Colibríes, las aves más pequeñas del mundo

El más pequeño de los colibríes puede pesar menos de dos gramos. El más grande solo llega a los 20 gramos. Así son los fascinantes colibríes:

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Hummingbirds-Thumbnail-mm8350. El secreto del vuelo

El secreto del vuelo

Un colibrí de Anna en cautividad se alimenta a la vez que se mantiene en vuelo estacionario en un experimento científico. Los investigadores intentan desvelar los secretos del vuelo de estas diminutas aves.

Foto: Anand Varma

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MM8350 161120 33629. Carrera de obstáculos aérea

Carrera de obstáculos aérea

Cuando la vegetación es densa, los colibríes tienen que esquivar las ramas y las hojas. Marc Badger, de la Universidad de California en Berkeley, reproduce esas acrobacias en el laboratorio obligando a las aves a volar a través de unos estrechos orificios, una situación que el fotógrafo ha recreado en esta imagen. Para colarse por un agujero ovalado, este colibrí de Anna da una sacudida lateral, alterando el aleteo para evitar el contacto con la mampara. Para captar la maniobra en un solo fotograma, se disparó tres veces un flash estroboscópico durante una exposición de 0,4 segundos.

 

Foto: Anand Varma

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MM8350 150818 10869. Sacudiéndose la lluvia

Sacudiéndose la lluvia

A menudo los colibríes desafían los aguaceros para beber néctar y no morir de inanición. Este colibrí de Anna se sacude el agua igual que hacen los perros, con una oscilación de la cabeza y del cuerpo. Según investigadores de la Universidad de California en Berkeley, cada sacudida dura cuatro centésimas de segundo y somete la cabeza del ave a 34 veces la fuerza de la gravedad. Y lo más increíble: pueden hacerlo mientras vuelan o cuando están posados sobre una percha.

 

Foto: Anand Varma

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MM8350 160610 25121. La fuerza del aleteo

La fuerza del aleteo

Un colibrí de Anna revolotea dentro de una cámara de la Universidad Stanford que graba al instante la minúscula onda de presión generada con cada aleteo. Antes de que Rivers Ingersoll y David Lentink diseñaran este dispositivo, se recurría a las teorías de la aerodinámica para calcular las fuerzas producidas por los animales al volar libremente.

Foto: Anand Varma

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MM8350 160618 25818. A toda máquina

A toda máquina

Los túneles de viento permiten a los investigadores observar la mecánica de vuelo de los colibríes a velocidades de hasta 56 kilómetros por hora. Este colibrí gorjinegro participa en un experimento de la Universidad de California en Riverside para probar si los cortejos aéreos son una buena muestra de las capacidades físicas de un ave. En otras palabras: los machos que exhiben los vuelos en picado más acrobáticos para impresionar a las hembras ¿son también los que vuelan más rápido? Para esta fotografía se añadió una niebla de vapor de agua que permite ver el viento.

 

Foto: Anand Varma

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MM8350 161118 32349a. Don de lenguas

Don de lenguas

El recipiente de vidrio del que bebe néctar artificial un colibrí de Anna permite ver la lengua bífida del ave. Para mantener su enérgico vuelo, los colibríes pueden llegar a consumir una cantidad de néctar superior a su peso corporal, gracias a una lengua que repite el movimiento de absorción hasta 15 veces por segundo. El néctar artificial que consumen los colibríes en cautividad contiene proteína en polvo y otros nutrientes que aquí se aprecian como puntos blancos.

Foto: Anand Varma

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MM8350 161020 29459. Fuerza de sustentación

Fuerza de sustentación

La mayoría de las aves generan una fuerza ascendente, o sustentación, solo con batir las alas hacia abajo. El secreto de la capacidad que tienen los colibríes para el vuelo estacionario estriba en el movimiento casi simétrico de sus alas, lo que les permite lograr sustentación tanto al batirlas hacia abajo como hacia arriba. Gracias a un generador de niebla ultrasónico, los investigadores pueden observar los vórtices que provoca este colibrí de Anna al final de cada medio ciclo, cuando las alas giran más de 90 grados y cambian la dirección del vuelo.

