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Contenido

Introducción

Capítulo 1: Ojos y la Vista

Capítulo 2: El Diseño del Oído

Capítulo 3: Colores y Patrones

Capítulo 4: El Vuelo

Capítulo 5: Navegación y Orientación

Capítulo 6: Catapults

Capítulo 7: Stickiness

Capítulo 8: Magnificent materials

Capítulo 9: Plant power

Capítulo 10: Motors

Capítulo 11: The origin of life

Capítulo 12: ¿What About ‘poorly designed’ things?

Capítulo 13: ¿Why are there ‘bad things’ in nature?

Capítulo 14: Objections to design

Capítulo 15: Cosmic design

Capítulo 16: Who is the Designer?

Diseñado

por
traducido por Ramon Gomez

Capitulo 4: El Vuelo

El vuelo es una actividad tan compleja que los hombres no hemos conseguido dominar sus mecanismos hasta el siglo pasado. Sin embargo existen varios tipos de animales que vuelan desde hace mucho tiempo. Cuatro grupos de animales poseen sendos modos de vuelo bien diferenciados: las aves, los pterosaurios, los murciélagos y los insectos. Los hermanos Wright comprendieron la naturaleza del vuelo observando las aves. Y en laboratorios de todo el mundo, los biólogos y los expertos en aviación estudian los diferentes tipos de animales voladores para obtener nuevas ideas que nos permitan mejorar las aeronaves del futuro.

Library of Congress, Wikipedia

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Uno de los primeros vuelos, 120 pies en 12 segundos, 10:35 am, Kitty Hawk, Carolina del Norte. Orville Wright a los mandos de la nave y Wilbur Wright corriendo al lado de equilibrar la nave.

James Delaurier, profesor emérito de la Universidad de Toronto, pasó décadas estudiando el aleteo de las aves. Él ha declarado que “es correcto acudir a la naturaleza para obtener de ella la inspiración. El ser humano está muy lejos de conseguir hacer lo que ya hace la naturaleza.” En la misma línea, Weisshaar Terry, profesor de aeronáutica en la Universidad de Purdue, señala: “Un diseño que ha sido copiado de la naturaleza es un diseño bueno en todos sus aspectos.” También John McMasters, un experto en aerodinámica que trabaja para Boeing, y que ha enseñado diseño de aeronaves durante 40 años, coincide: “Una de las reglas es no inventar nunca nada que no sea necesario. Si podemos encontrar algún precedente que resuelva el problema que nos ocupa, usémoslo.” Y añadió que las lecciones aprendidas de la naturaleza tendrán un papel clave en el diseño de las nuevas aeronaves.1

A pesar de ello, muchos atribuyen el diseño de las aves a la selección natural. Graham Taylor, investigador de la Universidad de Oxford afirma, “La selección natural ya ha hecho muchos de la cálculos para solucionar problemas de forma evolutiva.”

Pero… ¿cómo funciona el vuelo? y ¿cómo los nuevos descubrimientos han ayudado a los ingenieros aeronáuticos? ¿puede la selección natural realmente explicar el vuelo?


El Vuelo de las Aves

Muchos evolucionistas proponen que las aves evolucionaron a partir de los dinosaurios corredores, pero al hacerlo olvidan cuáles son los requisitos necesarios para el vuelo de las aves. Cuando un pájaro usa sus alas para volar, las plumas de vuelo primarias se colocan formando un ángulo de tal manera que impulsan el aire hacia atrás para que el pájaro sea propulsado hacia delante, según la tercera Ley de Newton (cada acción produce una reacción igual y opuesta). Al mismo tiempo las alas del ave tienen una forma aerodinámica como las alas de un avión, formando un ángulo tal que, cuando el ave se proyecta hacia adelante, el ala desvía el aire hacia abajo. Esto crea una fuerza de elevación, por un movimiento de reacción, según el mismo principio.

¿Efecto de Bernoulli o Tercera Ley de Newton?

El efecto de Bernoulli establece que la presión de un fluido (líquido o gas) disminuye a medida que su velocidad aumenta. Este efecto recibe su nombre del científico/matemático holandés/suizo Daniel Bernoulli (1700–1782), y es una simplificación del principio según el cual la suma de todas las formas de energía de un fluido que circula en un conducto cerrado es igual en todos los puntos.

Muchas explicaciones del vuelo de aves y aviones mencionan un flujo de aire más rápido en la parte superior que provoca una disminución de la presión. Esto crearía una fuerza de elevación debido a una mayor presión en la superficie inferior.

Pero estudios más recientes destacan el papel de la 3ª ley de Newton. Hay dos razones por las cuales las alas desvían el aire hacia abajo cuando el cuerpo se desplaza hacia adelante: en primer lugar, las alas se inclinan ligeramente hacia arriba en sentido opuesto a la corriente de aire formando un ángulo ‘de ataque’ positivo. En segundo lugar, el Efecto Coanda, que consiste en que un fluido sigue la curvatura de la superficie, y en este caso la superficie superior apunta en sentido descendente. A diferencia del principio de Bernoulli la 3ª Ley de Newton explica, por ejemplo, por qué existe una corriente de aire descendente bajo las palas de un helicóptero, y por qué los aviones pueden volar en posición invertida siempre y cuando dispongan de un ángulo de ataque conveniente.2,3

Músculos del ala—Fuente L. Shyamal, Wikipedia (CC BY-SA 2.5)

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El Sistema de Poleas

Durante el vuelo a remo (o aleteo) el ala debe elevarse para prepararse para la posterior carrera descendente. Las aves realizan este movimiento ascendente usando un sofisticado sistema de poleas; el músculo supracoracoideo tira de su tendón, el cual gira alrededor de una polea formada por el hueso coracoides y la clavícula, a continuación se introduce en el húmero o parte superior del hueso del brazo/ala.

Las aves pueden volar sin este tendón, pero en tal caso el despegue resulta muy dificultoso.4 Por tanto es muy dudoso que la selección natural guiara los muchos cambios coordinados necesarios para formar este sistema de poleas. De hecho, en el registro fósil no existe ninguna evidencia de un sistema de poleas a medio formar, y de todos modos ¿habría servido para algo un sistema compuesto por medias poleas?5

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Bárbulas de la pluma (fotografía aumentada 200 veces)

Plumas

El evolucionista Alan Feduccia, de la Universidad de Carolina del Norte en Chapel Hill, que es una autoridad mundial en el tema de las aves, dice: “Las plumas son una adaptación casi perfecta para el vuelo” pues son ligeras, fuertes y tienen forma aerodinámica, y están formadas por una estructura intrincada de barbas y ganchos. Esta estructura las hace impermeables, y con una ligera pasada del pico se consigue que las plumas aplastadas vuelvan a recobrar su forma aerodinámica.6

¿Evolucionaron las plumas a partir de las escamas?

Richard Dawkins, conocido ateo evolucionista y neoeugenetista, no duda en afirmar: “Las plumas son escamas de reptiles modificadas.”7 Esta es una afirmación muy extendida entre los evolucionistas. Sin embargo, las escamas son pliegues en la piel mientras que las plumas son estructuras complejas compuestas de raquis, barbas, bárbulas, y barbicelos. Plumas y escamas se originan de formas totalmente diferentes, las plumas surgen de los folículos que están situados en el interior de la piel de forma similar al pelo.

Es evidente que la información codificada necesaria para construir una pluma es muy diferente de la información codificada requerida para construir una escama. Para que las escamas se conviertan en plumas tendría que haber surgido una enorme cantidad de nueva información genética en el ADN de los reptiles que supuestamente fueron antepasados de las aves.

Como en muchos otros casos, la selección natural no habría favorecido a las hipotéticas formas intermedias. Muchos evolucionistas sostienen que los dinosaurios desarrollaron plumas con un propósito aislante y que más tarde evolucionaron y las perfeccionaron para el vuelo. Pero esta historia carece de base real pues no explica cómo surgió la nueva información genética para que pudiera ser seleccionada posteriormente.

