1. Del planeo al vuelo
Pava hedionda o chenchena (Opisthocomus hoazin), un verdadero fósil viviente que habita en las zonas pantanosas y los humedales de las sabanas del norte de Suramérica. Es fácilmente ubicable gracias a su olor fétido.
La evolución ha sido el hilo conductor de la vida; en ella nada es estático ni surge por capricho, y ante las dificultades del entorno físico, la respuesta que los organismos generan determina las variaciones que hacen posible la creación y el desarrollo de las condiciones para su propagación.
El proceso evolutivo ha generado la diversidad de seres que habitan el planeta. Su historia se inició alrededor de 3800 millones de años atrás, cuando después de múltiples y repetidos cambios estocásticos surgieron las primeras formas unicelulares. Aproximadamente 3000 millones de años después, hicieron su aparición organismos más complejos, de múltiples células, que pudieron especializar sus funciones y de esta manera se generó una gran cantidad y variedad de seres que interactuaron entre sí para establecer ambientes propicios para el desarrollo de la vida.
La variedad y acumulación de organismos que hoy reconocemos son el resultado de esos procesos evolutivos y representan solo una fracción de las formas de vida que se conocen. Aunque la información sobre la biodiversidad es y será incompleta, a partir de registros fósiles, paleontólogos y biólogos estiman que lo que conocemos hasta hoy corresponde tan solo a un 0,1 % de las plantas y animales que han existido. Estas formas, en unión y conjunción específica, han concebido cambios vitales, como la generación de oxígeno por parte de algas y plantas, lo cual permitió el establecimiento y mantenimiento de una atmósfera y la modificación de paisajes a partir de la deposición de fertilizantes en áreas específicas.
Se ha establecido que entre 100 y 750 millones de especies han habitado la Tierra a lo largo de su historia, y que en la actualidad hay entre 10 y 30 millones. Esta pérdida de seres vivos ha estado marcada por cinco eventos de extinción masiva como el ocurrido durante el Jurásico, cuando desaparecieron los dinosaurios; pero estos hechos, a su vez, generaron oportunidades para que otros organismos aprovecharan las nuevas condiciones ecológicas. Se cree que estos eventos ocurrieron en cortos periodos de la historia, pero en realidad duraron varios cientos o miles de años, durante los cuales todos los seres sufrieron alteraciones, no solo por la pérdida de individuos, sino también porque concluyeron las relaciones y conexiones entre organismos.
Hacia el final de la era paleozoica —hace 250 millones de años— comenzó el dominio de los dinosaurios, seres de tamaño descomunal con gran variedad de formas, que poblaron la superficie terrestre; es así como dentro del grupo de los llamados saurisquios —nombre que hace referencia a la configuración particular de los huesos de la pelvis— aparecieron los primeros ancestros de las aves, y a partir de estos surgió el subgrupo de los terópodos, que se subdividió hasta llegar a los manirraptores, de los cuales tal vez los más representativos fueron los velocirraptores. Esta historia genealógica corta de un tajo la teoría según la cual los antepasados de las aves fueron los reptiles planeadores, aquellos que conocemos como pterodáctilos o pterosaurios, que surcaban los aires en épocas prehistóricas, planeando a partir de una amplia membrana extendida entre su tercer y cuarto dígito. Estos seres carecían de las modificaciones y adaptaciones que las aves generaron al desplegar todo el potencial de las alas con plumas, lo que les permitió ocupar nuevos nichos ecológicos.
A partir de algunos ejemplares fósiles que se han preservado en impresiones sobre las rocas es posible identificar la presencia de plumas en algunos de los manirraptores, las cuales se pueden ver concentradas en la parte de las extremidades anteriores y en la cola. Uno de estos precursores de las aves fue encontrado hacia 1860 en excavaciones en Alemania y se le dio el nombre de Archaeopteryx lithographica, que hace referencia a «ala antigua», ejemplar que es considerado por algunos investigadores como la primera ave que pudo haber habitado la Tierra hace 140 millones de años. En uno de estos fósiles, que puede ser observado en el Museo Americano de Historia Natural de Nueva York, se aprecian algunos detalles más, asociados con reptiles (dinosaurios), como la presencia de huesos a lo largo de toda la cola y el tener dientes en la mandíbula y el maxilar. Así, las aves son descendientes de dinosaurios muy especializados, que en el transcurso de millones de años divergieron de aquel gran Tyrannosaurus rex para afrontar los nuevos retos y oportunidades que el medio les presentaba; sin embargo, no es correcto considerar a las aves como dinosaurios, del mismo modo que no podemos decir que el hombre es un primate, aunque sí es un descendiente de una rama común con otros primates.
