Sorpresas y paisajes

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Alas y libélulas

Posted by Pele Camacho en 9 noviembre, 2011

Tras los intentos de “aquellos chalados en sus locos cacharros”, iniciados con el Flyer de los hermanos Wright allá por 1903, la aviación se perfeccionó en el siglo XX hasta un nivel inverosímil; cuesta creer que moles metálicas de tantas toneladas puedan levantar vuelo y mantenerlo a la velocidad que algunos aviones alcanzan, pero las alas del avión son capaces de transformar la fuerza bruta de motores y reactores en las dos fuerzas necesarias para volar: una para desplazarse -fácil de asociar al empuje del motor- y otra de sustentación, que es la clave para elevarse y mantenerse en el aire. La observación del vuelo y alas de las aves condujo al desarrollo y perfeccionamiento de las alas de los aviones, unas estructuras aerodinámicas fijas que, a partir de una cierta velocidad, obtienen la fuerza de sustentación necesaria para despegar, volar y aterrizar; pero esas estructuras fijas tienen complementos móviles como alerones, flaps, slats, spoilers… que, modificando los perfiles aerodinámicos de las alas, permiten giros, despegues y aterrizajes más fáciles y seguros. Aquí pueden ver un buen video del asunto:  El ala de un A320

Si en los inicios de la aviación solo se imitaron perfiles alares de aves, ello fue porque el análisis del vuelo de los insectos ha sido, hasta hace poco, algo menos que imposible por el tamaño de sus alas y la velocidad de sus movimientos; de hecho, como comenté en una entrada reciente que titulé “Megabishos” , hasta el año 2001 no se comprendía como algunos insectos podían volar. Ahora, con los avances de las técnicas de video en alta velocidad y de potentes sistemas de computación, ha sido posible estudiar y simular el movimiento de las alas y, por tanto, el vuelo de algunos insectos como las libélulas, cuyo vuelo se considera uno de los más complejos y perfectos de la naturaleza, gracias a la versatilidad y capacidad de adaptación de sus alas y músculos alares.

Calentando alas y motores: alas planas y músculos alares de un macho de Trithemis annulata

(Picar en las imágenes para verlas con más resolución)

Las alas de las libélulas tienen como base una membrana quitinosa transparente –hialina– compuesta por dos capas delgadas y adheridas entre sí como si fuesen una estructura bilaminar corrugada, lo que aumenta la resistencia de ambas capas y de la membrana alar resultante. La membrana alar está reforzada por una red de tubos quitinosos huecos denominados venas alares, pues por ellas fluye la hemolinfa que mantiene las alas desplegadas y da flexibilidad a la membrana bilaminar. Las venas están ramificadas y dan lugar a un amplio conjunto de pequeños interespacios alares denominados celdillas o celdas, reforzadas en sus contornos por la estructura de las venas que las rodean, al tiempo que las hacen ligeras y flexibles.

Alas alabeadas de un macho de Trithemis annulata

Las funciones que realizan las partes móviles de las alas de los aviones en sus giros, despegues o aterrizajes, no son más que adaptaciones mecánicas para modificar la aerodinámica del ala, emulando los cambios de posición y formas que adoptan las alas de las aves y los insectos. Las alas de las libélulas raramente son elementos planos, porque el movimiento y la forma de las alas de las libélulas no son iguales cuando vuelan rápido que cuando están como suspendidas en el aire o cuando quieren parar en alguno de sus posaderos: el vuelo depende, fundamentalmente, de la frecuencia o ritmo de batido de las alas, del ángulo de ataque o inclinación del ala y del recorrido angular del ala en su desplazamiento de aleteo. En muchas fotos de libélulas posadas se aprecia perfectamente la curvatura de un supuesto “plano alar” que, más bien, es una superficie arqueada o alabeada, como las palas de una hélice o los álabes de una turbina diseñada para aprovechar o crear el flujo de un fluido líquido o gaseoso: tanto unas como otras suelen tener mecanismos que cambian el ángulo de inclinación de las palas o álabes, algo que las aves y las libélulas hacen habitualmente con sus alas.