Cris DeRaud, sxc.hu

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Las estructuras detalladas de una pluma (izquierda) y de las escamas (a la derecha)

Otro problema es que seleccionar algo por sus propiedades como aislante térmico es muy distinto de seleccionar algo por su utilidad para el vuelo. En las aves que han perdido la capacidad de volar, las plumas también han perdido gran parte de su estructura y se han convertido en algo parecido al pelo. En aves no voladoras, las mutaciones que produjeran degeneración de la estructura de las plumas aerodinámicas no supondrían una desventaja tan enorme como en las aves voladoras. Por lo tanto, la selección natural no las eliminaría, e incluso podría favorecer tal degeneración. Como en muchos otros casos similares, la pérdida de la estructura de las plumas de vuelo equivale a pérdida de información, de modo que estos cambios son irrelevantes para la evolución porque la evolución requiere un aumento de la información. Lo único que importa en estos casos es que las plumas proporcionen aislamiento, y una estructura semejante al pelo es perfecta para ello; al fin y al cabo el cabello proporciona aislamiento a los mamíferos.6 En resumen, si un individuo necesitase plumas para el aislamiento térmico, la selección natural actuaría en contra del desarrollo de plumas de vuelo. Y las plumas parecidas al cabello son adecuadas para aislamiento.

Las plumas suaves y esponjosas también son buenos aislantes y son comunes en las aves no voladoras. Su esponjosidad se debe a la falta de los ganchos propios de las plumas de vuelo. Nuevamente vemos que la selección natural contribuiría a prevenir la evolución de las plumas aerodinámicas a partir de plumas aislantes.

Por último, las proteínas que forman las plumas (queratina Fi) son bioquímicamente diferentes de las proteínas que forman la piel y las escamas (queratina Alfa). El investigador Alan Brush concluye así:

“Tradicionalmente se considera que las plumas de las aves y las escamas de los reptiles son homólogas a nivel morfológico. Sin embargo, las plumas son diferentes en su desarrollo, en su morfogénesis (generación de su forma), en la estructura del gen, en la forma y secuencia de la proteína, y en la formación de filamentos y la estructura.”8

Una concesión a los creacionistas: las plumas no surgen a partir de las escamas

Por lo tanto no es de extrañar que Brush haya desechado la idea de que las plumas surgieran a partir de las escamas, argumentando que los evolucionistas “supusieron erróneamente que la pluma primitiva evolucionó por el alargamiento y la división de la escama del reptil.” Brush y su colega reconocen:

“Los creacionistas y los escépticos de la evolución han señalado que las plumas son un ejemplo típico de la insuficiencia de la teoría de la evolución, argumentando que no ha habido jamás formas transicionales entre las escamas y las plumas.”9

Sin embargo, proponen un modelo evolucionista alternativo denominado biología evolutiva del desarrollo, o “evo-devo”. Esta teoría sostiene que “los complejos mecanismos por los cuales un organismo individual crece hasta alcanzar su tamaño y forma pueden proporcionarnos pistas para entender la evolución de la anatomía de la especie.” Pero esto no es más que una reminiscencia de la desacreditada idea “la ontogenia recapitula la filogenia.”10

El pulmón del ave

Los evolucionistas afirman que el pulmón del ave evolucionó a partir del pulmón del reptil. ¿Cómo pudieron los pulmones fuelle de los reptiles evolucionar gradualmente hasta convertirse en pulmones de ave? Para poder transformar el pulmón de reptil en pulmón de ave se necesitan cambios drásticos. Los reptiles inhalan el aire dentro de una cámara subdividida en faveolos mediante entrantes denominados septos (del latín septum, tabique o pared) en los cuales la sangre extrae el oxígeno y deposita el dióxido de carbono. El aire viciado se exhala luego tal y como se inhaló. Por otro lado las aves tienen un complicado sistema de sacos aéreos del cual forman parte integrante incluso sus huesos huecos. Este sistema mantiene el flujo del aire en una dirección a través de unos tubos especiales (denominados parabronquios) situados en el pulmón, y la sangre circula a través de los vasos sanguíneos del pulmón en la dirección opuesta para conseguir la captación eficaz de oxígeno,11 un excelente diseño de ingeniería.12

¿Cómo pudieron los pulmones fuelle de los reptiles evolucionar gradualmente hasta convertirse en pulmones de ave? No hay forma alguna de que los hipotéticos eslabones intermedios pudieran realizar su función correctamente, y en consecuencia el pobre animal no habría podido respirar. Una de las primeras etapas del proceso habría sido una desafortunada criatura provista de una hernia diafragmática (orificio en el diafragma). Obviamente la selección natural habría eliminado tal organismo.

Por otro lado, incluso suponiendo que pudiéramos construir una hipotética serie funcional de formas intermedias, ¿seguiría la selección natural estos pasos? probablemente no; los murciélagos se las ingenian perfectamente con sus pulmones tipo fuelle, y algunos pueden incluso cazar a alturas superiores a los tres kilómetros (dos millas). Los pulmones de las aves, con su increíble eficacia, sólo constituyen una ventaja en grandes altitudes donde el nivel de oxígeno es menor. Por lo tanto la transformación de los pulmones de un reptil no le proporcionaría ninguna ventaja selectiva.13 No es de extrañar que Alan Feduccia, en su gran obra sobre la evolución de las aves, ni siquiera mencione este problema.6

Recientes investigaciones sobre los pulmones del Sinosauropteryx (un supuesto dinosaurio emplumado) mostraron que “sus pulmones tipo fuelle no podrían haber evolucionado hasta convertirse en pulmones de alto rendimiento de las aves modernas”14

Es interesante observar cómo algunos defensores de la evolución dinosaurio-ave niegan esta evidencia en contra de su teoría diciendo: “Los defensores de este argumento no pueden mostrar ningún animal cuyos pulmones pudieran haber dado lugar a los de las aves, los cuales son tremendamente complejos y son diferentes de todos los otros animales vivos”15 Evidentemente es sólo la fe evolucionista la que exige que los pulmones de las aves tuvieran necesariamente que surgir de los pulmones de algún otro animal.

Los vencejos y los vórtices en el borde de ataque16

Un estudio de los vencejos17,18 muestra que volar es mucho más que desviar el aire hacia abajo. Al mismo tiempo los vencejos usan un borde de ataque generador de vórtices (un vórtice es un flujo turbulento en rotación espiral con trayectorias de corriente cerradas, como un pequeño tornado) para reducir la presión y así generar más fuerza de sustentación.19 Así pues, “debemos revisar nuestro entendimiento del vuelo de las aves.”18

El ala de pájaro en realidad está compuesta de dos partes: el ala del brazo (interior) y el ala de la mano (exterior). El ala del brazo desvía el aire hacia abajo del mismo modo que lo hace el ala de un avión, según John Videler, experto investigador de las universidades de Leiden y Groningen, en Holanda20 Pero un estudio de los flujos22 de fluidos21 muestra que el agudo borde de ataque del ala de la mano hace que se formen fácilmente pequeños tornados que contribuyen a impulsar al ave en sentido ascendente.23 Estos pequeños tornados se forman con toda una amplia gama de ángulos de ala, y por lo tanto es mucho más difícil que el ala de pájaro pierda repentinamente fuerza de sustentación que lo haga el ala de un avión.24

Los vencejos tienen alas en forma de guadaña, compuestas por un ala del brazo relativamente pequeña y un ala de la mano muy larga que genera un poderoso borde de ataque generador de vórtices. Así pues los vencejos pueden impulsar sus alas hacia atrás para volar rápidamente y al mismo tiempo logran darse la vuelta en un espacio reducido19 disminuyendo el área de barrido del ala (estirando las alas). Esta habilidad les permite cazar insectos en pleno vuelo. Del mismo modo las aves de percha necesitan un borde de ataque generador de vórtices para producir fuerza de sustentación a bajas velocidades, de lo contrario no podrían posarse sobre las ramas.

La importancia del borde de ataque generador de vórtices fue descubierta originalmente estudiando el vuelo de los insectos. Y los ingenieros aeronáuticos han usado provechosamente la potente fuerza de elevación de los vencejos para mejorar la seguridad en el aterrizaje de los aviones supersónicos. Sus pequeñas alas, replegadas hacia atrás, hacen posible el vuelo veloz, pero si carecieran del borde de ataque que genera vórtices sus alas no conseguirían suficiente fuerza de sustentación durante la desaceleración previa al aterrizaje.

Como sucede a menudo, la prensa rinde homenaje a la evolución sin aludir a ningún hecho empírico concreto:

“Para maximizar la velocidad del vuelo y la maniobrabilidad, la ingeniería aeronáutica y la evolución han coincidido en una misma solución: El ala de geometría variable. Los vencejos y los aviones de combate Tomcat mantienen sus alas replegadas hacia atrás cuando buscan alcanzar altas velocidades. Para realizar giros cerrados, tanto los vencejos como los aviones varían la geometría de sus alas.”19

Ya sabemos que el avión de combate ha sido diseñado de manera inteligente, y puesto que la ciencia obtiene conclusiones por analogía, entonces ¿por qué el vencejo no ha sido igualmente diseñado de manera inteligente? Además, los autores señalan que:

“El vuelo de planeo de las cigüeñas sirvió de inspiración para el diseño del primer avión de Otto Lilienthal a finales del siglo XIX. La perfecta configuración para el vuelo de estos majestuosos planeadores dio a los pioneros de la aviación la confianza en que un día iban a conseguir volar.”