Un aspecto fundamental en el origen de las aves es la forma como desarrollaron su capacidad de vuelo. Los científicos han planteado dos posibles hipótesis enlazadas con sus ancestros terrestres: en la primera, la llamada cursorial, que consiste en ir «del suelo al cielo», se supone que sus ancestros podían alcanzar grandes velocidades a través de la carrera en dos patas y así les era posible utilizar los brazos para el vuelo; esto supone tener unas patas robustas y largas con las cuales alcanzar la velocidad necesaria para vencer la gravedad y lanzarse al aire, lo que les habría permitido, además, utilizar sus brazos emplumados para acorralar las presas; sin embargo, para esto se requerían unos huesos y músculos sólidos y fuertes en las patas, que a la fecha no han sido encontrados en los registros fósiles.
La segunda hipótesis, también llamada «del planeo al vuelo», asume que hubo un ancestro semibípedo, un organismo con la posibilidad de caminar en dos patas, pero que igualmente podía desplazarse sobre las cuatro extremidades, lo que le permitía trepar árboles, a partir de lo cual habría desarrollado brazos con una fuerte musculatura para hacerle resistencia al viento cuando se lanzara de un árbol a otro; una vez en la copa o en la parte media de los árboles, estos raptores con plumas ancestrales se podían desplazar a nuevos lugares ecológicos para utilizar los recursos naturales y a la vez encontrar una manera de escapar de sus depredadores. Esta hipótesis del origen del vuelo arbóreo encaja con las teorías ecológicas del surgimiento de especies a partir de nuevas formas de acceder a recursos como alimento y protección, y además tiene soporte en el registro fósil de dos especímenes —Microraptor zhaoianus y Pterygornis dapingfangensis, ambos provenientes de excavaciones de lo que hoy es China—, en los que se puede observar cómo las plumas cubrían buena parte del cuerpo, incluyendo de manera extensa los brazos y las patas. Estos fósiles sitúan el posible origen del vuelo hace alrededor de 120 millones de años, cuando algunos dinosaurios de gran tamaño habitaban la Tierra.
Esta maravillosa forma de locomoción a partir del vuelo trajo consigo múltiples cambios anatómicos. Un detalle particular es que sus huesos, que no son macizos, tienen extensas cámaras de aire en su interior, atravesadas por puentes de conexión que les procuran rigidez y soporte, y reducen el peso. Asimismo, el esqueleto de las aves ha sufrido otras adaptaciones para soportar los grandes músculos pectorales, como los huesos fusionados y extendidos de la pechuga, en tanto que poseen otros más elásticos y resistentes, como la fúrcula o hueso del deseo, el cual tiene la capacidad de absorber los golpes y choques que puedan presentarse contra algunas ramas o contra el suelo al momento del aterrizaje.
Para volar no es solo indispensable contar con un andamiaje apropiado, sino que es de vital importancia tener un mecanismo energético que sustente esta demandante actividad. La forma como respiran las aves es única y las capacita para realizar largas migraciones e incluso para sobrepasar alturas como las de la cordillera del Himalaya, para lo cual presentan un sistema de circulación de aire unidireccional: el que es rico en oxígeno entra por unos canales que están siempre llenos, y las vías de salida del aire con dióxido de carbono son diferentes. Esto conduce no solo a un intercambio eficiente de oxígeno, sino que además asegura que el sistema siempre esté lleno de aire.
Fósil de Archaeopteryx lithographica, primer ejemplar con plumas, que evidencia el parentesco de las aves con un grupo de dinosaurios.
Características de las aves modernas
El trogón (Trogon personatus) es un gran consumidor de insectos que habita en los tres ramales de la cordillera de los Andes y en la Sierra Nevada de Santa Marta, entre los 1300 y 3000 msnm. Las hembras se diferencian de los machos por su plumaje marrón, mientras estos tienen la cabeza, garganta y espalda verdes.
Las cerca de 10 000 especies de aves que habitan la Tierra comparten algunas características que se determinan como esenciales y diagnósticas, que hacen de las aves, aves.
Todas son bípedas, tienen sin excepción la presencia de plumas en su cuerpo, cuentan con un pico córneo que carece de dientes y su principal forma de locomoción o movimiento es por medio del vuelo, aunque algunas de ellas han perdido esta capacidad en su evolución reciente.
Algunas de estas características diagnósticas hacen que las aves se encuentren hoy en día en todos los continentes y en todos los ambientes, poniendo al límite sus capacidades fisiológicas mientras desempeñan funciones claves a partir de sus interacciones en los ecosistemas.
Plumas
Las teorías acerca de la evolución de las plumas son casi tan complejas como las del vuelo. Estas estructuras forman parte del integumento de las aves, es decir de su piel, y se consideran una evolución de las escamas de sus ancestros dinosaurios. Aunque su principal función es la asociada con el vuelo, es importante considerar que también tienen una relación fundamental con el mantenimiento de la temperatura corporal, pues debido a que las aves son endotermas —regulan su temperatura a partir del metabolismo—, sus plumas desempeñan un papel fundamental en la termorregulación y en la impermeabilización de sus cuerpos.