Macho de Anax ephippiger en vuelo: es fácil imaginar turbulencias, pero muy difícil explicarlas

Cuando las alas de una libélula mantienen un batido que puede llegar hasta unos 40 aletazos por segundo, dan lugar a una especie de remolinos, turbulencias o vórtices de muy compleja formulación matemática, pero que desde un punto de vista físico y funcional son la base de extraños fenómenos reales de sustentación y empujes aerodinámicos de gran importancia, pues su conocimiento y aplicación son de enorme interés tanto en aeronáutica como en los bólidos de Fórmula-1, por ejemplo.

Algunos estudios de los movimientos de las alas de las libélulas se han hecho depositando grupos de microgotas de pintura en determinados puntos de sus alas y filmando con cámaras de alta velocidad el movimiento de las alas, para hacer después un seguimiento de las secuencias de posiciones de cada microgota y, de ese modo, obtener una secuencia de las formas del ala en intervalos de tiempo muy cortos. Luego, con el soporte de complejos programas de computación y aplicando conceptos de aerodinámica, se deducen los vórtices, turbulencias o remolinos de empuje y sustentación que permiten hacer simulaciones y diseños de nuevos sistemas de vuelo o propulsión: así enseñan las libélulas a los homosapiens cómo mejorar sus técnicas de vuelo y los perfiles aerodinámicos de sus locos cacharros

Pero volar no es solo cuestión de alas; hay más…, hay más cosas junto a ellas que tienen buena parte en la gracia de sus vuelos… pero eso “Continuará en un próximo episodio

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Pinzas

Posted by Pele Camacho en 10 octubre, 2011

El sistema reproductor de los machos de odonatos es tan exclusivo que no existe nada parecido en el reino animal: aunque la ubicación de la genitalia primaria al final del abdomen es similar al de la mayoría de insectos,  la situación casi al principio del abdomen de la genitalia secundaria  -la operativa en el acoplamiento- hace que el tándem tan característico de los odonatos  sea también exclusivo y sorprendente.

  Macho de Trithemis annulata mostrando sus atributos

(Picar en las imágenes para verlas con más resolución)

Tras unos orígenes que se remontan a 250 millones de años, no se conoce un proceso evolutivo de los odonatos que explique ese extraordinario detalle anatómico de la genitalia secundaria y las consecuencias de su función en los acoplamientos, realizados con la ayuda de otros elementos de su anatomía que no son parte activa en la reproducción: los apéndices anales o pinzas con las que los machos sujetan la cabeza de las hembras de libélulas o el protórax de las hembras de caballitos.  Es de suponer que las formas de los apéndices son también resultados de ese desconocido proceso evolutivo de las especies originales en las que, al no haber genitalia secundaria, tampoco habría unos apéndices adaptados a la función que desarrollan en las especies que conocemos.

    Macho de Anax ephippiger,  ejercitando sus apéndices anales

En los machos de anisópteros, o libélulas, existen dos apéndices anales superiores o cercoides y uno inferior, cerco o lámina supraanal, situado detrás del poro genital que corresponde a la genitalia primaria, situada en el segmento 9, anterior al segmento 10 del que salen los apéndices anales. La forma de los apéndices es casi específica:  Selys, el padre de la Odonatología moderna, describe en su libro “Monographie des libellulides d’Europe” que los apéndices pueden ser  “ lanceolés, pointus, arrondis, cylindriques, coniques, contournés, filiformes, tuberculés, dentelés, fourchus, ciliés, hérissés, glabres, courts, allongés , semi-circulaires, etc.”  Tillyard,  en su magnífico libro “The biology of dragonflies”, sin entrar en más detalles, dice que la diversidad de formas es inmensa y que, salvo en un par de excepciones genéricas, las especies pueden ser identificadas de manera inconfundible por la forma de los apéndices que, además, al servir como elementos de acoplamiento preciso en la precópula, hacen que la hibridación sea muy rara entre diferentes especies de odonatos.

Apéndices superiores presionando en el occipucio de una hembra de Sympetrum fonscolombii

La forma en que los machos sujetan la cabeza de las hembras es casi inimaginable por la precisión que implica un evento que, normalmente, se realiza en pleno vuelo de los dos protagonistas. Considerando la probable dificultad o incapacidad del macho para dirigir visualmente la acción de los apéndices, hay que admitir como cierto que son las hembras las que, después de aceptar al macho, acercan sus ojos y su cabeza a los apéndices que van a sujetarla: los dos apéndices superiores o cercoides se sitúan detrás de la cabeza, en el occipucio, y presionan hacia delante en la hendidura que tiene la cabeza sobre el cuello que la une al tórax.

