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EVOLUCION Y CONVERGENCIA DEL VUELO

A lo largo de la historia del pensamiento cientfico han surgido diversas teoras

para explicar la gran diversidad biolgica que observamos y que, en resumen, se

engloban en teoras evolutivas, transformistas y fijista.

Generalmente vemos el producto de la especiacin y la aparicin de nuevas

morfologas, pero no los procesos que han conducido a ello. Sin embargo, en

ciertas localidades, y de forma puntual, el registro fsil nos ofrece la posibilidad de

observar detalladamente la historia evolutiva de algunos organismos.

La evolucin convergente es el producto de la evolucin independiente de uno o

ms caracteres similares que, partiendo de formas ancestrales distintas, se

desarrollan en lneas evolutivas separadas (especies independientes) hasta

converger con el tiempo en una forma nica.

La causa de esta evolucin convergente en seres tan diferentes radica en la

necesidad de adaptacin a condiciones vitales similares, o a las condiciones

ambientales.

Los murcilagos y las mariposas se diferencian bastante el uno del otro, pero

ambos tienen alas para volar. Los murcilagos vuelan y las ballenas nadan, pero

los huesos de un ala de murcilago y de la aleta de una ballena son

extraordinariamente similares.

Podemos decir que todo comenz en 1861, cuando se descubri el fsil de

Archaeopteryx lithograficaen una cantera de Alemania. Haca slo dos aos que

Darwin haba publicado El Origen, y la teora de la evolucin estaba siendo

debatida en todas partes. Varios bilogos evolutivos, incluyendo a Darwin y

Huxley, pensaban ya en la poca que las aves eran o procedan de los reptiles,

por sus numerosos parecidos morfolgicos, pero no podan probarlo.

El vuelo requiere una combinacin de dos fuerzas: sustentacin e impulso

(propulsin).

Existen tres formas de vuelo:

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Vuelo pasivo

Planeo: paracaidismo y remontarse

Vuelo por su propio impulso

Vuelo pasivo:

Usado por organismos pequeos que se dejan arrastrar por el viento.

Este mtodo fue utilizado por los primeros organismos terrestres (plantas) para

dispersar sus esporas.

Planeo: paracaidismo y remontarse

Paracaidismo- El organismo ha desarrollado una estructura para detener la cada.

Remontarse- El organismo ha desarrollado una estructura para subir y bajar

utilizando el viento. Por lo general es utilizado con otros tipos de vuelo

Vuelo por su propio impulso

Es desarrollado por el movimiento de alas. Requiere una enorme cantidad de

energa pero da un grado alto de independencia y libertad.

Hay dos escuelas que plantean modelos distintos sobre el origen de las plumas: el

modelo clsico escama a pluma y el nuevo modelo filamento a pluma.

La morfologa de las escamas de Confuciusornissugiere que las plumas

modernas evolucionaron de escamas que con el tiempo se alargaron hasta que

rompieron sus puntas formando estructuras ramificadas parecidas a las barbas y

brbulas de las plumas modernas.(protoplumas).

. Prum propone que las plumas se originaron con la evolucin del primer folculo

de la piel y propone un modelo de la evolucin del folculo hasta llegar a una

pluma.

ambas teoras se mantienen en uso.

De acuerdo con el modelo de escama a pluma las escamas alargadas habran

tenido una funcin bsicamente aerodinmica. Segn el modelo

filamento a pluma, las plumas habran evolucionado a travs de seleccin natural

y habran sido parecidas a numerosos filamentos (como los cabellos de los

mamferos) cuya funcin habra sido brindar aislamiento trmico.

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Dyck propone que las plumas evolucionaron por seleccin natural para repeler el

agua y finalmente, Mayr propone que la evolucin de las plumas fue a travs de la

seleccin natural o sexual para la comunicacin o el camuflaje.

Otro grupo animal cuya evolucin ha sido reconstruida con detalle es el de las

aves. Las aves son los vertebrados terrestres de aparicin ms tarda (150 ma).

las aves descienden de un ancestro bpedo, y que este ancestro fueron los

reptiles, est demostrado por muchas semejanzas entre estos dos grupos. Las

patas y los dedos de las aves estn cubiertos por escamas tpicas de los reptiles y

los dedos presentan uas semejantes a esta clase.

. Huxley hace ms de cien aos, llam a las aves, reptiles glorificados (Kardong,

1999).

Existen dos teoras explicando cmo evolucionaron las aves hacia el vuelo. Una

sugiere que un grupo de reptiles bpedos desarroll el hbito de aletear los

miembros anteriores hacia arriba y abajo cuando corran.

