La estructura que permite ejercer el vuelo a las aves, se teoriza procede de dinosaurios no aviaríos, "Aunque usted no lo crea".

El "vuelo" es el principal medio de locomoción utilizado por la mayoría de las especies de aves, desempeña el principal papel en su alimentación, reproducción, crecimiento y capacidad de evasión.

Hoatzin (Opisthocomus hoazin); es una ave tropical que habita en las zonas pantanosas de los Ríos Amazonas y Orinoco. Debido a que la musculatura de vuelo está muy reducida, sólo puede volar de forma limitada. Da preferencia al planeo, a veces acompañado de potentes batidos de alas. De esta forma, se puede cubrir una distancia máxima de 350 metros, pero normalmente las distancias son mucho más cortas. Por lo general, sólo las aves jóvenes tienen garras en las alas, pero a veces éstas permanecen en las aves adultas.

Captada en el Río Beni, en Bolivia, donde es llamada Pava Serere.Tomada de wikipedia trabajo propio de Linda de Volder

Los miembros anteriores del ave: las alas, son la clave para el vuelo. Cada ala posee una veleta central, compuesta por los huesos del húmero, el radio y e cúbito, que golpea el viento. La mano, o "manus", que primigeniamente se componía de cinco dígitos, se reduce a tres, reconocidos como: II, III y IV, cuyo propósito se ha transformado a servir de anclaje para las plumas primarias, uno de los dos grupos de plumas responsables de la forma de perfil alar. El otro conjunto de plumas de vuelo que se ubican detrás de la articulación carpal en "la ulna", se denominan los secundarios o cubitales. El resto de las plumas del ala se las conoce como de cobertura, existiendo tres conjuntos de ellas.

A veces el ala posee garras vestigiales, las que en casi todas las especies se pierden cuando el ave alcanza la adultez; las garras en el "Archaeopteryx"; un género extinto de aves primitivas, aparentemente con caracteres intermedios entre los dinosaurios emplumados y las aves modernas, y que se constituye en un antecedente de las estas, fue un terópodo que existió en el "Jurásico", hace unos ciento cincuenta millones de años; son muy parecidas a las que presentan actualmente los "pichones del hoatzin", que es una especie que resulta de gran interés y debate al presentar características físicas que la han llevado a ser consideradas en diversos órdenes.

La ingeniería de vuelo es similar a la que los humanos copiaron para la invención de los aviones, la "fuerza de sustentación" es producida por la acción del flujo de aire a través del ala, el cual es un "perfil alar". La fuerza de sustentación se produce porque la "presión de aire" es menor en la parte inmediatamente sobre el ala y ligeramente superior en la parte inferior del ala. Al planear tanto las aves como los "ingenios planeadores" obtienen a partir de sus alas tanto una fuerza vertical como una fuerza de empuje adelante. Esto es así porque la fuerza de sustentación se produce en una dirección perpendicular a la del flujo de aire, la que en vuelo horizontal se produce en la parte inferior del ala. Por lo tanto la fuerza de sustentación posee un componente adelante. El peso siempre actúa verticalmente abajo y por lo tanto no puede producir una fuerza adelante, lo que implica que sin este componente adelante, un ave que planeara descendería en sentido vertical, en forma similar a como cae un "paracaídas".

La fuerza de sustentación posee tanto una componente vertical como otra de adelanto.

Lift: elevar, Thrust: empujar; Drag: arrastrar; Weight: peso.

Tomada de wikipedia, "Lift force" by Bartosz Kosiorek.

El ala puede considerarse un plano aerodinámico sobre el que actúan dos fuerzas, una hacia arriba, la de sustentación, y otra que se opone al avance, la de arrastre. Para que el ave pueda volar, es necesario que la fuerza de sustentación compense el peso del animal; el aire que circula por la superficie superior de sus alas crea un área de menor presión que la parte inferior, que contribuye esa fuerza de sustentación. A mayor velocidad que el aire pase por la parte superior e inferior del ala, se crea mayor diferencia de presiones y su resultado se denomina sustentación.

Para el Departamento de Ciencias Terrestres y Planetarias de la Universidad de Tokio, encargado de un nuevo estudio, que fue publicado en la revista "Zoological Letters", existe algo especial en términos de evolución.

Las aves modernas capaces de volar poseen una estructura en las alas llamada "propatagio" que les permite elevarse por el aire. El origen evolucionario de este sistema había permanecido como misterio, pero con estas nuevas investigaciones, se sugiere que podría proceder de los "dinosaurios no aviarios". Los hallazgos provienen del análisis estadístico de las conexiones de brazo preservadas en fósiles.