El artículo concluye así:

“En el futuro, el vuelo controlado del vencejo puede dar ideas a una nueva generación de ingenieros aeronáuticos para diseñar vehículos nanorobóticos transformables que puedan volar con la agilidad, la eficiencia, y el reducido espacio de despegue y aterrizaje con el que hoy consiguen hacerlo los insectos y los pájaros.”19

Alas de geometría variable

Las más recientes investigaciones en el túnel de viento han explorado “los increíbles beneficios” que obtienen los vencejos del uso de sus alas de geometría variable.25,26 Por ejemplo, los vencejos son capaces de duplicar su tiempo de planeo y triplicar su velocidad de giro transformando la configuración de sus alas. No es de extrañar que los ingenieros aeronáuticos estén deseosos de poner en práctica estos logros en aeronaves robotizadas.

Aletas en el borde de ataque27

Evidencias de diseño: Algunas aves despliegan una aleta en el borde frontal del ala de la misma forma que los grandes aviones. Los aviones de gran tamaño aterrizan y despegan a una velocidad reducida. Por lo tanto para obtener el máximo de fuerza de sustentación o elevación los pilotos despliegan unas aletas en los bordes frontales de las alas, aumentando así el ángulo de ataque. De este modo consiguen evitar el estancamiento que tendría consecuencias nefastas. Sin esta tecnología no existiría la moderna industria de la aviación. Un ejemplo fue la catástrofe aérea de Nairobi de 1974, en la cual las aletas estaban retraídas en el momento del despegue. El avión se estremeció con violencia, un preludio de estancamiento, y se estrelló matando a 58 personas, aunque 98 sobrevivieron.28

Recientemente, investigadores de la Universidad de Oxford estudiaron el vuelo del águila esteparia (Aquila Nipalensis) y consiguieron filmar evidencias de posicionamiento de las plumas del borde de ataque durante la maniobra de aterrizaje.29 Estas filmaciones muestran que las aves “despliegan una aleta en el borde frontal del ala” de la misma forma que los grandes aviones.30 Y tiene el mismo efecto que en los grandes aviones; aumenta la fuerza de sustentación o elevación, y permite un mayor control durante el aterrizaje y otras maniobras.31 Ahora se cree que también otras grandes aves usan alerones de ataque en el borde anterior de sus alas.

La avanzada tecnología de alerones frontales en el borde de ataque del ala de las aves había pasado inadvertida hasta ahora porque las aves despliegan su alerón solamente en el momento preciso en el que lo necesitan para aterrizar. Por lo tanto los investigadores necesitaron una cámara de vídeo de alta velocidad; 500 fotogramas por segundo. La cámara de alta velocidad consiguió captar el movimiento del alerón frontal del ala observándose un movimiento ondulatorio del plumaje que se extendía desde el extremo del ala hasta el hombro.

Al mismo tiempo se han descubierto evidencias de que los pterosauros también disponían de un alerón frontal en el borde de ataque del ala, lo cual explica el propósito de un pequeño huesecillo.

¿Podría haber evolucionado el vuelo de las aves?

Hay dos teorías principales que intentan explicar el origen del vuelo de las aves: la teoría cursorial, afirma que las aves evolucionaron “de abajo hacia arriba” a partir de dinosaurios corredores, la teoría arbórea, según la cual, las aves evolucionaron “de arriba hacia abajo” a partir de pequeños reptiles. Cada una de estas teorías aporta argumentos devastadores en contra de la teoría opuesta. Las evidencias indican que ambas críticas están en lo cierto, las aves no evolucionaron ni a partir de dinosaurios corredores ni a partir de minicocodrilos que vivieran en los árboles. Sin embargo, cada vez que se menciona una de estas teorías, la prensa popular contribuye a crear la impresión generalizada de que esta nueva ‘evidencia’ se añade de forma incremental en favor de la evolución de las aves, cuando en realidad la nueva evidencia está negando la otra teoría.

La teoría cursorial

Una teoría reciente sostiene que los sistemas de vuelo de las aves empezaron a evolucionar como una ayuda para la tracción cuando sus antepasados intentaban remontar pendientes empinadas. El Dr. Kenneth Dial, del Laboratorio de Vuelo, de la Universidad de Montana, Missoula, observó el comportamiento de los polluelos de la perdiz de Chukar mientras corrían, y propuso razones por las que agitaban sus alas.32 Descubrió que las aves emplean “Asistencia Alada en Carreras Inclinadas” (WAIR; siglas correspondientes a la expresión inglesa “Wing Assisted Incline Running”).

En este caso, el aleteo no tiene como objetivo levantar al ave para volar, sino más bien lo contrario, las alas presionan al ave contra el suelo para conseguir una mejor tracción, consiguiendo el mismo efecto que los alerones en los coches de carreras. Dial llevó a cabo experimentos con un buen número de polluelos. Recortó las plumas de vuelo (plumas remeras o rémiges) de las alas a varias longitudes, y les hizo correr remontando pendientes de diferentes ángulos y texturas.

Descubrió que incluso las crías pueden llegar a remontar pendientes de hasta 45 grados, sin batir las alas. Pero agitando las alas, podían remontar pendientes más pronunciadas: Los polluelos recién nacidos pudieron ascender pendientes de 50 grados de inclinación, con tan sólo cuatro días de edad consiguieron ascender pendientes de 60 grados, los polluelos de 20 días lograron ascender pendientes de 95 grados, es decir superficies casi verticales, y los adultos hasta 105 grados.

Dial también comparó aves que tenían los mismos días de edad, en concreto siete días después de eclosionar, pero con las alas de vuelo recortadas a diferentes longitudes. Los neonatos a los cuales se les habían recortado las plumas remeras (plumas de vuelo de las alas) no consiguieron remontar pendientes de más de 60 grados, incluso si la superficie se hallaba cubierta de papel de lija, lo cual ayuda a la tracción. Aquellos polluelos a los que se había recortado la mitad de las plumas remeras consiguieron remontar pendientes más pronunciadas, aunque tan sólo entre 10 y 20 grados por debajo de las pendientes escaladas por las aves de control que disponían de plumas remeras completas.

También examinó el comportamiento de cada uno de los tres grupos en superficies lisas. Ninguno de ellos consiguió remontar pendientes de más de 50 grados, debido al deslizamiento, y la presencia o ausencia de plumas remeras no supuso ninguna diferencia. Esto significa que la tracción es un factor importante.

Para llegar a una demostración más rigurosa de las fuerzas que intervienen, Dial también usó dos acelerómetros para medir la aceleración en sentido vertical y hacia adelante. También descubrió que durante gran parte del ciclo de aleteo, el ave se veía impulsada contra el suelo, cualquiera que fuera su pendiente de inclinación, lo cual aumentaría la tracción.

Hasta este punto, observamos una meticulosa labor científica, consistente en poner a prueba las hipótesis y de este modo descartar las distintas opciones posibles. Este trabajo nos proporciona nuevos conocimientos sobre la carrera de las aves. Pero aquí es donde la ciencia termina. A partir de este punto, arranca la especulación evolucionista, la cual alcanza conclusiones que no están avaladas por la evidencia.

Problemas

En este estudio Dial utiliza individuos que son plenamente aves (no formas “transicionales” potenciales) para postular una teoría sobre su origen. Es lógico que las aves, que ya tienen la musculatura completa y un gran control sobre las alas de vuelo, también dispongan de los instintos necesarios para usarlas con el propósito de conseguir tracción. Pero no tiene sentido que la selección natural seleccione una cierta característica para lograr la tracción y que esta característica conduzca a lograr el vuelo. Más bien sería lo contrario, la tracción requiere una fuerza opuesta a la fuerza de elevación necesaria para alzar el vuelo, así que la selección de la tracción alejaría a un organismo de la capacidad de vuelo. En vista de lo anterior Dial propone que de alguna manera los movimientos que conducen a la tracción se reorientaron para producir el movimiento necesario para el vuelo.

