotas, pelícanos, halcones y águilas, pueden viajar tremendas distancias con poco esfuerzo por medio de subir en una corriente ascendente y planear hasta que lleguen a otra corriente ascendente. Por medio de los movimientos de las alas pueden revolotear a la misma altura en una corriente ascendente o cambiar instantáneamente de un planeo a un cernido. Hay algunas variedades de aves que pueden viajar de esta manera la mayor parte del día a velocidades de 48 a 80 kilómetros por hora, y así conservar su energía. Generalmente se puede discernir cuando las aves emplean este tipo de vuelo porque se notará que hacen círculos por un rato a medida que suben y luego cambian a un planeo largo y derecho.
Los albatros y aves parecidas saben valerse peritamente de los fuertes vientos sobre el océano. Con el viento detrás de él, el albatros inicia un planeo largo hacia la superficie del agua, cobrando velocidad. A más o menos un metro del agua vuelve hacia el viento y éste lo levanta, y aunque pierde velocidad, cobra altitud. Entonces vuelve y empieza el ciclo de nuevo. Al ajustar las distancias que viaja en cualquier parte de este ciclo, el ave puede viajar en la dirección que desee. Empleando esta técnica, el albatros “real,” por ejemplo, puede viajar largos períodos a velocidades de 80 a 110 kilómetros por hora. El único esfuerzo que este vuelo requiere del ave es mantener extendidas las alas y de vez en cuando batirlas una o dos veces.
Puesto que el batir las alas requiere grandes cantidades de energía, las aves grandes se valen del vuelo planeado y del cernido siempre que sea posible. Estas aves usan el aleteo principalmente para moverse de percha en percha y para ayudarlas a alzar el vuelo. Estas aves baten las alas solo de una a tres veces por segundo, mientras que la aletada de la mayoría de los pájaros cantores es dos veces más rápida. Un colibrí, de solo cinco centímetros de largo y que pesa solo tres gramos, agita sus alas entre 60 y 70 veces por segundo. Puede revolotear cual helicóptero y es el único pájaro que realmente puede volar hacia atrás.
El arte de dar vuelta y aterrizar
Es asombroso el control que las aves tienen en el aire. Pueden dar la vuelta batiendo un ala más rápidamente que la otra. Esto también hace que el ala se eleve y le permite al ave dar una vuelta abrupta. Las plumas de la cola o timoneras también desempeñan un papel en esto. Adicionalmente, ayudan a proveer equilibrio y sirven de freno cuando se necesita. La manera en que las aves vuelan rápidamente en una dirección y luego en otra, evitando las ramas y el chocar unas con otras, muestra que realmente son maestras del aire.
En lo que tiene que ver con los aterrizajes, las aves poseen todo lo que se necesita para lograr aterrizajes de perfección casi increíble. El ave tiene que considerar su altura, velocidad y dirección y cualesquier corrientes de viento para no dar contra el suelo con fuerza o voltearse al aterrizar. Algunas de las aves más pesadas tienen que correr una corta distancia para mantener su equilibrio.
Las aves usan sus alas diestramente y también sus colas para reducir la velocidad y controlar el aterrizaje, y les es posible descender sobre una rama de tal modo que apenas la agitan. Esta es una verdadera acrobacia cuando se considera la velocidad con que se acercan al lugar donde llegan a parar. A veces las aves realmente baten sus alas en la dirección opuesta a su vuelo para reducir su velocidad rápidamente.
De diseño maravilloso
Resalta el hecho de que las aves fueron diseñadas para vuelo cuando se considera la estructura de sus huesos y la cobertura. Tienen un húmero que encaja en la coyuntura del hombro y un antebrazo de dos huesos. Debido a la manera en que los huesos están unidos, se mueven libremente hacia arriba y abajo y también pueden girar. En vez de tener un hueso del pecho plano como el nuestro, el esternón del ave tiene la forma de la quilla de un barco. Esto provee un espacio grande para que los músculos de vuelo especializados y extremadamente poderosos estén ligados a ambos lados del esternón.
