Qué es un Ave y que la Caracteriza?

¿Qué es un ave? Las aves son vertebrados con plumas. Tienen picos distintivos, son endotérmicos, producen huevos, tienen un comportamiento de cuidado de sus polluelos elaborado y habilidades vocales extraordinarias.

La anatomía y la fisiología de la mayoría de las aves están adaptadas para el vuelo.

Las aves y los reptiles tienen ancestros comunes comparten muchas características anatómicas las cuales los distingue de los mamíferos.

¿Qué características tienen las aves?

Los peces, reptiles y mamíferos también son vertebrados; sin embargo, las aves son únicas en tener las siguientes características:

Las aves son el único vertebrado con plumas. Las plumas son modificaciones de la piel exterior.
La capacidad de volar es quizás el atributo más común de las aves. El vuelo sostenido no es exclusivo de las aves; Los murciélagos y los insectos también son capaces de volar. Lo que distingue a las aves es tener adaptaciones morfológicas y fisiológicas para el vuelo.
Las aves son capaces de realizar migraciones asombrosas que requieren la habilidad de navegar a largas distancias, y la habilidad de hacer maniobras en el aire.
Las plumas son esenciales tanto para la regulación de la temperatura como para el vuelo.
Las aves tienen pico. Aunque los picos de las aves tienen una amplia variedad de formas y tamaños, su presencia identifica inmediatamente al animal que lo posee como un ave. Incluso las personas con menos interés en el mundo natural pueden asociar un pico con un ave.
Las aves tienen un solo cóndilo occipital en la parte posterior del cráneo, un solo hueso del oído medio y glóbulos rojos nucleados.

Adaptaciones Morfológicas de las Aves

Los huesos fusionados de la pelvis, las patas, las alas y la cabeza contribuyen a la rigidez y la fuerza del cuerpo. Las proyecciones horizontales, curvadas hacia atrás en las costillas, llamadas procesos uncinados, se superponen a otras costillas y fortalecen las paredes del tórax.
La furcula, o espoleta, se encuentra únicamente en las aves, habiendo evolucionado como un elemento central del aparato de vuelo de las primeras aves conocidas. La furcula evita la compresión lateral del pecho durante el movimiento descendente de las alas durante el vuelo. La furcula también sirve como un punto de anclaje para los músculos pectorales de vuelo.
El ala en sí es una extremidad altamente modificada que, con algunas excepciones notables, es casi incapaz de otras funciones además del vuelo.
Los huesos de las aves son estructuras livianas, esponjosas, apuntaladas o huecas.
Las aves modernas carecen de dientes y los huesos maxilares pesados asociados con la mandíbula.

Adaptaciones a condiciones extremas. El Minero Peruano (Geosita peruviana) (izquierda) vive en el desierto de Atacama que es uno de ecosistemas más secos del mundo. El Pinzón de la Nieves (Plectrophenax nivalis) prospera en ambientes extremadamente fríos. Foto del Pinzón de la Nieve por Eric Bégin/Flickr/CC by 2.0

Las Aves son Endotérmicas

Endotérmicas? Significa que son capaces de producir su propia energía y calor a través del proceso de metabolismo. Como resultado, las aves tienen sangre caliente y son capaces de regular su temperatura corporal independientemente de la temperatura ambiental.

Metabolismo es el proceso de transformar alimentos en energía que el cuerpo necesita para cumplir funciones fisiológicas vitales.

La capacidad endotérmica en las aves les permite adaptarse a hábitats y temperaturas más extremas, así como también cumplir con las demandas de energía y regulación de la temperatura durante el vuelo.

Las capacidades endotérmicas de las aves permite a las fibras rojas de los músculos de vuelo tienen una capacidad extraordinaria para el trabajo sostenido y la capacidad de producir calor al temblar.

Las aves tienen un sistema reproductivo único

Los sistemas reproductivos de las aves también son únicos. Estas producen huevos provistos de material genético y mucha energía. Los huevos en si constituyen la célula reproductiva más impresionante del mundo animal. Pero eso no es todo.

Las aves producen energía calorífica para el crecimiento del embrión y una vez que los huevos eclosionan, los polluelos requieren de un dedicado cuidado parental.