 

Foto: Anand Varma

Brendan Borrell

21 de noviembre de 2017

En busca del ave más pequeña del mundo, hemos llegado hasta el patio trasero de una casa de Pálpite, Cuba. El ornitólogo Christopher Clark tiene un coche lleno de material para descargar: cámaras, equipos de sonido, una jaula transparente con forma cúbica… Pocos minutos después de nuestra llegada esta mañana de mayo, Clark ya está caminando en círculos. Intenta seguir el recorrido de una bala con alas que vuela de un grupo de flores de coralillo a otro. Mientras el colibrí se detiene para sorber el azucarado alimento de las flores, sus alas continúan batiendo en medio de un torbellino grisáceo, demasiado rápido para que el ojo humano pueda observarlo.

Incluso para los estándares liliputienses de estas aves, el colibrí zunzuncito (Mellisuga helenae) es un enano: es el ave más pequeña del mundo. Su cuerpo verde iridiscente pesa poco más que una almendra. El zunzuncito debe su nombre al sonido que hace, y es todavía más pequeño que su pariente el colibrí esmeralda zunzún.

Fotografiando el vuelo de las aves

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Lo que le falta en tamaño, lo compensa con entusiasmo cuando detecta una visita en su territorio. Se trata de una hermosa hembra, encerrada en la jaula que Clark ha colocado sobre un tejado de chapa. Si es consciente de que la hembra está enjaulada, su ardor no se ha enfriado lo más mínimo. Despega en vertical desde una rama, se queda suspendido en el aire y lanza un trino hacia ella.
Luego se eleva a más altura, hasta que no es más que un puntito en el cielo nublado.

Después, cual montaña rusa que ha llegado al punto más alto, cabecea y se lanza en picado hacia el suelo. En un instante, el osado colibrí repite una y otra vez el movimiento: ascenso, vuelo en picado y pasada a ras de suelo. Estas maniobras no duran más que un segundo. Entonces desaparece, y a su paso no deja más que el temblor de las hojas.

A pesar de que he mirado fijamente el cortejo, en realidad no he podido verlo. Tampoco Clark, pero él ha hecho algo mejor. Lo ha grabado con una cámara de alta velocidad que capta 500 fotogramas por segundo. Tras descargar el vídeo –la primera vez que se graba a esta especie a una velocidad de cámara tan elevada–, me lo enseña en su ordenador portátil, clicando en cada uno de los fotogramas que tanto le ha costado conseguir. Solo entonces vemos las impresionantes maniobras que la velocidad del colibrí nos ocultaba.

Los colibríes habitan exclusivamente en América. Desde el sur de Alaska hasta Tierra del Fuego, existen unas 340 especies descritas.


Durante los últimos ocho años, Clark ha viajado desde el desierto de Arizona hasta la selva de Ecuador y las zonas rurales de Cuba para grabar las paradas nupciales de los colibríes. De regreso en su laboratorio de la Universidad de California en Riverside, el profesor examina los vídeos para ver qué revelan sobre el vuelo de estas aves. Sus hallazgos podrían contribuir a conocer mejor el vuelo de los animales en general y los sistemas de apareamiento de los colibríes en particular.

Con sus vertiginosos movimientos y su vistoso plumaje, estas criaturas parecen un híbrido de carne, plumas y fuegos artificiales. Las alas de algunas especies baten hasta cien veces por segundo. Su corazón puede latir más de mil veces por minuto, y tragan néctar gracias a un movimiento casi invisible de la lengua.

En los jardines o en los bebederos para aves de los patios traseros de las casas, son el mejor ejemplo de la belleza fugaz. ¿Quién podría resistirse a la tentación de observarlos a cámara lenta, diseccionar sus movimientos y vivir, aunque sea brevemente, en su mundo?

Los colibríes habitan exclusivamente en América. Desde el sur de Alaska hasta Tierra del Fuego, existen unas 340 especies descritas. El lugar con mayor diversidad está en el norte de los Andes, donde 290 especies residen en las selvas de tierras bajas, en los bosques nubosos de las cumbres y en todos los ecosistemas que hay entre medio.

El más pequeño puede pesar menos de dos gramos. El más grande, el colibrí gigante, que habita en Perú y Chile, pesa unos 20 gramos.

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El hecho de ser las aves más pequeñas del mundo es solo uno de los varios récords que ostentan los colibríes. Son las únicas aves que pueden permanecer en vuelo estacionario durante 30 segundos o más y las únicas que pueden volar hacia atrás de verdad.

También tienen el récord del vertebrado con el metabolismo más rápido del planeta: un estudio de 2013 de la Universidad de Toronto llegó a la conclusión de que, debido a la velocidad con que queman azúcar, si los colibríes tuvieran el tamaño de un ser humano, necesitarían beber más de una lata de refresco de 330 mililitros por cada minuto de vuelo estacionario.

