Los estudios en un grupo de aves tropicales han revelado uno de los músculos de las extremidades más rápidos registrados para cualquier animal con columna vertebral. El músculo, que puede mover el ala a más del doble de las velocidades requeridas para volar, ha evolucionado en asociación con extravagantesexhibiciones de cortejo que involucran movimientos rápidos de extremidades, según un artículo que se publicará en la revista eLife .
Los movimientos de ala 'superrápidos' de los manatíes con corona roja y corona dorada son indetectables para el ojo humano, y son entre seis y ocho veces más rápidos que la velocidad de 8 hertz Hz a la que un velocista, como Olympianatleta Usain Bolt, mueve sus piernas por el aire en una carrera de 100 metros.
"El descubrimiento del músculo del ala súper rápido en estas aves allana el camino para futuros estudios sobre lo que tiene que cambiar, o lo que puede cambiar, en un músculo para hacer que conduzca movimientos más rápidos", dice el primer autor Matthew Fuxjager, de Wake ForestUniversidad.
"Esto podría ser importante para desarrollar terapias para los trastornos motores, particularmente aquellos caracterizados por disminuciones en el rendimiento muscular que resultan de enfermedades como el cáncer y el VIH".
Muchas especies diferentes realizan movimientos rápidos de las extremidades como parte de sus exhibiciones de cortejo, desde ciertas aves que corren a través de las superficies del lago, hasta las exhibiciones inusuales de liebres en el boxeo en marzo.
Sin embargo, debido a que el rendimiento muscular está limitado por las compensaciones entre velocidad y fuerza, no está claro cómo los animales desarrollan la capacidad de generar tanto los movimientos rápidos involucrados en exhibiciones físicas llamativas como la fuerza necesaria para conducir estos movimientos.
Para abordar esta pregunta, Fuxjager y su equipo compararon las velocidades de contracción de los músculos de las extremidades anteriores de los manatíes de cuello dorado y de capa roja capturados en la naturaleza con los de otras tres especies relacionadas: el mankin de corona azul, el hormiguero oscuro ycasa wren.
"De las especies estudiadas, los manatíes de cuello dorado y gorros rojos producen movimientos de ala excepcionalmente rápidos como parte de sus exhibiciones de cortejo acrobático", explica Fuxjager.
"Por ejemplo, los manakins de collar dorado realizan 'roll-snaps', por lo que golpean sus alas juntas por encima de la parte posterior a unos 60 Hz para producir un sonido mecánico fuerte. Del mismo modo, los manakins de capa roja producen una sonación de ala similar llamadauna 'palmada', en la cual las alas se extienden ligeramente por encima del cuerpo e inmediatamente se retraen hacia los lados en rápida sucesión, alrededor de 45 Hz ".
Para explicar la capacidad de estas aves para mover sus extremidades rápidamente durante las actuaciones de cortejo, los investigadores investigaron las diferencias en las velocidades de contracción muscular comparando la frecuencia de media relajación entre las cinco especies diferentes. Esto representa la frecuencia con la que se estimula cada músculo del alapara contraerse, al tiempo que puede relajarse hasta la mitad de su longitud después de la estimulación, lo que muestra una medida precisa de la rapidez con que pueden contraerse.
Para dos de los tres músculos de las alas, las frecuencias de media relajación eran en promedio de alrededor de 50 Hz y no se distinguían entre las especies. Por el contrario, las medidas de frecuencia en el músculo principal que retrae el húmero fueron significativamente mayores tanto en el collar dorado como en el rojomaniquíes tapados. Las estimaciones de sus frecuencias de media relajación en este músculo eran excepcionalmente altas, y las frecuencias entre las dos aves eran indistinguibles.
Estos resultados muestran que solo los manatíes de cuello dorado y cascos rojos han desarrollado movimientos contráctiles superrápidos en su músculo retractor humeral principal. Los otros dos músculos que generan la mayoría de la fuerza aerodinámica para el vuelo no son diferentes de los de otras aves,sugiriendo que han sido preservados para producir la fuerza necesaria para volar.
El equipo también descubrió que el músculo retractor humeral en manakins de cuello dorado y capuchón rojo es más que capaz de impulsar las oscilaciones de las alas naturales que conforman sus impresionantes pantallas.
Tomados en conjunto, los resultados sugieren que las adaptaciones específicas de los músculos en la velocidad contráctil permiten que ciertas aves eviten el equilibrio entre la velocidad y la fuerza muscular, por lo tanto, usan sus extremidades anteriores para pantallas gestuales rápidas y locomoción eléctrica
"Otros estudios ahora podrían explorar cómo este músculo puede crear movimientos de ala tan rápidos y si las hormonas masculinas, como la testosterona, juegan un papel en la regulación de la velocidad del músculo", agrega Fuxjager.
"Si descubrimos si los esteroides regulan la capacidad del músculo para contraerse a una velocidad súper rápida, estaríamos descubriendo cómo las hormonas pueden 'activar' o 'desactivar' su extraordinaria capacidad. Esto abriría la puerta a comprender qué tan rápidos son los movimientos de las extremidadesregulado de acuerdo con el entorno reproductivo de los animales "
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Materiales proporcionados por eLife . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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