Los científicos revelan estrategias únicas para el vuelo hacia adelante y el vuelo estacionario en colibríes

Investigadores de la Universidad de Columbia Británica realizaron un estudio observacional para comprobar cómo los colibríes controlan su velocidad de vuelo en función de las variaciones en los estímulos visuales. Los resultados del estudio indicaron que los colibríes utilizan dos estrategias únicas para mediar el vuelo hacia adelante y controlar el vuelo estacionario. Los resultados de la investigación se publicaron en el Proceedings of the Royal Society B Biological Sciences.

Dos modelos de control de locomoción

El autor principal del estudio, el Dr. Vikram B. Baliga, dijo en el comunicado de prensa: "Cuando se mueven hacia adelante, los colibríes dependen de lo que llamamos un 'modelo interno hacia adelante' —casi un piloto automático intuitivo y arraigado— para medir la velocidad".

Los dos modelos internos clave para controlar la locomoción se denominan "hacia adelante" y "hacia atrás". El modelo de avance desempeña un papel vital en la predicción de señales sensoriales basadas en comandos motores, particularmente en el ámbito del vuelo hacia adelante. Su función principal consiste en prever la velocidad del patrón anticipado resultante de la ejecución de comandos motores.

Básicamente, antes de que se produzca cualquier movimiento real, el modelo de avance puede predecir las consecuencias sensoriales resultantes. Por el contrario, el modelo inverso funciona empleando señales sensoriales para gobernar las órdenes motoras. En el curso del vuelo hacia adelante, establece un patrón de velocidad deseado y afina la salida del motor para alcanzar el estado sensorial especificado.

Fundamentalmente, el modelo inverso ajusta las órdenes motoras en función de la información sensorial, lo que permite al organismo alcanzar y mantener un patrón de velocidad particular. En resumen, el modelo directo predice proactivamente los resultados sensoriales, mientras que el modelo inverso opera mediante la utilización de información sensorial para dirigir y modificar comandos motores. Estos modelos desempeñan colectivamente un papel crucial en la regulación del vuelo hacia adelante, especialmente en lo que respecta al patrón de velocidad en animales visuales como insectos y aves.

¿Qué son el flujo óptico y el centrado?

El flujo óptico (o "velocidad de patrón") es un proceso en el que los estímulos visuales se transmiten durante el movimiento continuo en una dirección. Estudios anteriores han demostrado que los modelos inversos internos mediados por el flujo óptico influyen tanto en la velocidad de avance como en el "centrado" en aves e insectos.

Sin embargo, el colibrí parece ser una excepción, particularmente en lo que respecta al centrado: un modo de movimiento mediante el cual los animales se mueven de tal manera que evitan colisiones con las paredes en un pasaje estrecho mientras lo atraviesan.

Métodos de estudio y hallazgos

Los científicos realizaron experimentos con colibríes en un túnel de cuatro metros, haciéndolos volar de un lado a otro entre una percha y un comedero. Para evaluar su reacción a las señales visuales, los investigadores proyectaron patrones en las paredes de la cámara y grabaron cada vuelo en vídeo.

Varios escenarios involucraron la proyección de franjas verticales en las paredes laterales para simular el movimiento hacia adelante, franjas horizontales que indican cambios de altitud y remolinos giratorios en la pared frontal para crear la ilusión de un cambio de posición.

Los investigadores descubrieron que no había una correlación clara entre el cambio de velocidad de los colibríes o la parada en respuesta a la velocidad de las rayas verticales. Los colibríes respondieron mejor a los estímulos que indicaban cambios de altitud durante el vuelo. Además, mientras flotaban, los pájaros alteraban su postura en respuesta a las espirales cambiantes que el equipo de investigación mostraba en la pared frontal.

"Debido a que los colibríes tomaron descansos espontáneos para flotar durante sus vuelos, descubrimos estas dos estrategias distintas para controlar diferentes aspectos de sus trayectorias", explicó el autor principal del estudio, el Dr. Doug Altshuler.

Referencia de la noticia:
Baliga, V. B.; Dakin, R;.; Wylie, D. R.; Altshuler, D. L.; Hummingbirds use distinct control strategies for forward and hovering flight. Proceedings of the Royal Society B Biological Sciences (2024).