Una única ecuación universal puede aproximar las tasas de aleteo y aleteo de aves, insectos, murciélagos y ballenas, a pesar de sus diferentes tamaños corporales y formas de alas, informan en un nuevo estudio Jens Højgaard Jensen y sus colegas de la Universidad de Roskilde en Dinamarca. revista de acceso abierto MÁS UNOpublicación el 5 de junio.

La capacidad de volar ha evolucionado de forma independiente en muchos grupos diferentes de animales. Para reducir la energía necesaria para el vuelo, los biólogos esperan que la frecuencia con la que los animales baten sus alas esté determinada por la frecuencia de resonancia natural del ala. Sin embargo, ha sido difícil encontrar una descripción matemática universal del vuelo. Los investigadores utilizaron análisis dimensional para calcular una ecuación que describe la frecuencia de los aleteos de aves, insectos y murciélagos voladores, y los aleteos de los animales buceadores, incluidos pingüinos y ballenas.

Descubrieron que los animales voladores y buceadores batían sus alas o aletas con una frecuencia proporcional a la raíz cuadrada de su masa corporal dividida por el área de sus alas. Probaron la precisión de la ecuación comparando sus predicciones con datos publicados sobre tasas de aleteo en abejas, polillas, libélulas, escarabajos, mosquitos, murciélagos y aves de tamaños que van desde colibríes hasta cisnes.

Los investigadores también compararon las predicciones de la ecuación con los datos publicados sobre las tasas de aletas en pingüinos y varias especies de ballenas, incluidas las ballenas jorobadas y de Groenlandia. Las relaciones entre la masa corporal, el área del ala y la frecuencia del aleteo muestran poca variación en los animales voladores y buceadores, a pesar de las grandes diferencias en el tamaño de su cuerpo, la forma de las alas y la historia evolutiva. Finalmente, estiman que el pterosaurio se extinguió (Quetzalcoatlus norteropi), el animal volador más grande conocido, bate sus alas de 10 metros cuadrados a una frecuencia de 0,7 hercios.

El estudio muestra que a pesar de las enormes diferencias físicas, animales como las mariposas y los murciélagos han desarrollado relaciones relativamente constantes entre la masa corporal, el área de las alas y la frecuencia de los aleteos. Los investigadores señalan que no encontraron publicaciones con toda la información necesaria para los animales nadadores; Se recopilaron datos de diferentes publicaciones para realizar comparaciones y, en algunos casos, las densidades de animales se estimaron con base en otra información. Además, los animales extremadamente pequeños, más pequeños que los descubiertos hasta ahora, probablemente no encajarían en la ecuación porque la física de la dinámica de fluidos cambia en una escala tan pequeña. Esto podría afectar a los nanobots voladores en el futuro. Los autores dicen que la ecuación es la explicación matemática más simple que describe con precisión los batidos de las alas y las aletas en todo el reino animal.

Los autores añaden: «Con una diferencia de casi un factor de 10.000 en la frecuencia del aleteo/ala, los datos de 414 animales, desde ballenas azules hasta mosquitos, se alinean. Como físicos, nos sorprendió ver qué tan bien nuestra simple predicción del aleteo «La fórmula funciona para una colección tan diversa de animales».



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