29.5A: Características de las aves

Las aves son animales de sangre caliente con alas que tienen varias adaptaciones al vuelo, aunque no todas las especies pueden volar.

Objetivos de aprendizaje

• Resumir las características derivadas de las aves

Puntos Clave

• Las aves tienen plumas de plumón que proporcionan aislamiento y dos tipos de plumas de vuelo que se encuentran en las alas: plumas primarias productoras de proa en la punta del ala y plumas secundarias que proporcionan elevación más cerca del cuerpo.
• Las plumas de contorno que se encuentran en el cuerpo crean una superficie lisa y aerodinámica.
• Los músculos torácicos de las aves están altamente desarrollados ya que son los responsables del aleteo de toda la ala.
• Las dos clavículas de las aves están fusionadas, formando la furcula o espoleta, que es a la vez flexible y lo suficientemente fuerte como para soportar la cintura escapular durante el aleteo.
• Para mantener bajo el peso corporal, las aves tienen huesos neumáticos, sin vejigas urinarias, y generalmente solo un ovario.
• Las aves han desarrollado un sistema respiratorio eficiente utilizando sacos de aire y flujo de aire unidireccional y un sistema de intercambio de corriente cruzada con la sangre.

Términos Clave

• neumática: con cavidades llenas de aire
• endotérmico: un animal cuya temperatura corporal está regulada por factores internos
• furcula: el hueso bifurcado formado por la fusión de las clavículas en las aves; la espoleta
• cloaca: el conducto común en peces, reptiles, aves y algunos mamíferos primitivos que sirve como el ano así como la apertura genital

Características de las aves

Las aves son endotérmicas y, debido a que vuelan, requieren grandes cantidades de energía, requiriendo una alta tasa metabólica. Al igual que con los mamíferos, que también son endotérmicos, las aves tienen una cubierta aislante que mantiene el calor en el cuerpo: las plumas. Las plumas especializadas llamadas plumas de plumón son especialmente aislantes, atrapando el aire en los espacios entre cada pluma para disminuir la tasa de pérdida de calor. Ciertas partes del cuerpo de un ave están cubiertas de plumas de plumón; la base de otras plumas tiene una porción suave, mientras que las aves recién eclosionadas están cubiertas de plumón.

Las plumas no solo actúan como aislamiento, sino que también permiten el vuelo, permitiendo que el levantamiento y empuje necesarios para llegar a ser aerotransportados. Las plumas de un ala son flexibles, por lo que las plumas colectivas se mueven y se separan a medida que el aire se mueve a través de ellas, reduciendo el arrastre sobre el ala. Las plumas de vuelo son asimétricas, lo que afecta el flujo de aire sobre ellas y proporciona parte de la fuerza de elevación y empuje requerida para el vuelo. En las alas se encuentran dos tipos de plumas de vuelo: plumas primarias y plumas secundarias. Las plumas primarias se encuentran en la punta del ala y proporcionan empuje. Las plumas secundarias se encuentran más cerca del cuerpo, se adhieren a la porción del antebrazo del ala y proporcionan elevación. Las plumas de contorno son las que se encuentran en el cuerpo. Ayudan a reducir el arrastre producido por la resistencia al viento durante el vuelo, creando una superficie lisa y aerodinámica que permite que el aire fluya suavemente sobre el cuerpo del ave para un vuelo eficiente.

Figura\(\PageIndex{1}\): Plumas de ave: Las plumas primarias se localizan en la punta del ala y proporcionan empuje; las plumas secundarias se localizan cerca del cuerpo y proporcionan elevación.

El aleteo de todo el ala ocurre principalmente a través de las acciones de los músculos del pecho: el pectoral y el supracoracoideo. Estos músculos, altamente desarrollados en aves y que representan un mayor porcentaje de masa corporal que en la mayoría de los mamíferos, se adhieren a una quilla en forma de hoja, similar a la de una embarcación, ubicada en el esternón. El esternón de las aves es más grande que el de otros vertebrados, lo que acomoda los grandes músculos requeridos para generar suficiente fuerza ascendente para generar sustentación con el aleteo de las alas. Otra modificación esquelética que se encuentra en la mayoría de las aves es la fusión de las dos clavículas (clavículas), formando la furcula o espoleta. La fúrcula es lo suficientemente flexible como para doblarse y brindar soporte a la cintura escapular durante el aleteo.

Un requisito importante de vuelo es un bajo peso corporal. A medida que aumenta el peso corporal, aumenta la producción muscular requerida para volar. El ave viva más grande es el avestruz. Si bien es mucho más pequeño que los mamíferos más grandes, no tiene vuelo. Para las aves que sí vuelan, la reducción en el peso corporal facilita el vuelo. Se encuentran varias modificaciones en las aves para reducir el peso corporal, incluida la neumatización de los huesos. Los huesos neumáticos son huecos en lugar de estar llenos de tejido. Contienen espacios de aire que a veces están conectados a sacos de aire y tienen puntales de hueso para proporcionar refuerzo estructural. Los huesos neumáticos no se encuentran en todas las aves; son más extensos en aves grandes que en aves pequeñas. No todos los huesos del esqueleto son neumáticos, aunque los cráneos de casi todas las aves lo son.

Figura\(\PageIndex{1}\): Huesos neumáticos de aves: Muchas aves tienen huesos huecos, neumáticos, que facilitan el vuelo.

Otras modificaciones que reducen el peso incluyen la falta de vejiga urinaria. Las aves poseen una cloaca: una estructura que permite que el agua sea reabsorbida de los desechos de regreso al torrente sanguíneo. El ácido úrico no se expulsa como líquido, sino que se concentra en sales de urato, las cuales son expulsadas junto con la materia fecal. De esta manera, el agua no se retiene en la vejiga urinaria, lo que aumentaría el peso corporal. La mayoría de las especies de aves poseen solo un ovario en lugar de dos, reduciendo aún más la masa corporal.

Los sacos de aire que se extienden hacia los huesos, haciéndolos neumáticos, también se unen con los pulmones y funcionan en la respiración. A diferencia de los pulmones de mamíferos en los que el aire fluye en dos direcciones, a medida que se respira dentro y fuera, el flujo de aire a través de los pulmones de las aves viaja en una dirección Los sacos de aire permiten este flujo de aire unidireccional, que también crea un sistema de intercambio de corriente cruzada con la sangre. En un sistema de corriente cruzada o contracorriente, el aire fluye en una dirección y la sangre fluye en dirección opuesta, creando un medio muy eficiente de intercambio de gases.

Figura\(\PageIndex{1}\): Respiración aviar: La respiración aviar es un sistema eficiente de intercambio de gases con aire que fluye unidireccionalmente. Durante la inhalación, el aire pasa de la tráquea a los sacos de aire posteriores, luego a través de los pulmones a los sacos de aire anteriores. Los sacos de aire están conectados al interior hueco de los huesos. Durante la exhalación, el aire de los sacos de aire pasa a los pulmones y sale de la tráquea.