Vista trasera de la cabeza de una hembra de Sympetrum fonscolombii

La pinza se completa con el apéndice inferior, o cerco, que se sitúa por la parte delantera, entre los ojos, presionando hacia atrás en sentido opuesto a como lo hacen los apéndices superiores, al tiempo que los segmentos finales del abdomen del macho, aprovechando su carácter invertebrado,  se curvan casi 180º de manera inverosímil, causando una aprensión casi dolorosa en cualquier vertebrado homosapiens que observe el ejercicio…

El apéndice inferior del macho, presionando entre los ojos de un hembra de Anax ephippiger

Imagino que no es fácil hacer una estadística de los ojos de hembras que pueden resultar dañados en el intento, pero en eso, supongo, reside el éxito del supuesto proceso evolutivo y, además, los ojos compuestos de las libélulas, quizás, se pueden permitir el dispendio de perder la visión de una pequeña fracción de sus omatidios, como refería Philip Corbet, otro gurú de la Odonatología moderna, en su libro “A biology of dragonflies”, en un dibujo ilustrativo que copié en la entrada que titulé “La pequeña sirena”.

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Volando voy…

Posted by Pele Camacho en 25 abril, 2011

       “Volando voy, volando vengo                    

por el camino, yo me entretengo… “

                                                                                                           (Disco  “La leyenda del tiempo”, Camarón de la Isla, 1979)

Las Anax ephippiger (Burmeister, 1839) parecen pasarse la vida volando; hay quienes dicen -pero no sé si exageran- que vuelan hasta de noche, pero lo normal es verlas de día, hasta el atardecer, patrullando de manera casi permanente, incluso en “tandems”, con apenas las interrupciones mínimas necesarias para hacer sus puestas en algunas de las charcas y lagunas que encuentran en sus periplos.

Volando voy…

El nombre del género Anax  -“señor, individuo con mando…”- hace honor al tamaño de las especies y a su carácter dominante, agresivo, un tanto chulesco, aprovechando la suficiencia que les debe dar su porte y circunstancia. El nombre de la especie, ephippiger, aunque suena como alemán, parece derivar de una combinación del vocablo griego “ephippion”, que significaba “silla de montar”, y el sufijo latino “ger”, indicativo de “llevar”:  con la combinación de ambos se resalta lo llamativo de la mancha azul que llevan los machos en la parte dorsal del segundo segmento abdominal, como si fuera una “silla” para algún jinete imaginario que pudiese montarla.

…volando vengo…

Tienen una distribución muy amplia por toda África, de Este a Oeste y de Norte a Sur, e incluso Asia, pero es una especie de marcado carácter migratorio y hay frecuentes citas de su paso por oleadas de cientos, quizás miles, de ejemplares que al comienzo de la primavera vuelan hacia el Norte. En España se la ve  -con distribución errática- desde Febrero hasta Octubre, aunque, excepcionalmente, se las puede ver también casi todo el resto del año. Si bien es difícil apreciar detalles de su anatomía en vuelo, es característico el brillo ligeramente dorado de sus alas al ser atravesadas por la luz solar.

Por el camino…

Al parecer, suelen aprovechar vientos sureños africanos, como el siroco, que les impulsan hacía Europa, empalmando por ahí arriba con vientos atlánticos que las llevan incluso hasta Islandia, hasta donde no llega ninguna otra libélula. El nombre popular anglosajón es Vagrant Emperor, emperador vagabundo, precisamente por su carácter de especie migratoria, porque bien podría decirse de ella que es una especie a la que “le va la marcha”.

... yo me entretengo

Sin mucho riesgo de exagerar -diría yo- es más probable hacer una foto de ellas en vuelo que en reposo, circunstancia coyuntural poco frecuente para el fotógrafo que las observa; pero aunque solo sea en cortos intervalos, el instinto de propagación de la especie -y la suerte- permite, alguna rara vez, ver una quietud en parejas que es casi imposible a nivel de individuos. Las que aparecen en estas fotos volaban, aparentemente felices, inquietas e incansables, hace apenas una semana, en unas charcas cerca de donde el río Despeñaperros se junta con el río Guarrizas, camino de los primeros embalses de la cuenca del Guadalquivir.  Vaya usté a saber, camino de donde volaban ellas…

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