Sin embargo, si la capacidad de remontar una pendiente velozmente hubiera sido un factor de selección, entonces uno esperaría ver un aumento de musculatura en los cuartos traseros del ave para poder impulsar las piernas con fuerza. De esta forma se podría remontar pendientes simplemente gracias al impulso adquirido. Además, el peso adicional de los músculos contribuiría a aumentar la tracción de forma automática. Probablemente éstas son las razones por la que las aves de más edad son las que mejor remontan las pendientes. Pero debemos notar que el aumento del peso sobre los cuartos traseros de un dinosaurio es exactamente lo contrario de lo que se requiere para transformarlo en un ave. De hecho, el principal argumento que usan, incluso los evolucionistas, en contra de la transformación de los terópodos en aves es el gran tamaño de los cuartos traseros de los dinosaurios. Por ejemplo Feduccia declara:

“Es biofísicamente imposible que el vuelo evolucione a partir de tales bípedos grandes con las extremidades delanteras tan acortadas y colas pesadas creando contrapeso, esa es la peor anatomía posible para alzar el vuelo.”33

Todo este análisis pone de manifiesto hasta qué punto los planteamientos teóricos evolucionistas son simples historias carentes de respaldo empírico. La historia propuesta por Dial necesita de la existencia de pequeños dinosaurios corredores que estuvieran en un escenario ideal en el que fueran encontrando progresivamente una serie graduada de pendientes inclinadas. En este escenario, la selección natural supuestamente mejoraría paso a paso la tracción gracias a la acción de las alas, al tiempo que misteriosamente pasaría por alto los efectos de la tracción debida al peso y al aumento muscular.

Kevin Padian es el presidente del pomposamente denominado Centro Nacional para la Educación de la Ciencia, una organización anticreacionista y antidiseño fundada y dirigida según criterios humanistas. Padian ha mostrado su entusiasmo por la investigación llevada a cabo por Dial. Incluso afirmó que los dinosaurios supuestos antepasados de las aves “podrían haber usado su zarpazo depredatorio de forma similar al aleteo de las aves al volar.”34 Esto es similar a la afirmación realizada por el Museo de Australia según la cual algunos dinosaurios desarrollaron un hueso que “les permitió extender sus manos en un movimiento amplio en forma de abanico formando una tenaza con sus largos brazos y sus dedos ganchudos para atrapar a sus presas. Este potente movimiento de aleteo se ha convertido hoy en una parte esencial del vuelo de las aves modernas.”35

Pero una vez más sucede lo mismo que con los movimientos que generan tracción hacia abajo; este movimiento es el peor mecanismo posible para alzar el vuelo. Un aleteo en el sentido de la marcha tendría como efecto empujar al ave hacia atrás. Por otro lado las plumas no son la clase de estructuras que pudieran ser útiles en las extremidades delanteras usadas para capturar una presa, porque el forcejeo subsecuente las dañaría fácilmente.

Por último, el propósito de las alas es desplazar el aire hacia atrás y hacia abajo para que el ave sea impulsada hacia delante y hacia arriba. Así las alas deben formar una gran superficie que produzca gran resistencia del aire, para poder desplazar una gran masa de aire. Pero una extremidad delantera diseñada para atrapar una presa requiere ante todo una superficie que proporcione poca resistencia al aire, es decir, que penetre el aire fácilmente. Imaginemos los huecos en la paleta de un matamoscas o los perfiles estilizados diseñados para moverse eficazmente en el aire; estos mecanismos penetran el aire, no lo desplazan. Además, la corriente de aire generada por la protopluma advertiría a la presa de la inminencia de su captura.

Teoría Arbórea

Feduccia, y otros investigadores en consonancia con sus puntos de vista, rechazan la tesis de que las aves evolucionaron a partir de los dinosaurios, y tienen muy buenas razones para hacerlo. Pero no están dispuestos a abandonar la evolución, y por eso creen que las aves evolucionaron a partir de unos reptiles llamados cocodrilomorfos. Según su teoría estos pequeños reptiles parecidos a los cocodrilos vivían en los árboles, “inicialmente saltaron y posteriormente planearon de rama en rama”36

ArthurWeasley, Wikipedia (CC BY 2.5)

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Recreación artística de un Hesperosuchus gracilis, un sphenosuchian de las rocas del Triásico tardío de América del Norte.

La imaginaria transición del paracaidismo (donde las “alas” simplemente proporcionarían cierta resistencia al aire durante la caída) al verdadero planeo supone ya de por sí un obstáculo importante para la evolución. Pero existe un obstáculo aún mayor que es el supuesto desarrollo de la musculatura y esqueleto necesarios para el vuelo autopropulsado. El principal propósito del aleteo durante el vuelo no es servir como un paracaídas móvil que dirija el aire hacia abajo e impulse al ave hacia arriba como reacción. Lo que realmente sucede, como se ha mostrado anteriormente, es que el aleteo sirve principalmente para dirigir el aire hacia atrás, impulsando así al ave hacia adelante, con lo cual se consigue que el flujo de aire sobre la forma aerodinámica de las alas genere una fuerza de sustentación o elevación.

Así pues el vuelo propulsado por alas demanda unos movimientos musculares muy controlados lo cual a su vez requiere que el cerebro disponga de un programa capaz de gobernar tales movimientos. En última instancia, todo esto requiere la presencia de nueva información genética de la que carece la criatura no voladora.

Otro problema al que se enfrenta la teoría arbórea es la ausencia de fósiles intermedios:

“No se han encontrado ni su supuesto antepasado ni ninguna forma transicional que lo vincule a fósiles conocidos de aves. Y a pesar de que argumentan con toda la razón del mundo que los análisis cladísticos (comparaciones de las características comunes) son tan buenos como los datos en que se basan, no hay ningún estudio cladístico que sugiera que tuviera un antepasado que no fuera terópodo”36

Murciélagos

Los murciélagos son los únicos mamíferos que vuelan, y muestran muchas características únicas que les convierten en voladores muy ágiles.

Un ala excelentemente diseñada37

El ala del murciélago, hecha de piel tensa, interactúa con el aire de forma distinta a como lo hace el ala del ave. Los investigadores de la Universidad de Brown, en Providence, Rhode Island, han descubierto algunos aspectos inesperados de la aerodinámica del vuelo de los murciélagos.38 Mediante la utilización de cámaras de vídeo de alta velocidad consiguieron grabar en tres dimensiones los movimientos del ala y del cuerpo del Brachyotis Cynopterus y descubrieron algunas características del vuelo únicas de los murciélagos. Las alas de un murciélago están hechas de piel tensa, mientras que las alas de los pájaros e insectos son más firmes y por lo tanto el ala del murciélago interactúa con el aire de forma distinta. Esta elasticidad, junto con decenas de articulaciones (incluso más que en una mano humana),39 permite a los murciélagos modificar la forma de sus alas consiguiendo así movimientos inusuales, por ejemplo, los que dan más fuerza de sustentación en mayores ángulos de ataque. El ángulo de ataque es el que forma el ala con el aire durante su recorrido descendente. Esto permite a los murciélagos volar a bajas velocidades, con menor riesgo de quedarse estancados.

Además las alas de los murciélagos no sólo disponen de muchas articulaciones que les permiten ajustar con precisión la forma del ala durante el vuelo, mejorando así su eficacia, sino que además sus alas se pueden plegar muy cerca del cuerpo para reducir la resistencia al aire. Esto significa que la fase ascendente del aleteo del murciélago es muy diferente de la de las aves. Uno de los investigadores, Kenneth Breuer, de la Brown University (EE.UU.) dijo: “El murciélago repliega casi por completo sus alas.”

El vuelo del murciélago se distingue del de las otras criaturas voladoras porque su versatilidad se basa en su capacidad de generar distintas configuraciones y gran variedad de movimientos con sus alas. Y estas capacidades podrían servir en el diseño de aeronaves pequeñas como las que ya se están desarrollando para misiones de reconocimiento militar no tripuladas.40

¿Evolucionaron los murciélagos?

