El vuelo es la forma de desplazamiento que utilizan mayoritariamente los pájaros, que suelen caminar de forma torpe salvo algunas excepciones, por ejemplo el avestruz, y también otros animales, como muchos insectos y unos pocos mamíferos.
Un requisito imprescindible para que un objeto pueda volar, esto es, moverse a través de la atmósfera superando los efectos de la gravedad, es combinar fuerza y peso en una relación apropiada. La anatomía de los pájaros ha evolucionado desde sus antepasados reptiles hasta un esqueleto resistente de peso reducido, con forma aerodinámica y capaz de soportar potentes músculos, consiguiendo así dominar el vuelo.
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Fundamentos del vuelo de un pájaro
Hay muchas formas específicas de vuelo entre la gran cantidad de tipos de pájaros existentes; por ejemplo, el albatros (familia Diomedeidae) tiene unas alas largas y estrechas y puede permanecer en vuelo durante mucho tiempo sin moverlas aprovechando corrientes de aire; por el contrario, los colibrís (familia Trochilidae) no pueden dejar de aletear ni un segundo.
Pero en lo básico, todos los pájaros utilizan los mismos principios aerodinámicos. Prácticamente toda la anatomía de los pájaros está diseñada e involucrada en el vuelo, pero sobre todo sus alas, y se puede explicar, entre otras, aplicando las leyes del movimiento de Newton.
La Tercera Ley de Newton, también conocida como Ley de acción-reacción, establece que si objeto ejerce una fuerza sobre un segundo objeto, este segundo objeto ejerce una fuerza de igual magnitud paro en sentido opuesto sobre el primer objeto. El movimiento de las alas empujando el aire hacia abajo tendría este efecto; la fuerza descendente sobre el aire crea una fuerza sobre el pájaro en sentido opuesto.
Pero además, al igual que ocurre en un avión, la fuerza ascendente también aparece cuándo el pájaro avanza sin aletear. Esto se debe a que la forma de las alas crea un flujo descendiente de aire y, respondiendo a la tercera ley de Newton, el aire crea una fuerza en sentido contrario que, si supera la acción de la gravedad, hará volar al pájaro.
Si se mide la velocidad y presión del flujo del aire alrededor de las alas, la velocidad de flujo es mayor en el aire que pasa por la parte superior del ala, creando así una zona de menor presión sobre el ala respecto a la parte inferior donde se crea una presión relativamente mayor, origen de la fuerza ascendente.
Y todo esto gracias a la forma de las alas. Pero esto no basta. Para que la fuerza elevadora sea suficiente, la fuerza del flujo de aire ha de ser adecuada. Es decir, el pájaro necesita fuerza de propulsión. Los aviones utilizan motores que le proveen de esta fuerza, mientras que los pájaros pueden utilizar varias técnicas: la primera es el movimiento de sus alas, gracias a unos potentes músculos, y la segunda aprovechar corrientes de aire.
Por ejemplo, moviendo las alas pueden dirigir la fuerza elevadora bajo las alas hacia diferentes ángulos, consiguiendo la propulsión necesaria.
Adaptaciones para el vuelo
Las alas son la estructura anatómica clave en el vuelo de los pájaros, pues son las implicadas en generar la fuerza de elevación. En algunas especies, la forma del cuerpo también puede generar una fuerza de elevación siguiendo los mismos principios, pero en general las responsables son las alas.
Pero además, los pájaros han desarrollado otras muchas adaptaciones anatómicas para el vuelo, en especial para reducir la gran demanda energética que supone volar:
- Forma del cuerpo diseñada para reducir la resistencia con el arie.
- Esqueleto con huesos huecos para reducir el peso corporal.
- Pérdida de muchos huesos respecto a otros animales, por ejemplo han perdido el hueso de la cola (se puede observar en fósiles de los primeros pájaros, por ejemplo en Archaeopteryx) y han perdido la mandíbula y dientes (reemplazado por picos mucho más ligeros y aerodinámicos).
- Sistema pulmonar unidireccional para satisfacer más rápido de las altas cantidades de oxígeno que demanda el vuelo.
- Sistemas celulares antioxidantes mejorados para compensar la mayor formación de radicales libres por la mayor tasa metabólica.
- Caja torácica adaptada para anclar los potentes músculos que mueven las alas.
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