Aunque el tejido blando, como el que se encuentra en el propatagio (etiquetado como ppt), no se fosiliza bien, hay algunos ejemplos muy raros y bien conservados, similares a los que aquí se muestran. Fotografía de Yurika Uno y Tatsuya Hirasawa © 2023 CC-BY, vía La Jornada.

Explicó Tatsuya Hirasawa, profesor asociado de esa casa de estudios: “En la punta superior del ala de una ave hay una estructura llamada propatagio que contiene un músculo que conecta el hombro y lo tuerce, lo que facilita el aleteo y hace que el vuelo del pájaro sea posible. No se encuentra en otros vertebrados, y se ha descubierto que sus funciones han desaparecido o se han perdido en las aves no voladoras. Así que para entender la evolución del vuelo en las aves debemos saber cómo lo hizo el propatagio. Esto fue lo que nos impulsó a explorar algunos ancestros distantes de las aves modernas, los dinosaurios terópodos”.

Este tipo de dinosaurios, entre los que están el Tyrannosaurus rex y el Velociraptor mongoliensis, tenían brazos en lugar de alas. Si los científicos lograran encontrar evidencia de un ejemplo temprano de propatagio en esos animales ayudaría a explicar cómo la rama aviar moderna del árbol de la vida pasó de los brazos a las alas. Sin embargo, los tejidos que conforman esa estructura son suaves, por lo que restos fósiles adecuados no serían posibles de encontrar.

Señaló Yurika Uno, estudiante de posgrado del Laboratorio de Hirasawa: "En lugar de estudiar fósiles, tuvimos que hallar una manera indirecta de identificar la presencia o la falta de un propatagio en los especímenes. La solución que se nos ocurrió para determinar la presencia de esa estructura fue recopilar datos sobre los ángulos de las articulaciones a lo largo del brazo, o las alas, de un ave o dinosaurio. En las aves modernas las alas no se pueden extender totalmente debido al propatagio, que bloquea el rango de ángulos posible entre las secciones conectadas. Si pudiéramos encontrar un conjunto de ángulos igual de específico entre las articulaciones en las muestras de dinosaurios, podríamos estar bastante seguros de que también poseían esa estructura, y a través de análisis cuantitativos de las posturas fosilizadas de aves y no-dinosaurios, descubrimos los rangos reveladores de los ángulos articulares que esperábamos”.

Basado en sus hallazgos, el equipo apunta a que el propatagio probablemente evolucionó en un grupo de dinosaurios conocido como terópodos manirraptores, incluido el famoso "velocirraptor". La teoría está respaldada por la identificación de la estructura en fósiles de tejido suave preservados, con todas las muestras analizadas anteriores a la evolución del vuelo en dicho linaje. Esto fue confirmado cuando los investigadores identificaron el "propagio" en fósiles de tejidos blandos conservados, incluidos los del oviraptorosaurio emplumado Caudipteryx y del dromeosaurio alado Microraptor. Todos los especímenes en los que lo encontraron existían antes de la evolución del vuelo en ese linaje.

Esquema que muestra la posible evolución del músculo "propagio", en diversas especies de terópodos. Tomada de la página de "El Periódico".

Esta investigación significa que ahora se sabe aproximadamente cuándo surgió el protapagio, y lleva a los investigadores a localizar el momento en que este surgió. Por qué estas especies de terópodos en particular necesitaban tal estructura para adaptarse mejor a su entorno, lo cual de momento podría ser una pregunta más difícil de responder.

Este equipo de investigadores ya ha comenzado a explorar posibles conexiones entre la evidencia fósil y el desarrollo embrionario de los vertebrados modernos para ver si eso arroja alguna luz al respecto, también se cree que algunos terópodos podrían haber desarrollado el propagio, pero no debido a ninguna presión para aprender a volar, ya que sus extremidades anteriores estaban hechas para agarrar objetos y no para volar.

Los saurisquios, de la palabra del griego "Saurischia", que significa "cadera de lagarto", son un "orden" de "Dinosauria", los que surgieron en el "Triásico Superior", hace aproximadamente 228 millones de años, y se diversificaron enormemente durante los posteriores períodos: el "Júrasico" y el "Crétacico"; muchos se extinguieron durante la gran extinción masiva ocurrida hace aproximadamente sesenta y seis millones de años, sin embargo, sus descendientes que son las aves, han alcanzado un gran éxito ecológico, colonizando todos los continentes.

Opinó Hirasawa: "Los dinosaurios que aparecen dibujados en los medios de comunicación son cada vez más precisos. Al menos ahora podemos ver características como plumas, pero espero que pronto podamos ver una representación aún más actualizada donde los terópodos también tengan su propagio".

Así es que este descubrimiento y la teoría que le sustenta deberá ser abordada en otros análisis e investigaciones, pero el primer paso ha sido concretado.