Este equipo de investigadores también se propuso entender “el camino evolutivo que creó al murciélago.”41 El inconveniente es que el registro fósil no aporta ningún apoyo para su hipótesis evolutiva, y además estas nuevas investigaciones han hecho evidentes más problemas para la evolución. Como indica la revista LiveScience:

“La complejidad de las alas de murciélago también pone en duda ciertas teorías actuales que proponen que los murciélagos evolucionaron a partir de algún tipo de criatura voladora parecida a una ardilla”40

Sharon Swartz investigadora de la Universidad Brown y profesora asociada de ecología y biología evolutiva lo expresa así: “Siempre hemos supuesto que los murciélagos evolucionaron a partir de una especie de animal volador parecido a la ardilla.” Sin embargo, el nivel de complejidad que hemos descubierto recientemente en la “larga y delgada ala” del murciélago es tan elevado en comparación con las alas rectangulares de planeo de los distintos animales voladores parecidos a las ardillas que Swartz llega a la conclusión de que “ahora no parece que los murciélagos tengan ninguna relación con estos planeadores.”42

photo courtesy of Dr Joachim Scheven, Lebendige Vorwelt

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Palaeochiropteryx tupaiodon—uno de los murciélagos fósiles ‘más antiguos’ (según los cálculos de la evolución). Se encontró en el pozo de petróleo del esquisto Messel cerca de Darmstadt, Alemania, y fue ‘fechado’ entre 48 y 54 millones de años. Está claro que poseía alas completamente desarrolladas, y que su oído interno tenía la misma estructura que el de los murciélagos modernos, mostrando que tenía un sistema de sonar completo.

No es que Swartz crea que la evolución no puede ser verdad, ella opina que “el vuelo de planeo parece haber evolucionado en siete ocasiones distintas en los mamíferos” pero “ni uno solo de esos grupos está estrechamente relacionado con los murciélagos”40

El registro fósil tampoco arroja ninguna luz sobre su supuesta evolución a partir de criaturas no voladoras. Los fósiles de murciélagos más antiguos (según los métodos de ‘datación’ evolucionistas) son prácticamente indistinguibles de los modernos. El evolucionista Paul Sereno admite:

“En términos de comprensión de la evolución del vuelo de los vertebrados, el registro fósil de los primeros pterosaurios y de los murciélagos es decepcionante: Sus representantes más primitivos ya aparecen totalmente transformados en diestros voladores”42

El paleontólogo evolutivo Robert Carroll dice:

“El registro fósil no presenta pruebas de transición alguna que conduzca a los pterosaurios o a los murciélagos: Los primeros miembros conocidos de estos grupos (de murciélagos) ya habían desarrollado un sistema de vuelo avanzado”43

En otro estudio evolucionista argumenta así:

“Los primeros murciélagos fósiles son similares a los murciélagos modernos pues presentan dedos muy alargados sobre los que se apoya la membrana del ala, que es una característica anatómica del vuelo propulsado.”44

Pterosaurios

From Hankin E.H. and Watson D.S.M., On the flight of pterodactyls, The Aeronautical Journal, October 1914, pages 324–225, Wikipedia

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Los científicos se han preguntado durante largo tiempo cómo los extintos reptiles voladores, los pterosaurios, conseguían volar. Parecían demasiado torpes para elevarse al aire desde el suelo o para aterrizar suavemente sin dañarse sus delicadas alas. Es razonable pues, que algunos científicos hayan propuesto que, en el pasado, la presión atmosférica debió haber sido mayor que en la actualidad.

Igual que sucede con los murciélagos, el registro de fósil no arroja ninguna luz sobre la supuesta evolución de los reptiles voladores a partir de criaturas no voladoras (véase la nota 43). Sin embargo, recientes descubrimientos nos han permitido conocer cómo su diseñador resolvió elegantemente los problemas relacionados con el vuelo.

Voladores con cerebro

Las nuevas evidencias muestran que los pterosaurios no eran voladores primitivos y torpes, sino que tenían un sentido de equilibrio muy desarrollado. De hecho, es posible que incluso hubieran superado en habilidad las maniobras acrobáticas de las aves de hoy en día.

Lawrence Witmer, de la Universidad de Ohio en Athens, (estado de Ohio), y sus colegas utilizaron un escáner de tomografía axial computerizada para medir dos cráneos de pterosaurio. Analizaron el Rhamphorhynchus Muensteri, que según los evolucionistas es un pterosaurio ‘basal’ (es decir primitivo), y Santanae Anhanguera, un pterosaurio “derivado” (es decir avanzado). Ambos revelaron un enorme flóculo; la región del cerebro que integra las señales de las articulaciones, de los músculos, de la piel y de los órganos del equilibrio. En las aves, esta región es extraordinariamente grande en comparación con otros animales, normalmente ocupa entre el 1 y el 2% de la masa total del cerebro. Pero en los pterosaurios, el flóculo ocupaba el 7,5%,45 “ridículamente enorme”, según dice Witmer en un artículo sobre su investigación.46 Es probable que lo necesitaran porque las alas tenían una gran superficie la cual generaba muchos datos sensoriales; Anhanguera tenía una envergadura de cuatro metros.

Los investigadores creen que durante el vuelo el flóculo podría crear detallados mapas de las fuerzas que incidían sobre las alas usando la información recogida por las sensitivas membranas de las alas. Así que podrían haber sido capaces de superar a las aves de hoy en la ejecución de complejas maniobras acrobáticas.47

Las alas flexibles, fuente de inspiración de los diseñadores de aviones

Los pterosaurios tenían un diseño de ala único, compuesto por una membrana de piel parecida al cuero que se sostenía por las extremidades anteriores y por el cuarto dedo que era muy largo. Según Sankar Chatterjee, de Texas Tech University, “el cuarto dedo podría moverse hacia atrás considerablemente, transformando la forma de las alas para cambiar la velocidad.”48 Las alas también contenían fibras para reforzar y endurecer la membrana, y una fina red de músculos, vasos sanguíneos y nervios para transmitir información al flóculo.

Chatterjee y Templin Joseph, director jubilado del Canadian National Research Council’s Aerodynamics Laboratory realizó un análisis informático del vuelo de pterosaurio.49 Este análisis indicó que los pterosaurios eran capaces de alcanzar una velocidad de crucero de hasta 15 m/s (54 km/h). La única excepción posible sería el enorme Quetzalcoatlus, que tenía una masa de 100 kg y una envergadura de 15 metros. Lo más probable es que fuera un planeador excelente, pero es difícil que pudiera mantener un vuelo autopropulsado, a menos que volara en formación tal y como hacen hoy en día las grandes aves migratorias, lo cual ahorra una gran cantidad de energía (véase el chorlito dorado en el artículo Navegación y Orientación). Templin dijo:

Gnathosaurus (Pterodactylus micronyx) by Daderot, public domain, via Wikimedia Commons

Pterodactylus_micronyx

Fósil de una cría de pterodactiloide de la Caliza de Solnhofen

“Los pterosaurios podían responder a los constantes cambios de las condiciones del medio ambiente utilizando sus sensores para controlar las variaciones de presión en toda la superficie del ala. Eran capaces de transformar la forma de sus alas para sacar el mejor partido de las condiciones de vuelo y de este modo controlar su velocidad.”49

Y,

“Tal vez algún día nuestros aviones volarán imitando a los pterosaurios, cruzando océanos gracias a sus alas convertibles para ahorrar energía y lograr un mejor rendimiento.”

Esta sería una mejora en comparación con los modernos aviones de ala fija, pues estos cambian la forma de sus alas, usando alerones y extensiones, sólo en el momento del despegue y aterrizaje. El experto en aerodinámica Richard Kelso de la Universidad de Adelaida, Australia dijo que las alas “convertibles” de los pterosaurios y aves consiguen un vuelo mucho más suave en medio de las turbulencias, y también logran ahorro de energía y alcanzan un mejor rendimiento.49,50

Aterrizaje suave

Gracias a las huellas dejadas por un pterosaurio podemos ver que estos reptiles no sólo eran buenos voladores sino que también dominaban las maniobra de aterrizaje. Las pisadas fosilizadas muestran que el pterosaurio aminoraba su vuelo para aterrizar suavemente sobre sus patas traseras, arrastraba los dedos de sus pies, y luego daba un salto corto. A continuación, dejaba caer sus patas delanteras para empezar a caminar sobre cuatro patas.51

El pequeño hueso que resolvió el misterio del vuelo51

Pero entonces… ¿cómo conseguía despegar?, no sirve de nada tener una gran capacidad para volar si uno no es capaz de levantar el vuelo, ¿cómo pues podían los pterosaurios ganar la elevación inicial requerida para el vuelo?

