Biología

En la evolución del vuelo, un ligamento del hombro es una pieza clave

(NC&T) David Baier (del departamento de Ecología y Biología Evolutiva en la Universidad Brown) y su equipo de trabajo se concentraron en la articulación del hombro, un lugar donde se ejercen poderosas fuerzas por la convergencia de varios músculos. ¿Por qué no se disloca la articulación? ¿Qué mantiene estabilizadas las alas durante el vuelo? Baier y su equipo abordaron estos interrogantes de una manera particularmente abierta, estudiando animales vivos y fósiles de dinosaurios, y examinando la interacción entre tejidos aerodinámicos blandos y las fuerzas óseas que afectan a la articulación del hombro.

El equipo comenzó con una paloma. Para comprender mejor cómo las aves estabilizan sus alas durante el vuelo, emplearon un esqueleto virtual en 3D, y calcularon las fuerzas necesarias para mantener la postura de vuelo de planeo. Encontraron que el elemento crítico para mantener estables las alas de la paloma era el ligamento acrocoracohumeral, una corta banda de tejido que conecta el húmero a la articulación del hombro. El ligamento equilibra todas las fuerzas ejercidas sobre la articulación del hombro, desde la tracción del masivo músculo pectoral en el pecho del ave, hasta el empuje del viento bajo sus alas, lo que lo convierte en la pieza clave del vuelo de los pájaros actuales.

Para poder valorar si este ligamento desempeñaba el mismo rol en los animales primitivos, el equipo se concentró en el caimán. Los caimanes son parientes cercanos de las aves, y ambos descienden de los poderosos reptiles que aparecieron en el planeta hace unos 250 millones de años, y evolucionaron hacia los dinosaurios que gobernaron el planeta en la era Mesozoica.

Los científicos encontraron que los caimanes usan músculos, y no ligamentos, para realizar el duro trabajo de sostener el hombro.

Evolución del vuelo
El ligamento acrocoracohumeral, visto mediante modelado por ordenador. (Foto: David Baier/Brown University)
Entonces estudiaron el esqueleto del Archaeopteryx lithographica, considerado por muchos paleontólogos como el primer pájaro existente.

El nuevo sistema de equilibrio de fuerzas basado en ligamentos parece haber evolucionado gradualmente en los animales voladores mesozoicos. Lo que esto significa es que el aparato de vuelo de los pájaros fue refinándose con el tiempo.

Esta nueva investigación también sugiere que cuando los primeros pájaros volaron, equilibraban sus hombros de una manera diferente a como lo hacen los actuales. Y por tanto, su vuelo debe haber sido diferente también.

Algunos científicos creen que esas primitivas criaturas voladoras se lanzaban desde los árboles para planear, o bien batían fuertemente las alas corriendo sobre el terreno, dando saltos cada vez más grandes según avanzó su proceso evolutivo. Este enfoque, estudiar los sistemas de balance de fuerzas, puede ayudar a los científicos a poner a prueba esas teorías.


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