Como parte de su comportamiento reproductivo, las aves tienen sistemas elaborados de apareamiento, anidación, territorialidad, parasitismo de de otros nidos en algunos casos, colonialidad y un conjunto de otras adaptaciones sociales.

Sistemas Sensoriales

Aunque todavía no son bien conocidos y entendidos, las aves tienen sistemas neurológicos altamente desarrollados con sentidos altamente agudos que les permiten actos de navegación y comunicación increíbles.

En particular, las habilidades vocales extraordinarias de las aves tienen pocos paralelos entre los animales. Solo la producción vocal humana es comparable.

¿ Son las Aves Nada Más Que Reptiles Glorificados?

Hasta cierto punto esto es cierto. Las aves evolucionaron a partir de los reptiles y comparten muchas características. En muchos aspectos, las aves son estructuralmente similares a los reptiles.

Por lo contrario, las aves tienen diferencias dramáticas, como tener plumas , ser capaces de volar y ser endotérmicas o capaces de generar su propio calor y regular la temperatura de sus cuerpos.

Similitudes Entre Aves y Reptiles

Las características compartidas entre aves y reptiles incluyen:

Los cráneos de ambos se articulan con la primera vértebra del cuello mediante una única bola y encaje llamado el cóndilo occipital (los mamíferos tienen dos cóndilos).
Las aves y los reptiles tienen un oído medio simple que tiene un solo hueso auditivo llamado estribo (los mamíferos tienen tres huesos auditivos en el oído medio).
Las mandíbulas inferiores, tanto de aves como de reptiles, tienen cinco o seis huesos a cada lado. Los mamíferos tienen un solo hueso mandibular; el hueso dentario.
Los tobillos de las aves y reptiles se encuentran en los huesos del tarso, no entre la tibia y el tarso como en los mamíferos. Las escamas en las patas de las aves son similares a las escamas del cuerpo de los reptiles.
Tanto las aves como los reptiles ponen huevos con yema en el que el embrión se desarrolla.
Las aves hembras y algunos reptiles hembras tienen la combinación cromosómica sexual XY (heterogamética) (en los mamíferos los machos son el sexo heterogamético).
Las aves y los reptiles tienen glóbulos rojos nucleados mientras que los glóbulos rojos de los mamíferos carecen de núcleos.

¿Por qué Tantas Especies de Aves?

Mientras que las aves y los reptiles provienen de los mismos ancestros, han sido las aves que se dividieron en números altísimos de especies a través del proceso de especiación y radiación adaptativa.

¿Qué es la especiación? En una forma bastante simple, la especiación es la división de una especie en dos especies con futuros evolutivos independientes y hábitos diferentes.

¿Qué es la radiación adaptativa? La división de muchas especies que se adaptan a muchos entornos ecológicos algo diferentes se llama radiación adaptativa. El proceso de radiación adaptativa se mueve junto con variaciones en la forma y función del cuerpo o partes del cuerpo de las aves que permiten a las especies explotar su entorno.

Por ejemplo:

Los tamaños y las formas de los picos cambian en relación con los tipos de alimentos que se comen; las longitudes de las piernas cambian en relación con los hábitos de percha o locomoción terrestre, y las formas de las alas cambian en relación con los tipos o patrones de vuelo y la eficiencia aerodinámica.

El proceso de adaptación de especies a nuevos entornos se multiplica con la gran variación en el tamaño de las aves el cual varía de 2 gramos (colibrí) a 100,000 gramos (avestruz). Las aves más grandes, como las avestruces y las rheas, son tan grandes que no pueden volar.

Flexibilidad Ecológica

Las aves modernas reflejan la radiación adaptativa en innumerables formas y funciones de sus partes del cuerpo. Los cortarrams (genero Phytotomidae) y los Hoatzins comen hojas y brotes, mientras que los pinzones y las tangaras comen semillas y frutas. Los atrapa moscas tienen una variedad de formas de pico para atrapar insectos de varios tamaños estacionarios o en el aire.

Algunos usan hábitats acuáticos para consumir pescado e invertebrados. Los zambullidores se sumergen en busca de peces e invertebrados que se encuentran a diferentes profundidades. Los martines pescadores tienen pies pequeños útiles solamente para percharse en una rama, pero tienen un pico grande pero para zambullirse en el agua y atrapar peces cerca de la superficie.