Los cálculos anteriores había pasado por alto la presencia de un pequeño hueso llamado el pteroide. Este hueso sólo aparece en los pterosaurios, y anteriormente se creía que se doblaba hacia el interior. Pero Matthew Wilkinson y el equipo que compone el grupo de vuelo de los animales en la Universidad de Cambridge, Reino Unido, estudiaron los fósiles de pterosaurio y demostraron que el hueso pteroide apuntaba hacia delante.52 Es evidente que este dedo servía de apoyo a una aleta frontal hecha de piel que actuaba como frente de ataque móvil del ala. Darren Naish, un paleontólogo de la Universidad de Portsmouth, Reino Unido, dice que el tejido blando de pterosaurio que se ha encontrado fosilizado en China es una evidencia clara de esto.53

El hueso pteroide y su aleta frontal permitió al pterosaurio realizar acrobacias como las que realizan los aviones modernos.54 Inclinando este alerón se incrementaría la fuerza de elevación en un 30%, lo cual es enorme, eso significa que hasta el pterosaurio más grande podía despegar con sólo extender sus alas en presencia de una brisa moderada. Y esta fuerza de sustentación adicional reduciría su velocidad de vuelo mínimo (la velocidad por debajo de la cual se estancaría) en un 15%, lo cual le permitiría un aterrizaje suave. Además, flexionando el hueso pteroide de una de las alas, y extendiéndolo en la otra, los pterosaurios podrían disponer de distintas fuerza de sustentación en cada una de las alas, lo cual les permitiría virar.

¿Cómo consiguen volar los insectos?

A menudo se ha dicho que, según las leyes de la termodinámica, los insectos no deberían poder volar. Esto se debe a que a escalas pequeñas, la viscosidad aumenta, de modo que los insectos que vuelan por el aire son como si nosotros nadáramos a través de la melaza.55

Y sin embargo vuelan, y vuelan de forma brillante. En realidad eso simplemente era una evidencia de nuestra ignorancia de la aerodinámica. Las investigaciones realizadas durante la última década revelan cómo los insectos consiguen volar de formas que dejan avergonzados los logros de maniobrabilidad de nuestros aviones más avanzados.

Vórtices en el borde de ataque56

Los análisis convencionales habían mostrado que los insectos generaban solamente entre la mitad y un tercio de la fuerza de sustentación necesaria para elevar a su peso. Sin embargo, gracias a ingeniosos experimentos hemos observado inesperados patrones de flujo de vórtice en los bordes de las alas de los insectos. Al igual que el vencejo, el borde de ataque generador de vórtices provee una fuerza de sustentación adicional mediante la reducción de la presión.

Podemos observar el comportamiento del borde de ataque generador de vórtices en los aviones de papel; los vórtices son la razón por la cual se produce un “impulso” definitivo antes del aterrizaje del avión. Pero el borde de ataque generador de vórtices no puede mantener al avión de papel en posición vertical durante mucho tiempo porque se vuelve inestable y se aleja de la superficie del ala. Sin embargo en los insectos, el borde de ataque generador de vórtices genera la fuerza de sustentación adicional necesaria, porque el vórtice se queda ‘atrapado’ en el borde de ataque del ala durante el tiempo suficiente.57

Una de las razones por las que los modelos anteriores no pudieron detectar cómo los insectos consiguen volar es que utilizaban alas fijas. Sin embargo, las alas de los insectos tienen un movimiento muy complejo integrando la rotación con alteraciones del camber (la asimetría entre las curvas superior e inferior del perfil del ala). Para hacer los alerones de un robot insecto experimental se requiere una programación sofisticada diseñada inteligentemente. Por lo tanto, es razonable suponer que los insectos reales también fueron programados por un diseñador inteligente.

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Mariposas58

Los vórtices no son la única peculiaridad que observamos en el vuelo de los insectos. Dos investigadores de la Universidad de Oxford entrenaron un grupo de mariposas almirante rojo (Vanessa Atalanta) para que volaran libremente entre flores artificiales en el interior de un túnel de viento. De esta forma pudieron estudiar las corrientes de aire mediante estelas de humo y filmarlas usando cámaras de alta velocidad. Esto es lo que descubrieron:

“Las imágenes muestran que las mariposas en vuelo libre usan una variedad de mecanismos aerodinámicos no convencionales para generar fuerzas aerodinámicas: captura por la estela, dos tipos distintos de vórtices de ataque, recorridos ascendentes activos e inactivos, además de la utilización de mecanismos de rotación y del mecanismo denominado “clap-and-fling” observado por Weis-Fogh. Las mariposas en vuelo libre utilizan a menudo diferentes mecanismos aerodinámicos en sucesión. No parece haber una “clave” única que explique los misterios del vuelo de los insectos, dado que los insectos basan su estrategia voladora en una amplia gama de mecanismos aerodinámicos que utilizan para despegar, maniobrar, mantener el vuelo estacionario, y aterrizar.”59

Halterios: los giroscopios biológicos60

Las moscas (Diptera) tienen un único par de alas, a diferencia de la mayoría de los insectos que tienen dos pares. Pero en lugar del segundo par de alas, posee unos pequeños palillos con nudos llamados halterios. Se sabe desde hace tiempo que los halterios actúan como giroscopios, pues se mueven en antifase, es decir en dirección contraria, a las alas. La base del halterio posee unos sensores mecánicos denominados sensilias campaniformes (en forma de campana) los cuales transmiten rápidamente información sobre el vuelo a los músculos que mueven las alas para que éstos actúen estabilizando el vuelo. Así pues los halterios son el equivalente del indicador de actitud de un avión.

Ahora bien, un giroscopio provoca estabilidad, pero la mosca muestra una gran agilidad. Por tanto, para poder realizar giros muy bruscos (por ejemplo, para esquivar un manotazo), la mosca debe hallar el modo de neutralizar el efecto estabilizador del giroscopio. Pero se ha descubierto que la mosca no necesita desactivar su “giroscopio” en absoluto, sino que simplemente lo ajusta para recibir señales visuales. Un equipo dirigido por Michael Dickinson, de la Universidad de California en Berkeley, descubrió que los nervios del sistema visual están conectados a los halterios. De modo que estos nervios responden instantáneamente, y sus sensilias transmiten instantáneamente la información a los músculos de vuelo.61 La posición de la cabeza en relación al resto del cuerpo también envía señales a los halterios. Dickinson dice:

“Desde el punto de vista de la ingeniería, esto es mucho más inteligente y más eficiente. De esta manera nunca se desactiva el estabilizador; simplemente se ajusta para que el sistema nervioso controle su acción mecánica en cada segundo de tiempo.”

¿Evolucionaron los halterios a partir de alas vestigiales?

A pesar de ello, Dickinson, que es un evolucionista convencido, afirma que los halterios evolucionaron a partir de restos vestigiales de antiguas alas que fueron en su día completamente funcionales:

“Las alas anteriores siguen lo que hacen las alas posteriores, y esto persiste hoy en las moscas, el mismo circuito básico está presente en la mosca, las alas posteriores guían a las anteriores, simplemente han reutilizado los músculos y sensores de las alas traseras de una forma muy inteligente.”

Como “evidencia”, cita que una única mutación en el gen Ultrabithorax en la mosca Diptera hace que los halterios continúen su desarrollo hasta convertirse en un segundo par de alas completamente funcionales, lo cual es un ‘Icono de la Evolución.’62 Pero esta evidencia es errónea por diversos motivos:

  • Ultrabithorax es un gen enorme y muy complejo que se compone de varias subunidades, “la mayoría de estas contribuyen a regular cuándo y dónde se activa el gen en el embrión.”63 A su vez regula un complejo conjunto genético responsable de los halterios: “Para convertir las alas en halterios habría sido necesario que evolucionara esta jerarquía completa, y no sólo un único gen.”63

  • En la mosca de la fruta (Drosophila), Ultrabithorax normalmente se activa en el tercer segmento torácico lo cual provoca el desarrollo de halterios en lugar de alas. Al destruir la función normal, se generan nuevas alas no funcionales.

  • Las alas duplicadas no tenían los músculos correspondientes por lo que se convirtieron en un grave estorbo, de hecho, la pobre mosca mutante no consiguió ni siquiera volar. Lo que sucede en realidad es que cuando el Ultrabithorax está desactivado, se expresa cierta información existente, produciéndose así un par adicional de alas. Pero, esta expresión no se coordinó correctamente, y en consecuencia las alas no se formaron con toda la maquinaria necesaria para su correcto funcionamiento. Este hipotético eslabón intermedio entre moscas de cuatro alas y Dipteria habría sido eliminado por la selección natural.

Los relieves de la aleta de la ballena jorobada como fuente de inspiración para los diseñadores aeronáuticos64

La ballena jorobada no es un animal volador. Pero curiosamente ciertas características que le ayudan a viajar a través de su fluido también pueden ayudar a los aviones en sus desplazamientos a través de su fluido (aire).

