Por qué los huesos de las aves son huecos

Por qué los huesos de las aves son huecos

¿Son frágiles los huesos de las aves?

Este Domingo de la Ciencia nos hemos ocupado de las aves y, en particular, de sus huesos. Mucha gente cree que las aves tienen los huesos huecos porque así son más ligeras y pueden volar mejor, pero en realidad los huesos de las aves no pesan más que los de los mamíferos. La razón de que las aves tengan huesos huecos es el oxígeno. Dado que las aves vuelan a alturas que pueden limitar su ingesta de oxígeno, es importante que retengan suficiente oxígeno para mantenerse en los cielos. Para ello, los huesos huecos (también llamados neumatizados) están llenos de espacio para el aire, ¡como si los pulmones se extendieran dentro de los huesos! Y aunque los huesos huecos suenan frágiles, hemos demostrado que no lo son en absoluto. Hemos hecho nuestros propios huesos huecos con tubos de papel y luego hemos comprobado su resistencia. ¡Mira cuánto material pueden transportar los tubos huecos!

Pulmones de ave

La parte hueca de un hueso de ave no es espacio perdido. En algunos huesos, las cavidades huecas contienen prolongaciones de los sacos aéreos de los pulmones. Estos sacos de aire ayudan al ave a obtener el oxígeno que necesita para volar rápida y fácilmente.

Podría pensarse que estos huesos son frágiles, como cáscaras de huevo vacías, pero las aves no pueden permitirse tener huesos que se rompan con facilidad. Los huesos huecos se sostienen mediante puntales internos, es decir, estructuras interiores que ayudan a reforzar el hueso para que pueda soportar la presión longitudinal (presión a lo largo de su longitud).

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Los puntales de los huesos de las aves son muy parecidos a los que sostienen las alas huecas de los aviones. Proporcionan al hueso una mayor resistencia para que pueda soportar los rigores de los despegues, vuelos y aterrizajes, por no mencionar todas las demás actividades de la vida de un ave.

¿Se fosilizan los huesos de las aves?

¿En qué se diferencian los huesos humanos de los huesos huecos presentes en las aves? Un hueso humano es fuerte y denso y contiene médula ósea. Un hueso de ave, en cambio, es hueco y está inflado. Además, el hueso posee ciertas secciones transversales, conocidas como puntales, que refuerzan el hueso y ayudan a las aves a soportar el despegue, el vuelo y el aterrizaje. Aunque parecería que los huesos huecos harían que el esqueleto de un ave fuera más ligero que el de un mamífero, los estudios han revelado que el esqueleto de un ave pesa aproximadamente lo mismo que el de un mamífero. Sin embargo, el hueso hueco y denso es más rígido y fuerte que el de los mamíferos, lo que le permite soportar la tensión y los rigores del vuelo.

¿Cómo respiran las aves? Tanto en términos de estructura como de capacidad para intercambiar gases con la mayor eficacia posible, el sistema respiratorio aviar difiere notablemente del humano. El sistema respiratorio aviar está formado por un par de pulmones con superficies estáticas para el intercambio de gases y sacos aéreos acoplados que se expanden y contraen para hacer circular el aire por los pulmones estáticos. Antes de ser completamente consumido y expulsado fuera del cuerpo, un soplo inhalado de aire rico en oxígeno pasa por dos ciclos completos de inhalación y exhalación en el sistema respiratorio.

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Huesos de ave frente a huesos humanos

Los biólogos de aves lo saben desde hace mucho tiempo, pero ha tenido que ser una moderna investigadora de murciélagos, Elizabeth Dumont, de la Universidad de Massachusetts Amherst, quien explicara por qué los esqueletos de las aves pueden parecer tan delicados y a la vez ser tan pesados. La respuesta es que los huesos de las aves son más densos que los de los mamíferos, lo que los hace más pesados aunque sean delgados y a veces incluso huecos.

Sus hallazgos, respaldados por mediciones de la densidad ósea, se publican en el número del 17 de marzo de Proceedings of the Royal Society B. Como explica Dumont, "el hecho de que los huesos de las aves sean más densos que los de los mamíferos no sólo los hace más pesados para su tamaño, sino que también puede hacerlos más rígidos y fuertes. Se trata de una nueva forma de entender cómo los esqueletos de las aves están especializados para volar y resuelve el enigma de por qué los esqueletos de las aves parecen tan ligeros y siguen siendo relativamente pesados. Esto nunca se ha explicado del todo y, por tanto, nunca ha entrado en los libros de texto. Me gustaría que eso cambiara".

Dumont midió la densidad del cráneo, el hueso del brazo o húmero y los huesos del muslo o fémur de pájaros cantores, roedores y murciélagos midiendo la masa y el volumen óseos. "Descubrí que, de media, estos huesos son más densos en las aves, seguidas de cerca por los murciélagos. Muchos otros estudios han demostrado que, a medida que aumenta la densidad ósea, también lo hacen la rigidez y la resistencia de los huesos. Maximizar la rigidez y la resistencia en relación con el peso son estrategias de optimización que se utilizan en el diseño de fuselajes artificiales fuertes y rígidos pero ligeros", señala. La densidad es una medida de la masa por unidad de volumen; los huesos densos son a la vez más pesados y resistentes, del mismo modo que un palillo de titanio sería más resistente que uno de madera.

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