Adiós a lo aprendido en bachillerato: un estudio demuestra que volar puede gastar menos energía que nadar
El estudio, con participación del CSIC, prueba que las corrientes de aire "abaratan" drásticamente el vuelo
Frente al 99% del tiempo que aletea un cisne, el cóndor sólo bate las alas durante el 0,1% de su vuelo
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En el colegio nos enseñaron una jerarquía que parecía inamovible: nadar es la forma más barata de desplazarse, volar cuesta algo más y correr es lo que más energía consume. Esa lección, repetida durante décadas en los libros de texto, acaba de quedarse anticuada.
Según un estudio internacional publicado en la revista Science con participación del Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC), volar puede costar menos energía que nadar cuando las aves aprovechan las corrientes de aire. El trabajo incorpora por primera vez la atmósfera como fuente de energía para los animales voladores.
El hallazgo desafía uno de los paradigmas clásicos de la biología, que situaba la natación como la forma de locomoción más eficiente entre los vertebrados. La clave, según sus autores, está en un factor que los laboratorios nunca habían tenido en cuenta: el aire en movimiento.
Una clasificación de laboratorio
La jerarquía que estudiamos en clase tiene un origen concreto. En 1972, el fisiólogo Knut Schmidt-Nielsen publicó en la propia Science un trabajo de referencia que comparaba el coste de nadar, volar y correr por unidad de distancia. Sus conclusiones pasaron a los manuales de medio mundo.
El problema es que aquellas mediciones, y muchas posteriores, se hicieron en condiciones controladas: animales que nadaban en tanques, volaban en túneles de viento o corrían sobre cintas mecánicas. En ese entorno artificial no había vientos, térmicas ni corrientes ascendentes que aprovechar.
«Nuestro estudio demuestra que aves planeadoras pueden desplazarse con un coste energético incluso inferior al de la natación, considerada hasta ahora la forma más barata de locomoción en vertebrados», explica Ainara Cortés Avizanda, investigadora del CSIC en la Estación Biológica de Doñana (EBD).
68 científicos y 17 años de datos
El trabajo, dirigido por el Instituto Max Planck de Comportamiento Animal (MPI-AB) y la Universidad de Swansea, reúne a 68 investigadores de todo el mundo. Es uno de los análisis más completos realizados hasta la fecha sobre el coste energético del vuelo en la naturaleza.
Además de la EBD, en la investigación han participado otras instituciones españolas, como la Universidad Miguel Hernández y la Universidad de Granada. El centro del CSIC ha aportado datos de seguimiento con GPS de cientos de aves de varias especies, recogidos a lo largo de las últimas décadas.
El estudio combina 17 años de seguimiento mediante GPS y acelerómetros de 850 individuos de 38 especies de aves y murciélagos. En total, el equipo analizó 1,4 millones de localizaciones GPS y cerca de 195.000 segmentos de vuelo de distintas regiones del planeta.
Aleteo o planeo
A estos datos se sumaron cuatro años de registros de radar, que permitieron incorporar información sobre pequeñas aves paseriformes migradoras. El equipo cruzó todo ese volumen con datos atmosféricos, incluidos los vientos y las corrientes ascendentes, para estimar el coste real de cada desplazamiento.
El análisis permitió calcular cuánto tiempo dedicaba cada animal a batir las alas o a planear, y comparar la energía consumida por kilómetro recorrido. Los resultados distinguen dos grandes estrategias: depender del aleteo o aprovechar las corrientes atmosféricas para planear.
«Para nosotros, el cielo puede parecer un simple telón de fondo para los animales voladores, pero es un recurso esencial que puede cambiar drásticamente el coste de un viaje», señala Martina Scacco, investigadora del MPI-AB y primera autora del estudio.
El mismo peso, distinta factura
El contraste se entiende mejor con dos gigantes del aire. El cóndor andino (Vultur gryphus) y el cisne trompetero (Cygnus buccinator) pesan alrededor de 11 kilos, pero el cóndor recorre cada kilómetro con una quinta parte de la energía que necesita el cisne.
La diferencia está en cómo usa cada uno el aire que lo rodea. El cóndor se deja llevar por las corrientes ascendentes y sólo bate las alas durante el 0,1% del tiempo de vuelo, mientras que el cisne aletea durante alrededor del 99% del trayecto.