Las plumas están hechas de queratina, que las aves pueden sintetizar a partir del consumo de insectos; las hay de diferentes formas, colores y tamaños y están asociadas con funciones particulares según su ubicación en el cuerpo. En las extremidades anteriores y cola suelen tener pigmentos de melanina y un eje central engrosado —para darle mayor soporte y sostén— al que se le conoce como raquis. También se presentan plumas menos rígidas que pueden verse un tanto desorganizadas, muy comunes en polluelos y juveniles, que atrapan mejor el calor. Otras, que parecen solo un filamento, similar a lo que podría ser un pelo, en realidad son plumas modificadas, cuya función está especializada en ser receptores sensoriales del entorno.
Picos sin dientes
Las aves consumen una gran cantidad de alimentos y sin embargo carecen de dientes; esta ausencia podría explicarse como una adaptación que, por un lado, acelera el desarrollo del embrión dentro del huevo, y por otro, reduce el peso para cargar en el vuelo. En los reptiles el periodo dentro del huevo es más prolongado debido a la necesidad de generar todos los dientes con los que los individuos jóvenes puedan alimentarse, pero en las aves, al no requerir de dientes, el periodo dentro del huevo se acorta y disminuye así el riesgo de ser consumido por depredadores.
Los picos presentan conformaciones muy variadas y especializadas que les permiten manipular y acceder a gran cantidad de alimentos; algunas aves pueden acercarse a las flores sin afectarlas o, en el caso de las carnívoras, ser muy eficientes para desgarrar la piel y los músculos de sus presas.
Patas
Según las circunstancias y los diferentes ambientes que las aves habitan, no es de extrañar que las patas, como mecanismo de sostén y movilidad, presenten gran variedad. La mayoría tienen cuatro dedos, uno de los cuales se mantiene en la parte posterior para generar agarre, lo cual les permite posarse en ramas pequeñas, cables, o casi en cualquier otra superficie. Existe otro tipo de patas en las que dos dedos se mantienen en la parte delantera y otros dos en la posterior, configuración que les otorga mayor fuerza y agarre a las especies que trepan de modo vertical en los árboles, como carpinteros y trepatroncos, y a aquellas que sujetan alimentos para consumirlos, como algunos loros y guacamayas, les genera mayor apoyo.
En las especies acuáticas se pueden presentar membranas de diferente tamaño entre sus dedos, lo que les permite nadar o bucear bajo el agua. Merecen especial atención las de las aves rapaces —águilas, halcones y búhos—, las cuales tienen tres dedos hacia el frente y uno posterior que presenta arreglos específicos en los tendones, lo que les confiere mayor fuerza y tensión. Las patas de las rapaces vienen acompañadas de largas y fuertes garras que se convierten en su principal arma para capturar las presas y matarlas, lo que relega el pico a un papel secundario, en la mayoría de los casos, de porcionamiento y consumo de alimentos.
Con picos curvados y altos, algunas aves rompen los frutos duros de muchas palmas y plantas amazónicas para extraer las semillas que son su alimento. Guacamaya azul y amarillo (Ara ararauna).
En muchas de las aves, las exhibiciones de cortejo y afianzamiento de parejas corresponden a los periodos más llamativos de sus plumajes y a los de mayor despliegue vocal de todo su ciclo de vida. Garza colorada (Agamia agami)
Reproducción
El conjunto de morfologías variables, como una respuesta a los ambientes donde habitan las aves, ha alcanzado una gran complejidad en el proceso de reproducción, que en algunos casos abarca varios meses antes y después de la aparición de las crías.
En muchas especies el proceso comienza por el establecimiento de espacios, ya sea por machos, por hembras, o en conjunto, los cuales deben ser defendidos durante periodos variables, y puede estar acompañado de un amplio repertorio vocal, que en las zonas templadas del planeta está principalmente a cargo de los machos, pero en las zonas tropicales adquiere mayor diversidad al ser compartido con las hembras.
En estos despliegues vocales existe una gran variedad de formas de cortejo, momentos en los cuales los diferentes individuos demuestran sus mejores cualidades con el ánimo de atraer y mejorar sus posibilidades reproductivas. Aunque muchas de las teorías en biología y ecología han centrado el estudio del comportamiento en las actividades que los machos realizan para atraer hembras, como una selección sexual unidireccional que complementa la selección natural, es cada vez más frecuente encontrar casos en los que las hembras realizan despliegues de cortejo. Esto ha cambiado la visión de las aves como un grupo monógamo, pues a medida que contamos con mejores herramientas de investigación, se ha comprobado que las aves no tienen una sola pareja reproductiva, sino que, mediante estudios genéticos, se ha identificado una gran cantidad de especies y casos en los que en cada nidada hay huevos de diferentes padres.