A niveles tróficos más altos, los gavilanes y los halcones han desarrollado fuertes garras y picos para atrapar, matar y comer animales vivos, incluyendo otras aves.

En la parte superior de la cadena trófica se encuentran los buitres, gallinazos y cóndores que se han especializado en comer animales muertos o carroña.

Pocas aves son herbívoras especializadas. Los mamíferos han ocupado la mayoría de los nichos en pastizales en el que el alimento principal son pastos u otros alimentos vegetales.

Diversidad de Picos y Dietas

La diversidad de dietas refleja la diversidad de picos. Los pinzones de las Islas Galápagos ilustran la variedad de formas de picos de aves que evolucionaron durante el proceso de radiación adaptativa.

Estos pinzones llegaron a las Islas Galápagos proveniente de América del Sur hace millones de años. Es probable que los pinzones arribaron a una de las Islas Galápagos, donde se empezaron a especializar en los recursos alimenticios disponibles en la isla y como resultado los individuos con las formas y tamaños de picos más óptimos para los recursos disponibles pasan sus genes a las siguientes generación resultando en picos adaptados las demandas ecológicas de los nuevos hábitats.

Luego se empezaron a extender por todo el archipiélago.

Las poblaciones en cada isla se adaptaron a las condiciones prevalentes y con el tiempo cambiaron en composición genética y apariencia, al principio imperceptiblemente y luego notoriamente. Los cambios sutiles en las formas y tamaños de los picos de las aves llevaron a una proliferación de tipos de picos y formas de alimentación que coincide con los nichos ecológicos disponibles.

Movimientos

Diversas formas de movimiento amplían aún más la flexibilidad ecológica de las aves. Hay aves netamente voladoras especializadas tales como vencejos y golondrinas, así como aves nadadoras, corredoras, zancudas, trepadoras entre otras.

Algunas aves son piratas aéreos, otras corren detrás de sus presas, o caminan en vegetación flotante, otras vadean en aguas a diferentes profundidades, otras bucean para encontrar alimento bajo el agua mientras otras trepan verticalmente los troncos y hacen huecos en los árboles para obtener invertebrados.

Las patas de las aves paseriformes (a) están adaptados para percharse en las ramas. Las aves rapaces tienen patas con garras grandes para manipular a su presa (b). Las patas de los patos son aptas para nadar (c) mientras que las patas de un avestruz son aptas para correr.

Las Formas de la alas

Las formas de las alas y los modos de vuelo difieren enormemente, desde las alas largas y estrechas del albatros, adaptadas para volar sobre los océanos, hasta las alas cortas y redondas de los ruiseñores, adaptadas para revolotear ágilmente a través de la densa vegetación.

En el otro extremo se encuentran las adaptaciones de ciertas aves tales como los pingüinos que bucean con gran habilidad y destreza impulsadas por alas usadas como aletas.

Relacionado: Alas o plumas de vuelo .

Los Pies y Piernas de las Aves

Al igual que la estructura de los picos y las alas, la anatomía de los pies y las piernas nos dice mucho sobre la ecología aviar. En un extremo están las patas pequeñas, débiles con piernas cortas de especies especializadas en vuelo tales como los vencejos y golondrinas.

En el otro extremo están las patas bien desarrolladas y fuertes con piernas largas como en las aves zancudas y corredoras tales como los avestruces.

Los dedos largos de las garzas y especialmente de las jacanas, les permite abarcar una mayor superficie debajo de sus patas, lo cual facilita al ave a caminar sobre vegetación flotante sin hundirse. Las adaptaciones de las patas en la perdiz del desierto les permite desplazarse fácilmente sobre la arena suelta del desierto, mientras que la perdiz nival puede caminar sobre la nieve ayudado por las adaptaciones en sus patas que actúan como raquetas que abarcan una mayor superficie sin hundirse en la nieve.

Los lóbulos en los dedos de algunas gallaretas y membranas entre los dedos en flamencos y avocetas amplían el área de los dedos y el pie de estas aves y ayudan a prevenir que el ave se hunda con facilidad en el lodo o barro blando.

