Esta pluma es una obra maestra de la naturaleza

Vanya Gregor Rohwer abrió un cajón para mostrar un ala extendida de color rosa intenso de un ave espátula rosada, una de las miles de alas montadas en el Museo de Vertebrados de la Universidad de Cornell.

Levantó una larga pluma de vuelo para exponer, en su base, una pluma en forma de palmera tan minúscula que fácilmente podía pasar desapercibida. Durante mucho tiempo, este minúsculo elemento llamado filopluma fue realmente desconocido.

“La historia de la investigación sobre las filoplumas no es muy sólida. Son una especie de pluma olvidada”, dijo Vanya Rhower, conservador de aves y mamíferos del museo. “Se consideraban una pluma degradada o inútil, una reliquia”. Ya no.

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Rohwer y su padre, Sievert Rohwer, un influyente investigador de plumas y conservador emérito del Museo Burke de la Universidad de Washington, en Seattle, creen que la diminuta filopluma es una pieza clave en el control y mantenimiento de las plumas de las aves, que las mantienen en el aire.

Desde que las plumas aparecieron en los dinosaurios hace unos 150 millones de años, han ido evolucionando. Ahora hay seis tipos de plumas en el cuerpo de un ave, incluidas las filoplumas, y todas están hechas de queratina, una sustancia muerta como el pelo humano.

Un artículo publicado el año pasado en la revista Journal of the Royal Society Interface describía una pluma como una obra maestra de la ingeniería, que abarca nueve órdenes de magnitud, desde la nanoescala hasta la escala del metro. Como las impresoras 3D más sofisticadas se limitan a solo cuatro o cinco órdenes de magnitud, aún no se han podido reproducir las plumas.

“No existe ninguna tecnología de fabricación que pueda acercarse a una pluma”, dijo David Lentink, uno de los autores del artículo, quien estudia las aves para encontrar formas de mejorar los robots en la Universidad de Groningen, en los Países Bajos. “Son inusualmente sofisticadas”.

El resultado es un material natural tan ligero que flota lentamente hasta el suelo, pero tan resistente que puede proteger a un pájaro mientras vuela a través del viento, la lluvia y el frío durante días enteros. Y las nuevas sustituyen a las viejas cada pocos años.

El interés por las plumas de ave se ha intensificado junto con la rápida expansión del uso de drones y otras aeronaves, y los investigadores estudian si las plumas sintéticas harían los vuelos más maniobrables, eficientes y menos ruidosos.

Las filoplumas han inspirado microsensores o sensores capilares, por ejemplo, que pueden medir el flujo, la velocidad y la dirección del aire para apoyar un tipo de autonavegación llamado “vuelo por tacto”.

Los sensores similares a las filoplumas podrían ayudar a los drones, que tienen dificultades para hacer frente a las ráfagas de viento, a realizar ajustes en fracciones de segundo.

Todas las aves tienen filoplumas, incluso las que no pueden volar. Suele haber de una a tres por pluma, y son más densas alrededor de las plumas del contorno o del cuerpo y de las plumas de vuelo.

Las filoplumas detectan la presión, el tacto y la vibración en las plumas adyacentes y, a través de terminaciones nerviosas muy sensibles en sus folículos, llamadas corpúsculos de Herbst, traducen esas señales mecánicas a señales neuronales.

Estas sofisticadas plumas proporcionan a las aves información detallada sobre su plumaje mientras vuelan. Les indican que ajusten sus plumas para mantenerse calientes o para liberar calor. También pueden detectar el movimiento de parásitos, con lo que incitan a las aves a acicalarse o liberar grasa en esa zona.

(Las plumas erizadas y cortas que se encuentran en la cabeza, la cara y el cuello del ave también son sensibles al entorno y alertan a las aves de la presencia de insectos y otras presas).

Las aves con más filoplumas son las especies voladoras grandes y fuertes, como las águilas, los albatros y los buitres. Los albatros, de los que se sabe que vuelan 9600 kilómetros o más sin parar, son quienes más tienen: se han contado más de 9000 en algunas aves. Hasta ahora, los gavilanes ratoneros de cola roja son los que tienen más filoplumas por pluma entre las aves cuyas plumas han contado los investigadores.

Las filoplumas desempeñan otras funciones. La barba de un pavo salvaje es en realidad un conjunto de finas hebras de plumas llamadas mesofiloplumas. No son sensoriales, sino ornamentales, y pueden crecer hasta 30 centímetros de longitud. Sin embargo, el pavo salvaje tiene filoplumas en la cabeza calva, que le ayudan a percibir el mundo que lo rodea.