No es de extrañar, pues, que se enzarcen en combates aéreos por el dominio de un buen terreno con flores cargadas de néctar.

La lengua con la que liban las flores es un órgano especializado, casi transparente, formado por dos tubos enrollados como si fueran láminas de celofán. Mientras el colibrí sorbe, su lengua entra y sale rápidamente y, tal como observó en 1852 el naturalista inglés William Charles Linnaeus Martin, el líquido «desaparece muy rápido, quizá por capilaridad».

Cuando Alejandro Rico-Guevara, investigador postdoctoral de la Universidad de California en Berkeley, grabó en película de alta velocidad a unos colibríes bebiendo de flores y bebederos, descubrió que cada uno de los tubos de la lengua se despliega para coger el néctar en una centésima de segundo. Luego el ave bombea el líquido hasta la garganta apretando el pico. Aquello que el científico del siglo XIX solo podía imaginar, esta cá­­mara del siglo XXI nos lo muestra con todo detalle.

El primer intento de analizar el vuelo del colibrí tuvo lugar, al parecer, en la Alemania nazi a finales de la década de 1930. Con el apoyo del Servicio de Cine Educativo del Reich, dos ornitólogos alemanes consiguieron una cámara capaz de rodar 1.500 fotogramas por segundo, facilitada por un organismo de investigación militar.

Con ella filmaron dos especies de colibríes sudamericanos en el zoo de Berlín. «El régimen estaba desarrollando los primeros helicópteros –explica Karl Schuchmann, antiguo responsable de aves del Museo de Investigación Zoológica Alexander Koenig de Bonn–. Querían saber cómo lograban aquellas aves cernirse».

Las imágenes mostraron que los colibríes se parecían más a las abejas o a las moscas que a otras aves, puesto que con las alas generan sustentación tanto en el aleteo descendente como en el ascendente. Cuando los ornitólogos publicaron su estudio en 1939, compararon los colibríes con el helicóptero Focke-Wulf de fabricación alemana.

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En Estados Unidos, Crawford Greenewalt servía a la ciencia desde el otro bando de la guerra: era ingeniero del Proyecto Manhattan, el programa estadounidense que fabricó las primeras armas nucleares. Doce años después de la publicación de los ornitólogos alemanes, Greenewalt retomó el hilo de aquella investigación. Su esposa, Margaretta, se había aficionado a la observación de aves desde su casa de Delaware, y fue ella quien lo contagió de lo que este calificó como «la fiebre de los colibríes». Sus fotografías de colibríes se publicaron por primera vez en la Geographic de noviembre de 1960.

Insatisfecho con las cámaras de cine de alta velocidad disponibles en su época, Greenewalt se fabricó la suya propia. Filmó el vuelo de los colibríes en el interior de un túnel de viento casero y logró captarlos a velocidades de hasta 43 kilómetros por hora. Cuando aceleraban partiendo de una posición estática en el aire, Greenewalt documentó cómo el plano de las alas pasaba de horizontal a vertical para redirigir el empuje.

Las nuevas imágenes supusieron una revolución, pero no esclarecieron el misterio de cómo los colibríes son capaces de batir las alas tan rápido. Normalmente, cuanto más deprisa se contrae un músculo, menos fuerza genera. Por lo tanto, ¿cómo producen estas aves la fuerza suficiente para sustentarse?

En 2011, Tyson Hedrick y sus colegas idearon un método para despejar esta duda. Hedrick, especialista en biomecánica animal de la Universidad de Carolina del Norte en Chapel Hill, ya sabía que las alas de los colibríes son diferentes de las de sus parientes más cercanos, los vencejos. Los huesos alares de los brazos son relativamente más pequeños, y la mayor parte del ala está compuesta por los huesos alares de las manos. Para lograr una imagen exhaustiva del movimiento del ala a velocidad máxima, Hedrick combinó una cámara que dispara mil fotogramas por segundo con un sistema de rayos X.

Cuando visionó fotograma por fotograma, los movimientos infinitesimales de los huesos alares mostraron unos patrones; después visionó la se­cuencia completa en movimiento, y de este modo pudo ver el funcionamiento del ala. Hedrick descubrió que los colibríes, en vez de batir las alas con un movimiento ascendente y descendente del hombro, lo que hacen es un movimiento giratorio. Esta modificación les permite algo así como «una marcha rápida», de modo que un movimiento muscular milimétrico es suficiente para que las alas tracen un arco amplio.