Las aves trepadoras como los pájaros carpinteros tienen garras grandes y bien curvadas para trepar y descender en troncos o ramas verticales.

Morfología del Pie de las Aves

Los huesos del pie (tres tarsos) se fusionan entre sí y con los metatarsos, creando un elemento único largo y fuerte, el tarsometatarso, que permite a las aves caminar sobre sus dedos de los pies en lugar de hacerlo sobre todo el pie.

Lo que parece a primera vista ser una articulación de la rodilla doblada hacia atrás es realmente la articulación del tobillo. Esta articulación, única en las aves, es usada y adaptada al movimiento en muchos tipos de superficies.

Mientras que las aves arbóreas tienen patas cortas que ayudan al equilibrio en ramitas inestables, las aves terrestres tienen patas largas. Los avestruces, que tienen patas largas y fuertes y solo dos dedos, están muy adaptadas para correr mediante zancadas largas. Por el contrario, las aves playeras tienen patas cortas y delgadas. Las patas cortas y pesadas y los pies grandes tienden a evolucionar en aves herbívoras grandes y no voladoras como los ñandús o suris.

Adaptaciones de las Aves a la Vida en los Árboles

Las especies arbóreas o que viven en los árboles, que constituyen la mayoría de las aves, tienen patas diseñadas para agarrarse de las ramas firmemente. Entre las características de tales pies se encuentra un tendón largo que pasa alrededor de la parte posterior de la articulación del tobillo.

Cuando el ave dobla la articulación para ponerse en cuclillas, el tendón se flexiona automáticamente haciendo que los dedos agarren la rama firmemente. Cuando el ave se para, la tensión y el agarre de los dedos se relaja.

El pie de la mayoría de aves arbóreas o paseriformes son quizás los más avanzados en este respecto. El dedo hacia atrás o dedo trasero mejora la capacidad de las aves de agarrarse de una rama, lo cual es inusual entre los vertebrados.

Los tendones y músculos que flexionan los dedos de los pies están dispuestos para facilitar el perchado en las ramas a expensas del control de las posiciones individuales de los dedos. Un sistema especial de protuberancias y almohadillas entre los tendones que flexionan los dedos y el interior de las almohadillas actúa como un mecanismo de bloqueo natural que permite que las aves duerman perchadas en ramas.

The feet of the White-capped Tanager Sericossypha albocristataare adapted for life in trees. Photo Sericossypha albocristata on branches.

Centro de Gravedad

El centro de gravedad de un ave debe permanecer sobre y entre sus patas, particularmente cuando se posan en ramas, se ponen en cuclillas o se paran.

La misma longitud de las dos patas (tibiotarsus y tarsometatarsus) de las aves de patas largas aseguran esta relación.

Equilibrio

Las aves buceadoras que se propulsan con las patas, como los zambullidores, han sacrificado el equilibrio en tierra por la capacidad de nadar. Tienen patas poderosas situadas bien hacia la parte trasera de su cuerpo lo cual hace al cuerpo del ave más hidrodinámico pero las patas están tan hacia atrás del cuerpo, cerca de la cola, que se les hace difícil poder caminar. Los zambullidores caminan con el cuerpo erecto para forzar el centro de gravedad en las patas traseras.

Observaciones Finales:

Las aves se caracterizan por ser vertebrados con plumas. Tienen picos distintivos, son endotérmicos, producen huevos y tienen un comportamiento parental elaborado. Quizás uno de los aspectos más distintivos de las aves es que tienen habilidades vocales extraordinarias.

La anatomía y la fisiología de la mayoría de las aves está adaptada para el vuelo. Las aves comparten con los reptiles muchas características anatómicas que los distinguen de los mamíferos.

El proceso de radiación adaptativa, ilustrado por los pinzones de Galápagos, muestra la forma en que las formas de los picos pueden evolucionar en relación a las oportunidades ecológicas.

Entradas de interes:

References:

Attenborough, D.1998 The Life of Birds.
del Hoyo, Josep; Andy Elliott; Jordi Sargatal (1992). Handbook of Birds of the World.
Gill, Frank (1995). Ornithology. New York: W.H. Freeman.
Luiggi, Christina (July 2011). «On the Origin of Birds». The Scientist.

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