«Las reglas del laboratorio nos dicen que cóndores y cisnes deberían pagar la misma factura energética porque tienen la misma masa corporal», apunta Emily Shepard, catedrática de la Universidad de Swansea y coautora sénior. «Pero al verlos volar, sabemos que tiene que haber una diferencia».
Combustible gratis del cielo
«Aves planeadoras, como el cóndor andino, aprovechan las corrientes ascendentes y apenas baten las alas», explica José Antonio Donázar, investigador del CSIC en la EBD. «Con ello, logran costes de transporte hasta un 79% menores que los de aves de masa similar que vuelan mediante aleteo continuo», añade.
Entre las aves planeadoras, el tamaño corporal desempeña un papel importante: cuanto mayor es el ave, menos necesita batir las alas y menor es su coste energético de transporte. Es justo lo contrario de lo que cabría esperar si sólo se contara el esfuerzo muscular.
«Cuando los animales voladores tienen acceso a los flujos atmosféricos naturales, disponen de combustible gratuito del cielo. Las aves planeadoras lo utilizan para desplazarse con costes más baratos que nadar», resume Shepard.
Más de 100 vueltas a la Tierra
Los buitres son uno de los ejemplos más claros del peso de las corrientes atmosféricas. Las siete especies analizadas en el estudio acumularon 128.000 días de vuelo y recorrieron más de 4,3 millones de kilómetros, el equivalente a dar más de 100 vueltas a la Tierra.
Durante esos desplazamientos, los buitres batieron las alas sólo entre el 0,1% y el 7% del tiempo. En lugar de mantener un aleteo continuo, estas aves aprovechan las columnas de aire ascendente para ganar altura y reducir de forma considerable su gasto energético.
Esta estrategia, sin embargo, tiene letra pequeña. Depende de que las condiciones atmosféricas sean favorables, y las aves planeadoras de mayor tamaño tienen menos flexibilidad para elegir cuándo y dónde volar, porque necesitan corrientes ascendentes adecuadas.
El papel del viento
Las aves que dependen del aleteo siguen otra estrategia. Aunque su vuelo exige un esfuerzo energético mayor, les permite desenvolverse en condiciones ambientales más variables y no quedar a merced de que el aire sople a su favor.
En este grupo, el viento tiene una influencia especialmente importante. Los vientos de cola favorecen el desplazamiento, mientras que los vientos de cara aumentan la resistencia y pueden elevar el coste energético del vuelo.
En conjunto, los resultados muestran que el entorno atmosférico puede actuar como fuente de energía o como obstáculo. Por ello, conocer las condiciones del aire resulta fundamental para entender cómo se mueven las distintas especies voladoras.
Lo que cambia con el clima
Los autores consideran que el trabajo ofrece una herramienta clave para la conservación. Proporciona un nuevo marco para predecir el coste energético del vuelo y anticipar cómo afectará el cambio climático a los lugares y momentos en que los animales se desplazarán.
«Cambios en los patrones de viento y de térmicas asociados al cambio climático podrían modificar las rutas migratorias, las distribuciones geográficas y el uso del espacio por parte de muchas especies voladoras», advierte Julio Blas, investigador del CSIC en la EBD y coautor del artículo.
En la misma línea, Kamran Safi, coautor sénior del MPI-AB, subraya que «si cambian las condiciones atmosféricas, también cambiará el coste del vuelo y, por tanto, la forma en que los animales deciden migrar y establecer sus comunidades».
Una nueva lección para las aulas
La jerarquía del colegio no desaparece, pero necesita una corrección importante: medida en la naturaleza, y no en un laboratorio, la natación ya no es siempre la opción más barata. Para las grandes planeadoras, el cielo funciona como una autopista con combustible incluido.
«Este estudio aporta una idea especialmente relevante: la atmósfera no es simplemente el medio donde vuelan las aves y murciélagos, sino un recurso energético esencial que puede determinar cuándo, dónde y cómo se desplazan» afirma Cortés Avizanda.
«Esta visión cambia nuestra forma de entender la movilidad animal y proporciona herramientas para anticipar cómo responderán las especies voladoras a un mundo con patrones climáticos cada vez más cambiantes», concluye la investigadora del CSIC.
