Cada amanecer en Las Cruces, Costa Rica, el equipo de campo de River Ingersoll caminaba hacia la jungla para dar los últimos toques a redes casi invisibles. Un estudiante graduado en el laboratorio de David Lentink, profesor asistente de ingeniería mecánica en la Universidad de Stanford, Ingersoll necesitabaestas delicadas redes para atrapar, estudiar y liberar los abundantes colibríes y murciélagos de la región, los únicos dos vertebrados con la capacidad de flotar en su lugar.
"Estamos realmente interesados en cómo evolucionó el vuelo flotante", dijo Ingersoll. "Los murciélagos néctar beben de las flores como los colibríes, por lo que queremos ver si hay similitudes o diferencias entre estos dos taxones diferentes".
Las redes de Ingersoll funcionaron, y terminó examinando más de 100 colibríes y murciélagos individuales, cubriendo 17 colibríes y tres especies de murciélagos, durante su estudio de campo, cuyos resultados publicó el grupo Avances científicos .
A través de una combinación de imágenes de cámara de alta velocidad y mediciones de fuerza aerodinámica, él y sus colegas investigadores descubrieron que los colibríes y los murciélagos flotan de maneras muy diferentes. Sin embargo, también descubrieron que el murciélago de los néctares comparte algunas similitudes con los colibríes, lo quelos murciélagos frutales no comparten. Esto sugiere que desarrollaron un método diferente para flotar en comparación con otros murciélagos para beber néctar.
Además de aprender más sobre murciélagos y colibríes, Lentink y otros pueden aplicar lo que aprendieron a problemas de ingeniería, como el diseño de robots voladores. Los ingenieros ya han creado robots inspirados en colibríes y murciélagos, pero no han sabido cuál de las contrapartes naturalesde estos robots se ciernen más efectivamente.
mirando cada pluma
Es simple imaginar cómo se sostiene un animal volador aleteando hacia abajo, pero para evitar el balanceo exagerado hacia arriba y hacia abajo, los animales que flotan deben mantener este soporte mientras se agitan hacia arriba también. Los colibríes y los murciélagos logran esta hazaña al girar sus alashacia atrás en la carrera ascendente, empujando continuamente el aire hacia abajo para mantenerlos constantemente en alto.
"Si miras entre los vertebrados, hay dos que pueden flotar de manera sostenida", dijo Lentink. "Esos son colibríes y murciélagos de néctar. Y encontrarás ambos en los neotrópicos, como Costa Rica".
Para estudiar estos temas, Ingersoll colaboró con un proyecto de anillamiento de aves de larga data dirigido por ecologistas de Stanford en Las Cruces. Tomando prestados pájaros y murciélagos de su proyecto, colocó a cada animal en una cámara de vuelo equipada con sensores de fuerza aerodinámica en la parte superior yfondo de la cámara: equipo desarrollado por el laboratorio de Lentink para medir cambios extremadamente pequeños en la fuerza vertical a 10,000 veces por segundo. Estas placas son tan sensibles que capturaron las fuerzas verticales producidas por cada giro y revoloteo de colibríes que pesaban tan solo 2.4gramos
Al sincronizar esas mediciones de fuerza con múltiples cámaras de alta velocidad que graban a 2.000 fotogramas por segundo, los investigadores pudieron aislar cualquier momento de los vuelos de sus sujetos para ver cómo el elevador que generaban se relacionaba con la forma de sus alas.
"Me sentaba y esperaba a que el colibrí se alimentara de la flor. Una vez que se estaba alimentando, disparaba las cámaras y las mediciones de fuerza y obteníamos cuatro segundos de imágenes del colibrí aleteando en la flor".dijo Ingersoll.
Después de su breve estadía en la cámara de vuelo, Ingersoll devolvió las aves y los murciélagos a donde fueron atrapados y los soltó. Todo el proceso tomó entre una y tres horas.
diferentes formas de desplazarse
Los investigadores descubrieron que los murciélagos y los colibríes ejercían una cantidad similar de energía en relación con su peso durante estos vuelos, pero que los colibríes, los murciélagos de la fruta y los murciélagos del néctar se cernían de formas muy diferentes.que los murciélagos: los colibríes generaron más elevación en relación con el arrastre. Al comparar las formas de las alas, los investigadores descubrieron que esta eficiencia es probable porque los colibríes invierten sus alas más fácilmente. Aunque los murciélagos lucharon por voltear sus alas, ejercieron una cantidad comparablede energía porque tienen alas más grandes y trazos más grandes.
Los investigadores se sorprendieron al descubrir que los murciélagos de néctar, que se deslizaban hacia las flores como los colibríes, generaban más fuerza hacia arriba cuando las alas se levantaban que los murciélagos de fruta. Al observar la forma de sus alas, los investigadores descubrieron que los murciélagos de néctar pueden torcer sus alas muchomás que los murciélagos de fruta en la carrera ascendente, por lo que la forma de los murciélagos de néctar es como una mezcla de murciélagos de los murciélagos y colibríes.
Los investigadores planean construir sobre estos hallazgos como parte de su trabajo en aleteo de robots y drones, pero Lentink también ve potencial para más trabajo más allá del laboratorio.
"Cuando Rivers propuso hacer este estudio en Costa Rica, un estudio de campo era algo que nunca había esperado. Ahora, realmente me inspiró", dijo Lentink. "Hay alrededor de 10,000 especies de aves y la mayoría de ellas tienennunca ha sido estudiado. Parece un estudio demasiado grande para emprender, pero eso es lo que sueño ".
Los coautores adicionales son Lukas Haizmann de la Universidad de Bremen, quien visitó el Laboratorio Lentink para su pasantía y su investigación de tesis de maestría. Lentink también es miembro de Stanford Bio-X y del Instituto de Neurociencias de Stanford, y afiliado de StanfordWoods Institute for the Environment. Este trabajo fue financiado por la National Science Foundation y el King Abdulaziz City for Science and Technology Center of Excellence for Aeronautics and Astronautics at Stanford.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universidad de Stanford . Original escrito por Taylor Kubota. Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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