Los mérgulos bigotudos, un ave marina, tienen grandes filoplumas sobre la cabeza.

“Son filoplumas muy elaboradas”, dijo Vanya Rohwer. “Los utilizan para navegar por esas oscuras madrigueras de anidación sin golpearse la cabeza”.

Al haber estudiado las filoplumas y otros plumajes junto a su padre durante más de 20 años, creía saber cómo las aves perdían y volvían a producir plumas cada pocos años.

“Era predecible, secuencial y ordenado”, dijo.

Sin embargo, en 2015, los Rohwer supieron de un águila real en cautiverio a la que se le habían cortado las plumas de la cola experimentalmente con fines de investigación.

“Esa águila sustituyó una pluma de la cola cortada muchísimo más deprisa que una pluma sin cortar”, dijo el Rohwer más joven, lo que acortaba el período de crecimiento a aproximadamente un año. “Así que las aves tienen algún mecanismo para detectar una pluma que no funciona bien”.

Su padre, Sievert Rohwer, dijo que creen que las filoplumas “son sensibles a la vibración que generaría la pluma si estuviera desgastada o no funcionara tan bien como debiera”.

“Tiene un sentido intuitivo”, dijo Vanya Rohwer. “Estás chocando contra la maleza para capturar una presa o luchando con ella en el suelo, un proceso muy propenso a romper una pluma”.

Ambos Rohwer son destacados conservadores de alas extendidas de aves, que han utilizado para estudiar las filoplumas y otras plumas. El mayor de los Rohwer, de 83 años, ha reunido la mayor colección del mundo de alas de ave, que se han extendido y montado en el Museo Burke, con 40.000 pares abiertos y sostenidos con alfileres dentro de celofán.

Vanya Rohwer, de 43 años, está creando su propia colección de alas desplegadas aquí en Cornell, que hasta ahora comprende unos 10.000 pares.

Mientras tanto, los especímenes completos de aves se guardan en cajones, en una especie de morgue. Vanya Rohwer abrió algunos de ellos en una visita reciente para revelar un abanico de plumajes coloridos, entre los que se encontraban carracas lilas de pecho rosado y durazno y abejarucos australianos verdes y amarillos. Otro cajón estaba lleno de especies extintas, entre ellas varios pájaros carpinteros pico de marfil y una paloma migratoria.

Los nidos de pájaros son otra pasión del joven Rohwer y también estudia las pestañas de las aves. En un estudio, descubrió que el uso de piel de serpiente para forrar los nidos de muchas aves reducía significativamente la depredación.

Vanya Rohwer conoció a su esposa, Rachel Schlass Rohwer, cuando ella, taxidermista en ciernes, asistió a la clase de él sobre la preparación de especímenes aviares. Quedó prendada tanto de Vanya Rohwer como del minucioso proceso de preparación de aves para su exhibición en museos.

“Saber que estas palomas migratorias eclipsaron una vez el cielo, y verlas en estos cajones con gran parte de su color conservado, me conmovió de verdad”, dijo Schlass Rohwer. “La mayoría de las cosas cuando mueren pierden color y pierden gran parte de su narrativa”.

La pareja ha hecho varios viajes de salvamento para recoger especímenes sobrantes de aves y mamíferos de los congeladores de otros museos para la colección de Cornell. Despellejan y rellenan las aves con algodón o extienden sus alas en un expositor, donde quedan a disposición de los investigadores.

Schlass Rowher, que también ha estudiado moda, se ha especializado en diseñar sombreros con plumas obtenidas éticamente de aves que murieron de forma natural y cuya propiedad es legal. Poseer la mayoría de los tipos de plumas de ave es una violación de la ley federal.

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Con los avances tecnológicos, se está extrayendo nueva información de las plumas. El ADN de una sola pluma, por ejemplo, permite a los investigadores rastrear el ave hasta su población reproductora. Esa información se está utilizando para crear mapas de “paisajes genómicos” en todo el mundo para las aves migratorias, y para priorizar hábitats importantes para la conservación.

La filopluma, sin embargo, sigue siendo una de las plumas menos comprendidas. “Queda mucho por descubrir sobre su función”, dijo Lentink, “porque es casi imposible estudiar su función en aves vivas”.

Un pájaro en el laboratorio es muy distinto de un pájaro en el aire, por lo que el vuelo de las aves es en gran medida un misterio.

“A veces la ciencia no puede responder a las preguntas porque los experimentos son demasiado difíciles; este es un caso así”, dijo. “Es difícil demostrar realmente las funciones de estas plumas en un ave voladora feliz y plenamente funcional que realiza su comportamiento normal”.

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