, permitiendo a estos organismos dar saltos cada vez ms largos, permitiendo

establecer finalmente el vuelo.

La segunda teora est mejor apoyada por la evidencia. De acuerdo a esta teora,

el ave-reptil ancestral era un animal arborcola que desarroll miembros anteriores

especiales, como ayuda para saltar de rama en rama. Los registros fsiles de las

formas intermedias entre los reptiles y las aves son escasos. Se han descubierto,

sin embargo en Baviera tres especmenes intermedios. Este reptil-ave intermedio,

denominado Archaeopteryx.

Tena un tamao algo mayor que el de una paloma grande y sus rasgos eran

prcticamente los de un ave actual. Las plumas de la cola se encontraban

dispuestas segmentariamente, un par por vrtebra y grandes porciones del cuerpo

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formas primitivas de saltadores-planeadores arborcolas,

formas intermedias planeadoras pero poco voladoras como los

Archaeopteryx, y

voladores definitivos activos.

Teora Cursorial

Segn la Teora Cursorial (Cursorial Theory), las pre-aves seran rpidos

dinosaurios bpedos, y utilizaran las alas como los aviones, es decir, que al

correr, la fuerza ascendente aumente y de esa manera aligerar el peso al

animal. Ms tarde, empezaran a batir sus alas para aumentar su velocidad,

Resumiendo, las protoaves seran animales que correran por la tierra y saltaran

para cazar sus presas. Poco a poco, sus saltos horizontales, y por tanto su vuelo,

seran ms y ms largos (como losArchaeopteryx). Ya hacia el final desarrollaran

la facultad del vuelo.

Una vez mencionadas algunas de las teoras que existen sobre el origen de las

aves (evolucin a partir de los dinosaurios, evolucin a partir de un reptil pre

dinosauro y evolucin dentro del grupo de los terpodos), sobre el origen de las

plumas (modelo clsico y nuevo modelo) y las hiptesis sobre el uso de las

plumas en sus orgenes (funcin aerodinmica y funcin como aislante trmico)

hablaremos ahora sobre el origen de vuelo, cuyas teoras naturalmente se

encuentran intrnsecamente relacionadas con las de los temas precedentes.

Archaeopteryx

Es considerado como el gnero de ves mas antiguo, del Jursico Superior

que significa alaantigua.

el eslabn perdido, ya que posee caractersticas tanto de reptiles como de aves.

Tena tambin dientes y una cola larga como los reptiles y a su vez plumas como

las aves en los antebrazos. Sus antebrazos posean un tipo de garras las cuales

supuestamente utilizaba para trepar a los rboles, pero lo ms notable de

Archaeopteryxes que posea una frcula (fusin de las clavculas) pero careca de

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una quilla (que es donde se incrustan los msculos del vuelo de las aves

modernas).

Iberomeso rnis romeral i

Su morfologa se aproxima a las de las aves actuales. Era del tamao de un

gorrin, con una cola corta y probablemente con dientes. Vivi hace 120 m.a,

durante el Cretcico Inferior.

Muchos de los caracteres que se consideran tpicamente aviares como, por

ejemplo, ciertas fusiones esquelticas, la frcula, miembros anteriores alargados,

forma del pie y la posesin de plumas, evolucionaron en un grupo de dinosaurios

(los terpodos)

). Algunos dinosaurios terpodos presentaban formaciones tegumentarias que

bien podran corresponder a la estructura ms temprana en el desarrollo de una

pluma, y haber tenido funciones en comunicacin, defensa, aislamiento trmico o

impermeabilizacin.

Se considera el mejor ejemplo de transicin interclases entre vertebrados de

cuantos se conocen por presentar una mezcla de rasgos reptilianos y aviares. En

casi todos sus caracteres (dientes, esternn plano, larga cola, extremidades con

garras, etc.), excepto en la posesin de plumas pinnadas, Archaeopteryx es un

dinosaurio (Fig. 6B) y era capaz de volar.

Se conoce que los dromeosuridos eran incapaces de volar, y que las diferencias

estrictas entre Archaeopteryx y sus antepasados consisten en tener proporciones

diferentes entre las extremidades anteriores que forman la superficie alar y el

tamao del animal

Por lo tanto, obtenemos dos conclusiones importantes de aqu (Qiang et al, 1998):

- los dinosaurios tambin tenan plumas

, al menos los terpodos, as que ya no es una caracterstica exclusiva de las

aves.

- parece que las plumas no se originaron con la funcin de volar

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, habra que plantear otras posibles funciones, como el aislamiento trmico, ya que

el plumn es muy buen aislante.