El Relieve de las Aletas

¿Por qué esta aleta posee relieves? A primera vista, esto parece un defecto de diseño en comparación con la elegancia de una aleta lisa. Sin embargo, los ingenieros y los científicos de la Academia Naval de EE.UU. han mostrado que se trata de un ingenioso diseño del cual los diseñadores aeronáuticos tienen mucho que aprender.65

Este equipo utilizó un modelo a escala de una aleta de 56 centímetros de altura. Una de ellas era lisa, y la otra presentaba pequeños relieves, denominados tubérculos. En un túnel de viento, la aleta de perfil suave se comportó como lo suele hacer el ala de un avión. Sin embargo, aquella provista de relieve consiguió un aumento de un 8% de la fuerza de sustentación y una asombrosa reducción de un 32% de la fuerza de arrastre. También se observó un incremento de la resistencia al estancamiento (pérdida repentina de fuerza de sustentación) en un ángulo de ala un 40% más empinado.

Si pudiéramos aplicar esto a la industria aeronáutica, el aumento de la fuerza de sustentación haría que los despegues y los aterrizajes fueran más fáciles, la disminución de la fuerza de resistencia significaría una reducción en la cantidad de carburante malgastado, y la mejora en resistencia al estancamiento sería una gran ventaja desde el punto de vista de la seguridad. Los investigadores proponen que un diseño que use relieves contribuiría a alcanzar enormes beneficios en hélices, rotores de helicópteros y timones de buques.66

Entonces ¿por qué este relieve funciona mucho mejor? Los salientes situados en el borde de ataque de la aleta rompen el flujo de fluido (sea líquido o gas), y lo proyectan hacia los canales intermedios. Esto genera vórtices (remolinos) que provocan que el flujo permanezca apegado a la superficie superior de la aleta, lo cual aumenta la fuerza de sustentación evitando así el estancamiento.

Las ballenas jorobadas son enormes; pesan entre 27 y 36 toneladas y miden de 9 a 18 metros de largo, pero son muy ágiles, y la razón de su agilidad se debe al diseño de su aleta. En el mundo caído de hoy, estas ballenas son capaces de capturar un banco de peces rodeándolo con una singular “red de burbujas”. Las ballenas nadan en un círculo bajo su presa, exhalando el aire por su orificio nasal superior, creando así una trampa en forma de cilindro compuesta por muros de burbujas de aire. Entonces la ballena nada por el centro del cilindro con la boca abierta, tragándose los peces.

Resumen

El reino animal presenta cuatro vías principales para resolver el problema de elevar en el aire un cuerpo más pesado que éste, tal y como podemos observar en aves, murciélagos, pterosaurios e insectos. Todos estos mecanismos usan los principios de la aerodinámica de forma ingeniosa, los diseñadores aeronáuticos aún están aprendiendo a usar estos principios. Los nuevos descubrimientos de diseños ingeniosos en las aves, así como la persistente falta de descubrimientos de formas de transición, representan grandes impedimentos a la creencia en la evolución.