La reproducción también implica el establecimiento de un nido, o de algo que pueda asemejársele, pues no todas las aves pueden construir una superficie o plataforma para albergar los huevos. Es notoria la gran diversidad de arquitecturas, materiales y formas de construcción; desde pequeñas copas abiertas hechas de paja, palillos y musgo, hasta grandes mochilas colgantes elaboradas incluso con pedazos de plástico y materiales de basura. La ubicación de los nidos responde a las condiciones del lugar donde se encuentran, y la entrada puede localizarse de manera que los vientos predominantes no entorpezcan la incubación y el calentamiento de los huevos; otros pueden tener entradas falsas o cámaras vacías, construidas con el único propósito de actuar como trampas para que, en caso de que lleguen depredadores, como serpientes o ratones, no se pierdan los huevos.
El momento de la incubación es extremadamente variado y depende de cada especie: algunas toman días y otras abarcan varias semanas. Durante este periodo, junto con la construcción del nido, es posible que el cuidado se haga por uno o por los dos miembros de la pareja, sin que eso necesariamente constituya un compromiso de largo plazo. En el caso de los colibríes, es la hembra la que construye el nido y cuida los huevos, mientras que en otros, la hembra construye el nido, pero no realiza la incubación; también hay especies en las que el macho construye el nido e incuba completamente la nidada. En las zonas tropicales este es el periodo de mayor peligro, puesto que hay múltiples depredadores que no solo interrumpen la crianza, sino que también consumen a los parentales.
Crecimiento de las crías
Según la especie, las crías o polluelos pueden ser de dos tipos: aquellos que podríamos asimilar a precoces —nidífugos—, y los que toman más tiempo —nidícolas—. En los primeros, los polluelos cuando rompen el cascarón tienen un plumón básico que les ofrece termorregulación, los ojos abiertos y la capacidad de moverse, así sea caminado torpemente; estos, si bien necesitan el cuidado y la atención por parte de los padres, pasan menos tiempo en esta etapa. Por otro lado, los nidícolas nacen completamente desprovistos de plumón y con los ojos cerrados, lo cual hace que la dependencia de los adultos cuidadores sea mayor y dure un tiempo más prolongado.
Diversidad de formas
Las aves habitan a lo largo y ancho del planeta y se presentan muchas variaciones en sus características básicas. Algunas han perdido las plumas en parte de su cuerpo, incluso en la zona de los ojos o en toda la cabeza, como los chulos o gualas. Otras, para explorar nuevas formas de encontrar alimento, han fusionado parte de sus picos con el cráneo para hacerlo más resistente, como los carpinteros, o han generado picos delicados, como los colibríes, que actúan como un canal de conducción de sus largas lenguas, las cuales se empapan en el néctar rico en azúcares al penetrar los reservorios en las flores. Todo este conjunto de morfologías llevó recientemente a plantear que el número actual de aves en el mundo estaría cerca de las 18 000 especies, con alrededor de 50 000 millones de individuos, estimaciones que, como todo en la ciencia, siguen bajo el escrutinio de los investigadores.
Conocer y entender esta gran variedad de organismos ha llevado a los científicos a generar sistemas de clasificación y seguimiento para dilucidar de alguna manera la complejidad que los rodea. El que se ha creado para las aves tiene como columna vertebral el entendimiento de las relaciones de parentesco entre sí, y, lejos de hacer una clasificación estática, como todo en el estudio de las aves y de la biodiversidad, es dinámico y cambiante y se ajusta a las nuevas evidencias que los datos proveen. A nivel mundial, las aves se agrupan en 36 órdenes taxonómicos diferenciados entre sí por características morfológicas internas y por sus historias evolutivas; estos a su vez se subdividen en más de 150 familias.
Aunque muchas de estas agrupaciones y divisiones corresponden a las características que se pueden observar a simple vista, otras se basan en las diferencias de comportamientos y en los cantos, lo que nos advierte de historias de desarrollo diferentes; incluso algunas tienen en cuenta las respuestas similares a condiciones ambientales análogas, lo que se ha llamado convergencias evolutivas. Uno de estos casos en el que las aves no emparentadas tienen una morfología y función muy similar ocurre con los denominados chulos o gualas del nuevo mundo y los buitres del antiguo continente; los primeros están más emparentados con los búhos y lechuzas, mientras que los de Europa y África tienen mayor relación con las águilas; aun así, ambos juegan un papel fundamental en los ecosistemas, al participar en el ciclaje de nutrientes, para lo cual han desarrollado características morfológicas parecidas.
Garza cucharón macho y hembra (Cochlearius cochlearius), ave nocturna que mantiene sus huevos a salvo de depredadores en los manglares de la bahía de Cispatá, en el Caribe colombiano.