Los huesos mismos están idealmente diseñados. Principalmente son tubos con paredes delgadas, o, en el caso de las aves más grandes, están delicadamente apuntalados en el interior. Como resultado, los huesos proveen sostén ligero pero sumamente fuerte. Por ejemplo, puede que el esqueleto entero de un ave fragata o rabihorcada, con una envergadura de dos metros, pese tan poco como 113 gramos. Los huesos más grandes también contienen sacos de aire. Estos sacos son secundarios, o suplementarios, a los pulmones y, según se haga necesario, suministran un abastecimiento de oxígeno adicional para sostener la tremenda actividad del ave.
Las plumas, también, son una maravilla de diseño. El ave puede tener de 2.000 a 6.000 plumas. Cada pluma está equipada con centenares de barbas ramificadas de un cañón hueco, y cada barba tiene centenares de bárbulas que se ramifican en muchas barbicelas aún más diminutas con forma de gancho. Se calcula que una sola pluma de paloma de unos 15 centímetros tiene unas 990.000 bárbulas y millones de barbicelas. Todas estas se entrelazan para proveer una superficie resistente eficazmente hermética que no solo es de peso ligero sino retiene el calor y es impermeable. Las plumas también suministran una superficie de alas muy ampliada con muy poco peso adicional.
Las plumas de las alas se clasifican en tres grupos principales. Las más grandes, las primarias, están alrededor de las puntas de las alas y son muy importantes para la gobernación lateral así como también para el vuelo remado. En las aves de rapiña las primarias cambian a una anchura menor como a media distancia del cuerpo. Evidentemente debido a esto estas aves pueden subir en el aire a un ángulo mucho más empinado y también pueden valerse a mayor grado de las corrientes de aire naturales. Las plumas secundarias están prendidas a los antebrazos, o cúbitos, y las terciarias al húmero. Las plumas de estas clases desempeñan papeles importantes en el vuelo.
¿Milagro, o casualidad ciega?
Aun un examen breve del vuelo de las aves hace que uno se detenga y piense. El hombre ha podido imitar algunos aspectos del vuelo de las aves después de dedicar muchas décadas a diseño intensivo, experimentación y análisis inteligente. No obstante, tiene que depender de instrumentos muy complejos para hacer lo que las aves pueden hacer aun mejor por medio de instinto. Aunque el hombre puede producir planeadores y actualmente aviones de reacción supersónicos, no ha podido imitar precisamente el aleteo de las aves que puede producir tanto propulsión como elevación. ¿Cómo piensa usted que se originó el vuelo de las aves que depende de tantos factores complejos?
Algunos afirman que de alguna manera las aves evolucionaron de los reptiles, que las escamas se tornaron lentamente en plumas. Señalan al fósil de un ave de la antigüedad que se llamaba arqueópterix, que tenía dientes y una larga cola huesuda, y alegan que éste es “un eslabón perdido.” Sin embargo, hay varios aspectos críticos que se pasan por alto. Los reptiles son de sangre fría y a menudo de movimiento lento, mientras que las aves son de sangre caliente y se cuentan entre las criaturas más activas de la Tierra. El vuelo exige que muchos factores coordinados estén presentes a la misma vez.
Es digno de notarse que el arqueópterix ya tenía alas plenamente desarrolladas y perfectamente emplumecidas (no escamas en proceso de desarrollarse en plumas), y tenía patas especiales equipadas para posarse. Las proporciones relativas de la cabeza y la caja craneal son las de un ave y bastante diferentes de las de los reptiles. De modo que el arqueópterix no evolucionó de un reptil en un ave.
Seguramente la habilidad para volar no se puede atribuir a la mera casualidad. Un estudio cuidadoso suministra evidencia convincente de que el vuelo de las aves es de origen divino. Todo acerca de las aves —sus cuerpos aerodinámicos, sus alas grandes y ligeras, la estructura especial de sus huesos y todo el instinto necesario para habérselas con la complejidad del vuelo— revela un Diseñador inteligente muy superior al hombre. Sí, debemos reverenciar a Éste, a Jehová Dios, por el milagro del vuelo de las aves.—Sal. 148:1, 7, 10.
[Ilustración de la página 21]
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aire en movimiento
fuerza elevadora
resistencia al avance
gravedad
las fuerzas que operan sobre el ala de un ave
[Ilustración de la página 22]
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corriente térmica ascendente
vuelo planeado
corriente térmica ascendente