Cómo respiran las aves

Cómo respiran las aves

¿Los pájaros respiran por los huesos?

En un estudio reciente, los investigadores combinan experimentos de laboratorio y simulaciones por ordenador para explorar la desconcertante ventaja aeróbica que tienen las aves sobre los humanos, ofreciendo nuevas respuestas a la pregunta: ¿Cómo toman oxígeno las aves incluso cuando exhalan?

Inspirar y espirar. Es tan sencillo que a menudo olvidamos que lo estamos haciendo, pero las aves dominan un truco aún más eficaz que durante mucho tiempo ha estado rodeado de misterio: respirar de forma que el aire de sus pulmones fluya en una dirección. Un equipo de matemáticos y físicos ha dado con la explicación.

En la revista Physical Review Letters, investigadores del Instituto de Tecnología de Nueva Jersey y de la Universidad de Nueva York han demostrado cómo las aves pueden hacer pasar continuamente aire oxigenado a través de sus pulmones incluso cuando exhalan, utilizando una combinación de experimentos de laboratorio y simulaciones por ordenador para captar la compleja física del flujo en las redes de vías respiratorias en forma de bucle y sacos aéreos que componen los pulmones aviares.

El estudio ha revelado una dinámica de flujo responsable: en el interior de estas estructuras pulmonares en bucle surgen pequeñas corrientes de aire en forma de tornado, o vórtices, que dan lugar a un flujo de aire unidireccional incluso durante la espiración. El equipo afirma que el hallazgo podría ser una pieza clave para comprender mejor la ventaja aeróbica y energética que poseen muchas aves para volar grandes distancias y a grandes altitudes.

¿Cómo respiran los pájaros sin diafragma?

La tráquea y los pulmones en rosa, los alvéolos en verde azulado. Los pasos 1 y 3 ocurren al mismo tiempo: una bocanada de aire pasa por los pulmones y entra en los alvéolos traseros (1) al mismo tiempo que una bocanada de aire anterior sale de los pulmones y entra en los alvéolos delanteros (3). Los pasos 2 y 4 también ocurren al mismo tiempo: los sacos aéreos de atrás expulsan aire a través de los pulmones (2) mientras que los sacos aéreos de delante expulsan aire por la tráquea (4). Cada bocanada de aire permanece en el interior del ave durante dos inhalaciones y dos exhalaciones.

  Qué pasa si me pica un gallo

Nuestros pulmones están formados por millones de bolsas diminutas. Al inspirar se llenan de aire fresco y al espirar se vacían de aire. Pero los pulmones de las aves son muy diferentes. Están formados por millones de tubos diminutos, como haces de pajitas para beber, y esos tubos están conectados a grandes sacos de aire vacíos, como globos que se extienden por todo el cuerpo. Cuando las aves inspiran, parte del aire pasa por los pulmones y otra parte se salta los pulmones y va a los sacos de aire. Luego, cuando el ave espira, el aire de los sacos aéreos es empujado a través de los tubos pulmonares. Así, las aves reciben aire rico en oxígeno a través de sus pulmones tanto al inhalar como al exhalar. Los pulmones y los sacos aéreos de las aves también envían mini sacos aéreos al esqueleto, que crean espacios llenos de aire en el interior de los huesos, similares a nuestros senos paranasales. Estos espacios de aire en el esqueleto son la huella del sistema respiratorio. Muchos dinosaurios extintos presentan el mismo patrón de espacios de aire en sus esqueletos, por lo que creemos que respiraban como las aves.

Las aves respiran por los pulmones

Las aves respiran con más eficacia que los seres humanos gracias a la estructura de sus pulmones (vías respiratorias en bucle que facilitan los flujos de aire que van en una sola dirección), según ha descubierto un equipo de investigadores mediante una serie de experimentos de laboratorio y simulaciones.

  Qué tan inteligentes son las aves

El estudio, realizado por investigadores de la Universidad de Nueva York y el Instituto de Tecnología de Nueva Jersey, también apunta a formas más inteligentes de bombear fluidos y controlar flujos en aplicaciones como los respiradores.

"La clave es que los pulmones de las aves están formados por vías respiratorias en bucle -no como las ramas y la estructura arborescente de nuestros pulmones- y descubrimos que esto da lugar a flujos unidireccionales o dirigidos alrededor de los bucles", añade Ristroph. "Este viento ventila incluso los recovecos profundos de los pulmones y aporta aire fresco".

Para los experimentos, construyeron tuberías llenas de agua -para reproducir el flujo de aire- y las doblaron para imitar la estructura en bucle de los pulmones de las aves, similar a la forma en que las autopistas están conectadas por rampas de entrada y salida. Los investigadores mezclaron micropartículas en el agua, lo que les permitió seguir la dirección del flujo.

¿Cómo respiran los pájaros mientras vuelan?

A primera vista, cocodrilos y aves parecen dos grupos de animales muy diferentes. Los cocodrilos suelen habitar en marismas y humedales, mientras que la mayoría de las aves anidan en tierra firme o en los árboles. No sólo tienen un aspecto muy diferente, sino que mientras los cocodrilos caminan a cuatro patas y son excelentes nadadores, la mayoría de las aves vuelan. Curiosamente, los investigadores han descubierto notables similitudes en la forma de respirar de cocodrilos y aves. A diferencia de la respiración humana, tanto las aves como los cocodrilos tienen un flujo de aire unidireccional a través de sus vías respiratorias, lo que significa que el aire se mueve en una trayectoria circular hacia el interior de los pulmones y de vuelta al exterior. En este artículo se comparan las estructuras de los sistemas respiratorios de aves y cocodrilos. También examinamos cómo sus sistemas respiratorios están especializados para sus entornos y actividades únicos.

  Qué ave solo tiene una pareja en su vida

Imagina que eres un ave. Aunque hay muchas especies diferentes, la mayoría de las aves se pasan el día volando en busca de comida, construyendo nidos y evitando a los depredadores. Ahora imagina que eres un cocodrilo. Viven en humedales cálidos y húmedos y se pasan el día nadando, desplazándose por tierra y tomando el sol. Está claro que los cocodrilos y las aves muestran comportamientos muy diferentes; sin embargo, la forma en que se alimentan estas actividades es la misma que en todos los tipos de animales. Las células animales requieren oxígeno para crear la energía que necesitan para funcionar. El oxígeno obtenido del aire viaja a través del sistema respiratorio de los animales, donde se produce el intercambio gaseoso. El intercambio gaseoso se produce cuando el oxígeno del aire respirado fluye hacia la sangre del animal a través de un proceso denominado difusión. A cambio, el dióxido de carbono que las células producen como producto de desecho se difunde de la sangre al aire y se exhala.

Subir
Esta web utiliza cookies propias para su correcto funcionamiento. Al hacer clic en el botón Aceptar, acepta el uso de estas tecnologías y el procesamiento de tus datos para estos propósitos. Más información
Privacidad