Los colibríes, en vez de batir las alas con un movimiento ascendente y descendente del hombro, lo que hacen es un movimiento giratorio.


Antiguamente, las cámaras de alta velocidad eran artilugios difíciles de manejar y de llevar al campo. Hoy caben en un bolsillo grande y, para los ornitólogos que estudian a los colibríes, son tan imprescindibles como los prismáticos. La magnitud de la información obtenida es inimaginable. Para evaluar lo que significan 500 fotogramas por segundo, hagamos la siguiente comparación: a la velocidad normal de una película como Lo que el viento se llevó, 500 fotogramas es lo que dura la secuencia en que Escarlata O’Hara baja las escaleras llorando, dice «¡Rhett, Rhett! Si te vas, ¿adónde iré yo? ¿Qué podré hacer?», Rhett Butler responde «Francamente, querida, eso no me importa», sale por la puerta y desaparece en la niebla.

Al ralentizar el tiempo, los científicos pueden profundizar en el conocimiento de lo que sucede cuando la biología se topa con las leyes de la física. «Hay cosas que no se pueden ver a simple vista –dice Clark–. Pero pon una cámara de alta velocidad y verás lo que es capaz de hacer un ave».

Cuando algunas especies vuelan en picado a 97 kilómetros por hora y despliegan la cola, explica el ornitólogo, emiten un sonido que no procede de sus cuerdas vocales, sino de la vibración de las plumas caudales cuando el aire pasa a través de ellas. En el cortejo, algunas especies de colibrí casi duplican la frecuencia del aleteo; otras solo baten un ala. Y cuando un colibrí de Anna remonta el vuelo tras un descenso en picado, se ve sometido a unas nueve veces la fuerza de la gravedad, una aceleración suficiente para que un piloto de caza, incluso con un traje antigravedad, se desmaye.

«Los colibríes pueden hacer cosas extraordinarias usando los mismos elementos que tienen las aves normales», dice Doug Altshuler, experto en fisiología comparada de la Universidad de la Columbia Británica en Vancouver. Por eso su estudio nos puede revelar muchas cosas acerca de los principios generales de la biología.

Una mañana de verano, una luz roja sale por la puerta de una sala que Altshuler ha bautizado como el Infierno. Su colega Roslyn Dakin nos recibe con gotas de sudor en la frente.

El ambiente propio de una sauna se debe a los seis proyectores LCD que arrojan unas franjas verticales sobre las paredes de un túnel que discurre a lo largo de la sala. En el interior del túnel hay un macho de colibrí de Anna, vigilado por ocho cámaras.

Dakin intenta dilucidar cómo controlan las aves su vuelo. Otros investigadores han especulado anteriormente con que los animales voladores poseen un sistema de control de la velocidad en el cerebro que les permite ajustar el movimiento dentro de su campo de visión. Las abejas lo hacen.

Y nosotros también. Cuando conducimos por una autopista amplia y despejada, nos parece normal ir a 120 kilómetros por hora, pero si fuésemos a esa velocidad por una carretera secundaria flanqueada por árboles, probablemente pisaríamos el freno.

Parece que los colibríes funcionan de otra manera. En uno de los experimentos de Dakin, la científica los puso a volar a través de una especie de cinta de correr visual. Sorprendentemente, volaban igual de rápido cuando las franjas verticales se movían en la misma dirección que ellos que cuando se movían en dirección opuesta.

En este instante observamos un puntito verde oscilando en la pantalla, indicativo de que el colibrí está posado a oscuras sin hacer apenas nada. De vez en cuando avanza por el túnel, pero después vuelve a posarse sobre su percha. «Es un fastidio cuando no hacen exactamente lo que quieres que hagan –dice Dakin–, que es casi siempre».

Ella está convencida de que los colibríes recelan instintivamente de los objetos grandes, lo que les ayuda a evitar colisiones. Hoy está sopesando la idea de proyectar patrones más complejos. Para comprobarlo, necesita que el colibrí recorra toda la longitud del túnel, cosa que se niega a hacer.

De repente el ave emite un gorjeo, y el punto verde avanza por el túnel, se detiene en el bebedero y regresa. Dakin se anima; puede que al final el día no sea un fiasco. Teclea en el ordenador un código para esta entrada de datos y pulsa intro. En la pantalla, miles de coordenadas se combinan en un arcoíris tridimensional, el resumen de 15 largos segundos de la acelerada vida de un colibrí.