Referencias y notas

  1. Levin, A., Las criaturas voladoras pueden contribuir a la creación de la aviación del futuro, usatoday.com/tech/science/discoveries/2007-02-13-aviation-birds_x.htm, USA Today, 13 de Febrero de 2007. Regresar al texto.
  2. Véase Anderson, DF y Eberhardt, S., Understanding Flight [Entenciendo el Vuelo], McGraw-Hill, 2001; . Regresar al texto.
  3. El profesor Andy McIntosh, experto en aerodinámica de la Universidad de Leeds, Reino Unido, enseña a sus estudiantes que, fundamentalmente, de [fuerza de sustentación o elevación] elevación se debe a la circulación (término técnico que denota el desvío del caudal), que generará un movimiento ascendente por reacción. El flujo parte del borde de fuga de un ala real de forma regular (la condición de Kutta) lo cual provoca la circulación. La fuerza ascendente [fuerza de sustentación o elevación] viene dada por l = ρvγ, donde l = elevación por unidad de envergadura, ρ = Densidad, v = velocidad, γ = Resistencia a la circulación (el teorema de Kutta-Zhukovsky). Regresar al texto.
  4. Fastovsky, D. y Weishampel, D., The Evolution and Extinction of Dinosaurs [Evolución y Extinción de los Dinosaurios], página 298, Cambridge University Press, 1996. Regresar al texto.
  5. Sodera, V., One Small Speck to Man: The Evolution Myth [una pequeña Speck para el hombre: El mito de la evolución], páginas 292–302, Vija Sodera Publicaciones, Bognor Regis, Reino Unido, 2003. Regresar al texto.
  6. Feduccia, A., The Origin and Evolution of Birds [El Origen y Evolución de las Aves], página 130, Yale University Press, 1996. Regresar al texto.
  7. Dawkins, R., Climbing Mount Improbable [Escalando el Monte Improbable], página 113, Penguin Books, Harmondsworth, Middlesex, Inglaterra, 1996. Regresar al texto.
  8. Brush, AH, On the origin of feathers [El origen de las plumas], Journal of Evolutionary Biology 9(2):131–142, 1996; dx.doi.org/10.1046/j.1420-9101.1996.9020131.x. Regresar al texto.
  9. Prum, RO y Brush, AH, Which came first, the feather or the bird? [¿Qué fue primero, la pluma o el pájaro?] Scientific American 288(3):84–93, 2003; dx.doi.org/10.1046/j.1420-9101.1996.9020131.x. Regresar al texto.
  10. Grigg, R., ‘Ernst Haeckel: Evangelist for evolution and apostle of deceit’ [‘Ernst Haeckel: Evangelista de la evolución y apóstol del engaño’], Creation 18(2):33–36, de 1996; . Regresar al texto.
  11. Denton, M., Evolution, a Theory in Crisis [Evolución, una teoría en crisis], páginas 199–213, Adler & Adler, Bethesda, MD, 1986, K. Schmidt-Nielsen, How Birds Breathe, Scientific American, Diciembre 1971, páginas 72–79. Regresar al texto.
  12. Los ingenieros usan este principio de intercambio contra-corriente que es muy común en organismos vivos, véase P.F. Scholander, The Wonderful Net, Scientific American 196:96–107, Abril de 1957. Regresar al texto.
  13. Denton, M., Blown away by design, Creation, 21(4):14–15; creation.com/birdlung. Regresar al texto.
  14. Gibbons, A., New feathered fossil brings dinosaurs and birds closer [Una nueva pluma fósil acerca a aves y dinosaurios], Science, 274(5288):720–721, 1996; dx.doi.org/10.1126/science.274.5288.720. Véase también: Doyle, S., Feathery flight of fancy: Alleged ‘protofeathers’ fail under close scrutiny; creation.com/protofeathers. Regresar al texto.
  15. Padian, K. y Chiappe, LM, The origin of birds and their flight [El origen de las aves y su vuelo], la Scientific American 278(2):38–47, 1998, página 43. Regresar al texto.
  16. Tomado de Sarfati, Fancy flying from advanced aeronautics: the design of swifts and jet fighters, Creation, 29(1):37–39, 2006; creation.com/swift. Regresar al texto.
  17. Videler, J.J., Stamhuis, E.J. and Povel, G.D.E., Leading-edge vortex lifts swifts, Science 306(5703):1960–1962, 2004; dx.doi.org/10.1126/science.1104682. Regresar al texto.
  18. Müller, U.K. and Lentink, D., Turning on a dime, Science, 306(5703):1899–1900, 2004 (comentario sobre Ref. 18); dx.doi.org/10.1126/science.1107070. Regresar al texto.
  19. Aquí el efecto Bernoulli es muy relevante, compárese con la referencia [2]. Regresar al texto.
  20. Citado en Britt, RR, Secret of Bird Flight Revealed (Hint: Think Fighter Jets) [Secreto del vuelo de las Aves Revelado (Sugerencia: Piense en los aviones de guerra)], Live Science, livescience.com/animalworld/041209_birds_fly.html, 2004. Regresar al texto.
  21. Un fluido es un líquido o un gas. Regresar al texto.
  22. El fluido usado en la simulación es indiferente siempre que el número de Reynolds permanezca constante (manteniendo la similitud dinámica). Este número es el cociente las fuerzas viscosas y las fuerzas de inercia, su nombre proviene del ingeniero británico Osborne Reynolds (1842–1912 ), u se obtiene así; Re = ρvl/µ, donde. ρ es la densidad, v es la velocidad media, l es una longitud característica y µ es la viscosidad. Regresar al texto.
  23. Estos investigadores utilizaron un modelo a escala 1:1,5 en un túnel de agua, pues era más fácil de analizar que un túnel de viento. Regresar al texto.
  24. Cuando un piloto reduce la velocidad de su avión, es necesario aumentar el ángulo de inclinación del ala con respecto al aire para poder mantener la fuerza de sustentación (para lograrlo el piloto tira de la palanca de control). Pero llega un punto en el que desaparece el flujo constante a aire sobre el ala y en consecuencia el ala pierde toda su fuerza de sustentación. Acto seguido el morro de la aeronave se inclina hacia abajo, causando un accidente si se produce cerca del suelo. Regresar al texto.
  25. Laursen, L., A swift understanding of flight, ScienceNOW Daily News, 2007; sciencenow.sciencemag.org/cgi/content/full/2007/425/4. Regresar al texto.
  26. Lentink, D., et al., How swifts control their glide performance with morphing wings, Nature 446(7139):1082–1085, 2007; dx.doi.org/10.1038/nature05733. Regresar al texto.
  27. Según Catchpoole, D., Amazing discovery: Bird wing has ‘leading edge’ technology, 2007; creation.com/flaps. Regresar al texto.
  28. International Aviation Safety Association, The Nairobi 747 Crash, iasa.com.au/folders/Safety_Issues/others/Nairobi747Crash.html, accessed 1 June 2007 Regresar al texto.
  29. Carruthers, A., et al., Use and function of a leading edge flap on the wings of eagles, 45th AIAA (American Institute of Aeronautics and Astronautics) Aerospace Sciences Meeting and Exhibit, 8–11 January 2007, Reno, Nevada; . Regresar al texto.
  30. The steppe eagle has landed, New Scientist, 194(2599):19, 2007. Regresar al texto.
  31. Bakhtian, N., Spot the Difference?; An aerodynamic investigation of leading edge flaps in low Reynolds Number flight, www.eng.cam.ac.uk/photocomp/2006, accessed 2007. Regresar al texto.
  32. Dial, K.P., Wing-Assisted incline running and the evolution of flight, Science, 299(5605):402–404, 2003; dx.doi.org/10.1126/science.1078237. Regresar al texto.
  33. Feduccia, A., citado en Gibbons, ref. 14. Regresar al texto.
  34. Gorman, J., Chicks offer insight into origin of flight, New York Times, 17 January 2003; nytimes.com/2003/01/17/science/17FLIG.html. Regresar al texto.
  35. Sarfati, J., Skeptics/Australian Museum ‘Feathered Dinosaur’ display: Knockdown argument against creation? creation.com/dinodisplay, 26 November 2002. Regresar al texto.
  36. Shipman, P., Birds do it … Did dinosaurs? New Scientist 153(2067):26–31, 1997, página 28. Regresar al texto.
  37. Tomado de Catchpoole, D., Going batty over evolution: Flexible, highly articulated wings leave bats without evolutionary ancestors, creation.com/going-batty-over-evolution, 1 May 2007. Regresar al texto.
  38. Tian, X., et al., Direct measurements of the kinematics and dynamics of bat flight, Bioinspiration and Biomimetics 1(4):S10–S18, 2006; dx.doi.org/10.1088/1748-3182/1/4/S02. Regresar al texto.
  39. Than, K., Why bats are more efficient flyers than birds, LiveScience, livescience.com/1245-bats-efficient-flyers-birds.html, 22 enero 2007. Regresar al texto.
  40. Pearson, A., Bats in flight may provide military inspiration, NewScientist.com news service, newscientist.com/article/dn11105, 5 febrero 2007. Regresar al texto.
  41. Bats in flight reveal unexpected aerodynamics, Brown University news release, brown.edu/Administration/News_Bureau/2006-07/06-082.html, 18 enero 2007. Regresar al texto.
  42. Sereno, Paul C., The evolution of dinosaurs [La evolución de los dinosaurios], Science 284(5423):2137–2147 (citado en la página 2143), 1999. Regresar al texto.
  43. Carroll, R.L., Patterns and Processes of Vertebrate Evolution, página 277, Cambridge University Press, NY, 1998. Regresar al texto.
  44. Sears, K.E. et al., Development of bat flight: Morphologic and molecular evolution of bat wing digits, PNAS 103(17):6581–6586, 2006; dx.doi.org/10.1073/pnas.0509716103. Regresar al texto.
  45. Witmer, L.M., et al., Neuroanatomy of flying reptiles and implications for flight, posture and behaviour Nature, 425(6961): 950–953, 2003; perspective by Unwin, D., Smart-winged pterosaurs, mismo número, páginas 910–911. Regresar al texto.
  46. Randerson, J., X-rays reveal pterosaurs’ aerial expertise, 2003. Regresar al texto.
  47. Terrific pterosaur flyers, Creation, 26(2):9, 2004; creation.com/focus-262#pterosaur. Regresar al texto.
  48. Salleh, A., Winged dragons could inspire new aircraft, ABC Science Online, 2004. Regresar al texto.
  49. Chatterjee, S. and Templin, R.J., Posture, Locomotion, and Paleoecology of Pterosaurs, Geol Soc. Amer., Special Paper 376, 2004. Regresar al texto.
  50. Pterrific pterosaurs, Creation, 27(2):7, 2005 Regresar al texto.
  51. Tomado de Sarfati, J., Pterosaurs flew like modern aeroplanes, Creation, 28(3):53, 2006; creation.com/pterosaur. Regresar al texto.
  52. Wilkinson, M.T., Unwin, D.M., Ellington, C.P., High lift function of the pteroid bone and forewing of pterosaurs, Proceedings of the Royal Society B, Biological Sciences 273(1582):119–126, 2006; dx.doi.org/10.1098/rspb.2005.3278. Regresar al texto.
  53. Citado en Marks, P., Where flying lizards got their lift, New Scientist, 188(2521):12, 15 Octubre 2005. Regresar al texto.
  54. Lorenzi, R., Pterosaurs flew like jumbo jets, News in Science, abc.net.au/science/news/stories/s1483770.htm, 17 Octubre 2005. Regresar al texto.
  55. Aquí domina el término de viscosidad del número de Reynolds, véase la nota 22. Regresar al texto.
  56. Tomado de: Insects; defying the laws of aerodynamics? Creation, 20(2):31, 1998; creation.com/insects. Regresar al texto.
  57. On a wing and a vortex, New Scientist, 156(2103):24–27, 1997. Regresar al texto.
  58. Tomado de Catchpoole, D., Why a butterfly flutters by, Creation, 26(2):56, 2004; creation.com/butterfly. Regresar al texto.
  59. Srygley, R.B. and Thomas, A.L., Unconventional lift-generating mechanisms in free-flying butterflies, Nature, 420(6916):660–664, 2002; dx.doi.org/10.1038/nature01223. Torkel Weis-Fogh (1922–1975) fue un entomólogo danés. Regresar al texto.
  60. Tomado de Wieland, C., Why a fly can fly like a fly, Journal of Creation, 12(3):260–261, 1998; creation.com/fly. Regresar al texto.
  61. Chan, W.P., Prete, F., Dickinson, M.H., Visual input to the efferent control system of a fly’s ‘gyroscope’, Science, 280(5361):289–292, 1998; dx.doi.org/10.1126/science.280.5361.289. Pennisi, E., Flying by the seat of their halteres, perspective, same issue, páginas 201–202; dx.doi.org/10.1126/science.280.5361.201. Regresar al texto.
  62. Wells, J., Icons of Evolution: Science or Myth? Why much of what we teach about evolution is wrong [Iconos de la Evolución: Ciencia o Mito? ¿Por qué gran parte de lo que enseñamos acerca de la evolución que es mentira], Regnery Publishing Inc., Washington, 2000. Véase Truman, R., What biology textbooks never told you about evolution, Journal of Creation, 15(2):17–24, 2001; creation.com/icons. Regresar al texto.
  63. Wells, ref. 62, página 188. El Dr. Wells es un especialista en biología del desarrollo. Regresar al texto.
  64. Tomado de Sarfati, J., Flighty flippers, Creation, 27(2):56, 2005; creation.com/flippers. Regresar al texto.
  65. Miklosovic, D.S., et al., Leading-edge tubercles delay stall on humpback whale (Megaptera novaeangliae) flippers, Physics of Fluids 16(5): L39–L42, 2004. Regresar al texto.
  66. Anon., That’s a whale of an idea: Mimicking humpback whale flippers may improve airplane wing design, Aero News Network, aero-news.net/index.cfm?do=main.textpost&id=7b1f3d47-352f-4277-9eda-baaa208b2516, 12 mayo 2004. Regresar al texto.

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