¿Por qué las aves duermen de pie?

Los humanos y los pájaros son los únicos que comparten el bipedalismo, pero el de las aves se basa en un mecanismo muy específico, la tensegridad, que podría encontrar aplicaciones en la robótica, según un estudio publicado el en la revista Royal Society británica.

La diferencia fundamental entre los humanos y las aves es que la bipedación de los primeros implica mantenerse erguidos, mientras que el de los segundos se basa visiblemente en la flexión de los miembros inferiores.

Esta flexión, que el ser humano sólo puede mantener durante poco tiempo y a costa de un cierto esfuerzo, no impide que las 10.000 especies de aves registradas en el mundo duerman erguidas, precisa el estudio.

Y si nunca nos hemos preguntado realmente por qué, quizás es porque el pájaro es un «animal a la vez muy cercano y muy lejano de nosotros, cuyo vuelo y comportamiento nos interesan especialmente», explica el principal autor del estudio, Anick Aburachid, del laboratorio Mecadev (Mecanismos adaptativos y evolución) del Museo Nacional de Historia Natural de París.

En los humanos, el equilibrio depende de un esqueleto que trabaja en compresión. Las fuerzas se propagan verticalmente, por gravedad, de la cabeza a los pies.

El ave tiene una estructura diferente, con un tronco más horizontal, que se extiende desde una cola corta y ósea, pasando por una columna casi rígida, hasta un cuello largo y luego la cabeza. Este tronco está como en equilibrio sobre las patas, constituidas sucesivamente por tres huesos bastante largos, que forman una especie de Z antes de llegar a los dedos. Una estructura heredada de sus ancestros dinosaurios.

Tensegridad, equilibro con mínimo costo energético

El equipo de Mecadev cree que este sistema se basa en la tensegridad, palabra inglesa que designa la capacidad de una estructura para mantener su equilibrio mediante un juego de tensión y compresión.

Gracias a la tensegridad, el animal puede permanecer «estable con un mínimo costo energético, es decir sin casi ningún esfuerzo muscular gracias a la tensión pasiva», según el estudio. En el ave, «una vez que la estructura se pone bajo tensión, no hay necesidad de energía para levantarla»», dice el profesor Aburachid.

Los pájaros mantienen así el equilibrio con el mínimo esfuerzo, incluso sobre un cable eléctrico o una rama sacudida por el viento. Una hazaña reservada a los practicantes humanos de «slackline», similar a caminar sobre la cuerda floja, pero preferiblemente sin viento.

Para comprobar su hipótesis, los investigadores de Mecadev diseñaron, con la ayuda del Laboratorio de Ciencias Digitales de la Universidad de Nantes (LS2N), un modelo matemático del esqueleto de una ave que combina biología y robótica.

A partir de la postura del pinzón cebra, uno de los pocos pájaros cuya estructura ha sido estudiada mediante rayos X, descifraron la manera como se mantiene vertical. La correcta tensión en los cables permite que el animal modelado encuentre el equilibrio con las patas dobladas.

Los investigadores están considerando modelos más complejos para reproducir el comportamiento de las aves en movimiento, con la ambición de encontrar una aplicación en la robótica.

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