Les aus poden desplaçar-se amb menys cost energètic que els animals que neden
Durant molt de temps, els llibres han presentat la natació com una de les formes més eficients de desplaçament entre els vertebrats. Volar, en canvi, s’ha considerat una activitat més exigent des del punt de vista energètic, mentre que córrer ocupa habitualment el darrer lloc d’aquesta classificació. Però la natura no sempre s’ajusta als esquemes que s’obtenen en condicions controlades. Un estudi internacional publicat el 15 d’octubre a la revista científica Science demostra que, quan es tenen en compte els corrents atmosfèrics, algunes aus poden desplaçar-se amb un cost energètic inferior al dels animals que neden.
La investigació, dirigida per l’Institut Max Planck de Comportament Animal i la Universitat de Swansea, amb la participació del Consell Superior d’Investigacions Científiques (CSIC), proposa una nova manera d’entendre la locomoció animal. La principal aportació és incorporar explícitament l’atmosfera com una font d’energia que els animals voladors poden aprofitar per avançar sense haver de generar tota la força necessària amb el seu propi esforç muscular.
«El nostre estudi demostra que les aus planadores poden desplaçar-se amb un cost energètic fins i tot inferior al de la natació, considerada fins ara la forma més barata de locomoció en vertebrats», explica Ainara Cortés-Avizanda, investigadora del CSIC a l’Estació Biològica de Doñana i una de les participants en el treball.
La troballa no significa que volar sigui sempre més eficient que nedar, sinó que el cost real del moviment depèn de factors que sovint s’havien deixat en segon pla, com ara la força i la direcció del vent, les corrents ascendents i la capacitat de cada espècie per aprofitar-les.
Disset anys observant el moviment animal
La magnitud de la investigació ajuda a entendre la solidesa dels resultats. L’equip científic ha combinat 17 anys de seguiment mitjançant dispositius GPS i acceleròmetres de 850 individus pertanyents a 38 espècies d’aus i ratapinyades de diferents regions del món. En total, s’han analitzat 1,4 milions de localitzacions GPS i prop de 195.000 segments de vol.
A aquestes dades s’hi han afegit quatre anys de registres de radar, que han permès incorporar informació sobre petits ocells passeriformes migradors, sovint difícils de seguir individualment durant els seus desplaçaments. L’Estació Biològica de Doñana ha contribuït a l’estudi amb informació procedent de projectes de seguiment per GPS de centenars d’individus de diverses espècies d’aus.
En total, hi han participat 68 investigadors de diferents països i institucions, entre els quals hi ha també especialistes de la Universitat Miguel Hernández i la Universitat de Granada.
La clau metodològica ha estat creuar els registres de moviment amb informació atmosfèrica sobre els vents i els corrents ascendents. D’aquesta manera, els investigadors han pogut estimar l’energia que consumeixen els animals en condicions reals, distingir els períodes en què baten les ales dels moments en què planen i comparar el cost energètic per unitat de distància recorreguda.
A diferència dels experiments tradicionals, que estudien animals en tancs, túnels de vent o cintes mecàniques, aquest plantejament incorpora les condicions ambientals que determinen bona part de l’esforç que han de fer els animals en llibertat.
El resultat és una visió més completa de la locomoció: no basta saber quanta energia necessita un animal per moure el cos, sinó que també cal tenir en compte quanta energia pot obtenir de l’entorn mentre es desplaça.
El secret de les grans planadores
L’estudi identifica dues grans estratègies de vol. D’una banda, hi ha les espècies que depenen principalment del moviment continu de les ales. De l’altra, les que aprofiten els corrents atmosfèrics per mantenir-se en l’aire i recórrer grans distàncies amb un esforç muscular molt menor.
Entre les segones, la mida corporal és un factor important. En general, les aus planadores més grosses necessiten batre menys les ales i poden reduir el cost energètic del transport. El seu pes, que podria semblar un inconvenient, es converteix en una característica compatible amb una gran eficiència quan disposen de les condicions atmosfèriques adequades.
«Aus planadores, com el còndor andí, aprofiten els corrents ascendents i gairebé no baten les ales. Així aconsegueixen costos de transport fins a un 79 % inferiors als d’aus de massa semblant que volen mitjançant un aleteig continu, com el cigne trompeter», explica José Antonio Donázar, investigador del CSIC a l’Estació Biològica de Doñana.
Aquesta diferència mostra fins a quin punt el medi pot modificar les necessitats energètiques d’un animal. Mentre que una au que manté un aleteig continu ha de dedicar una part important de la seva energia a sostenir-se i avançar, una planadora pot aprofitar els moviments naturals de l’aire per guanyar altura i desplaçar-se sense haver de generar tota aquesta força.
El vol es converteix així en una combinació entre l’esforç propi i l’energia disponible a l’atmosfera.
Més de quatre milions de quilòmetres en vol
Els voltors constitueixen un dels exemples més il·lustratius d’aquesta eficiència. Les set espècies analitzades en l’estudi varen acumular 128.000 dies de vol i varen recórrer més de 4,3 milions de quilòmetres, una distància equivalent a més de cent voltes a la Terra.
Durant aquests desplaçaments, varen batre les ales només entre el 0,1 % i el 7 % del temps de vol. La resta del temps, la seva capacitat per aprofitar els corrents ascendents els va permetre mantenir-se en l’aire i avançar amb una despesa energètica molt reduïda.
Aquestes corrents es formen quan masses d’aire s’eleven per diferents motius, com l’escalfament de la superfície terrestre pel sol. Les aus les utilitzen per guanyar altura i, una vegada que han arribat a una alçada favorable, poden planejar fins a trobar un altre corrent que els permeti continuar el trajecte.
És una estratègia especialment útil per a espècies que han de recórrer grans extensions a la recerca d’aliment. En el cas dels voltors, els desplaçaments poden cobrir territoris molt amplis sense exigir el consum energètic que implicaria un vol basat en l’aleteig continu.
Aquesta eficiència, però, té una contrapartida: la dependència de les condicions atmosfèriques. Les aus planadores de grans dimensions disposen de menys flexibilitat per decidir quan i on volar, perquè necessiten corrents ascendents adequats per desplaçar-se de manera eficient. Quan aquestes condicions no es donen, el cost del moviment pot augmentar i les possibilitats de desplaçament es poden veure limitades.
El vent, un aliat o un obstacle
Les aus que depenen principalment de l’aleteig presenten una estratègia diferent. El seu vol requereix més esforç muscular, però els permet mantenir una capacitat de moviment menys condicionada per la presència de corrents ascendents.
En aquestes espècies, la direcció del vent té una influència directa sobre el cost energètic del trajecte. Els vents de cua afavoreixen el desplaçament, perquè impulsen l’animal en la direcció de la marxa. En canvi, els vents de cara augmenten la resistència i obliguen a invertir més energia per mantenir la velocitat.
Això significa que dos individus d’una mateixa espècie poden afrontar costos energètics diferents en funció de les condicions meteorològiques que troben durant el recorregut. També explica per què les estratègies de moviment varien entre espècies i per què no hi ha una única fórmula d’eficiència aplicable a tots els animals voladors.
L’atmosfera, per tant, no és un simple escenari en el qual es produeix el moviment. És un element actiu que pot facilitar-lo, dificultar-lo i, en determinades circumstàncies, determinar si un desplaçament és viable.
El canvi climàtic pot alterar les rutes de les aus
Les conclusions de l’estudi tenen implicacions que van més enllà de la fisiologia animal. Comprendre com el vent i els corrents ascendents condicionen el cost energètic del vol pot ajudar a anticipar els efectes del canvi climàtic sobre les migracions, la distribució geogràfica de les espècies i l’ús que fan del territori.
Els canvis en els patrons de vent i en la formació de corrents ascendents podrien modificar les condicions que les aus troben durant els seus desplaçaments. Això podria afectar tant els itineraris migratoris com els moments en què les espècies decideixen iniciar un viatge o travessar determinades zones.
«Els canvis en els patrons de vent i de corrents tèrmiques associats al canvi climàtic podrien modificar les rutes migratòries, les distribucions geogràfiques i l’ús de l’espai per part de moltes espècies voladores», adverteix Julio Blas, investigador del CSIC a l’Estació Biològica de Doñana i coautor de l’article.
Disposar d’aquest tipus d’informació pot millorar els models que s’utilitzen per predir els moviments de la fauna i identificar quines espècies poden ser més sensibles a les transformacions atmosfèriques. També pot contribuir a planificar mesures de conservació que tenguin en compte no només els hàbitats terrestres i marins, sinó també les condicions ambientals que permeten als animals desplaçar-se entre ells.
Aquesta perspectiva és especialment rellevant per a les espècies migratòries i per a les que depenen de grans extensions de territori per alimentar-se o reproduir-se. Si les condicions que afavoreixen el vol canvien, també ho poden fer els espais que resulten accessibles i els recursos que els animals poden aprofitar.
Una nova manera d’entendre el moviment
La principal aportació de la investigació és demostrar que l’eficiència del moviment animal no es pot explicar únicament a partir de l’esforç muscular. Cal incorporar-hi també les forces naturals que els organismes saben aprofitar.
«Aquest estudi aporta una idea especialment rellevant: l’atmosfera no és simplement el medi on volen les aus i les ratapinyades, sinó un recurs energètic essencial que pot determinar quan, on i com es desplacen», assenyala Ainara Cortés-Avizanda.
La idea obliga a revisar una classificació tradicional de la locomoció dels vertebrats i posa en relleu la importància d’estudiar els animals en el seu entorn natural. El vol d’una au no depèn només de la força de les ales, de la seva mida o de la seva anatomia, sinó també de la capacitat d’aprofitar l’energia que ofereix l’aire.
En un context de transformació climàtica, entendre aquesta relació entre els organismes i l’atmosfera serà fonamental per preveure com canviaran els seus moviments. Les aus planadores mostren que, de vegades, la millor manera d’avançar no és fer més força, sinó saber aprofitar les forces que ja actuen al nostre voltant.