Vertebrats. Tema 8 (2017)

Apunte Catalán
Universidad Universidad de Girona (UdG)
Grado Biología - 3º curso
Asignatura Vertebrats
Profesor M.C.
Año del apunte 2017
Páginas 7
Fecha de subida 25/10/2017
Descargas 0
Subido por

Vista previa del texto

TEMA 8: EL VOL Els vols de creuer (vols de llarga durada produïts per ocells amb molta resistència) el soldran presentar aus de mida petita.
Hi ha molts tipus d’aus, amb molts tipus de vols i característiques. El falcó pelegrí pot arribar a 330 Km/h, i el colibrí realitza uns 50-80 batecs d’ala per segon, però es tracta d’un sistema de posicionar el cos per alimentar-se del nèctar de la flor, i no pas un sistema de locomoció.
Alguns poden arribar a volar grans distàncies, com els corriols que poden viatjar 3.800 Km sense parar, o altres fan migracions de pol a pol. Les aus solen volar per sota dels 3.000 metres, però podem trobar aus que volen a grans altituds (còndors volen a uns 6.000 metres, i algunes altres aus fins a 8.000 metres). Aquestes aus han de tenir grans mecanismes d’aprofitament de l’oxigen.
El vol ha representat ser un èxit evolutiu molt superior en aus que no pas en ratpenats. Els ratpenats (igual que cap altre mamífer volador) encara no són bons voladors, ja que no tenen una estructura aerodinàmica. Les aus tenen una forma més aerodinàmica, una forma fussiforme, igual que els peixos amb natació de creuer.
L’estructura del tronc del ratpenat és igual que els altres mamífers, el que canvia respecte els altres mamífers és l’estructura de la cintura pelviana i també les peces per penjar-se, on tenen potes amb dits separats. Han reduït les estructures, i les que mantenen són fines i lleugeres, per tal de reduir pes. A més a més les estructures estan disposades de tal manera que adopten una posició que li permet penjar-se cap per avall, ja que així no li suposa un consum d’energia.
Els braços tenen la mateixa estructura que els nostres, però amb una mà immensa. A més a més s’allarga l’húmer i les peces mitjanes, com el radi que s’allarga, tot i que el cúbit es redueix, ja que és una peça més pesant. El fet d’allargar molt els dits, permet que aguantin el patagi, que es tracta d’una membrana alar molt fina però molt irrigada, ja que serveix per desprendre escalfor i ventilar-se. Per tant les peces són sòlides, degut a que són mamífers, l’únic que aquestes peces són molt lleugeres. Trobem unes 175 espècies de ratpenats, per tant hi ha una diversificació menor que en ocells, però l’especialització és bastant gran (alguns fins i tot fan migracions i poden arribar a volar a 2.000-3.000 metres d’alçada), però la seva estructura no els permet ser grans voladors.
Tot i que les estructures de l’esquelet de les aus són molt lleugeres, alhora són molt robustes.
En les aus els ossos poden ser pneumàtics, és a dir, tenen càmeres d’aire a dins que provoquen que el teixit sigui més lleuger i que les aus puguin controlar més l’alçada i els moviments. No obstant això, no totes les aus tenen ossos pneumatitzats, i no totes els ossos ho poden ser.
Normalment les parts pneumatitzades solen trobar-se a la meitat anterior del cos (crani, cintura pectoral i zona més proximal a les ales). Per tant podem dir que hi ha una pneumatització relativa dels ossos, segons les espècies, el tipus de vol i la sostenibilitat que tenen.
L’estèrnum carenat és l’estructura més característica de les aus i constitueix una estructura enorme on s’insereix la musculatura de l’ocell. La musculatura surt de la carena i s’insereix a l’húmer, permetent el moviment de l’ala. Les peces que serien el nostre turmell i planta del peu es fusionen en una sola peça que és el tars-metatars. En l’ala es produeix una reducció i allargament dels dits, on finalment hi queda un dit gros i un dit residual. La peça de l’avantbraç que es fa més forta o més potent és la ulna, ja que és on s’insereixen els raquis de les plomes, en canvi el radi es va reduint, ja que és una estructura força pesant.
L’ili de la pelviana i l’escàpula de la pectoral s’allarguen un per davant (ili) i l’altre per darrere (escàpula), produint una estructura rígida que no permet el moviment del tronc a l’hora del vol. Les cèl·lules cervicals són molt flexibles entre elles i tenen un sol còndil cosa que li permet un gran moviment del coll.
Plomes dels ocells Les rèmiges són les plomes de vol que es divideixen en dues: les plomes primàries, que s’insereixen sobre la mà i el dit, i les plomes secundàries, que estan situades a la zona del cúbit, de manera més interna. Les plomes secundàries ajuden a la flotabilitat en l’aire per part de l’au i les plomes primàries s’encarreguen de la propulsió. Per sobre d’aquestes, es troben les ales cobertores que fan que la superfície de l’ala sigui ben llisa i que l’aire llisqui de manera llisa per sobre de l’ala.
L’àlula és un carpià (peça del canell) que surt cap a l’exterior i que forma les plomes alulars, que es poden separar una mica de l‘ala de manera que canalitzen l’aire que passa per sobre de l’ala.
La suspensió a l’aire funciona en base a crear un corrent d’aire diferent a sota i a sobre de l’ala. L’única manera d’aconseguir una força de sosteniment és que la superfície de dalt i de baix de l’ala siguin diferents.
Quan l’ala talla el vent (en cas que la superfície de dalt i baix siguin diferents), el vent haurà de fer un recorregut completament diferent, on per dalt haurà de saltar i fer un recorregut molt més gran que no pas per baix. La massa d’aire es retrobarà a la part de darrere de l’ala, però per retrobar-se a l’hora, el corrent de dalt haurà d’anar més ràpid, de manera que es produirà un flux molt ràpid que no interaccionarà amb la superfície de l’ala. En canvi a la part de baix el flux és lent, i interacciona molt amb l’ala, cosa que produeix la força de sosteniment de l’ala. Com més s’accentuï aquesta diferència, més forta serà la força de sosteniment de l’ocell.
En les aus també els hi interessa que el flux sigui laminar i no turbulent, tot i que a la part final es generaran petites turbulències de manera inevitable. Si el flux genera grans turbulències a la part inicial, la força de sosteniment serà menor. Les aus amplien la part de pressió negativa, que és la part de davant del cos i redueixen la part posterior, per tal de formar el mínim de turbulències possibles. En el vol de les aus podem dir que hi actuen diferents forces: la força de sustentació (lift), la força de resistència aerodinàmica (drag), que és la que frena, la força de la gravetat (que l’empeny avall) i la força de propulsió (thrust) que el fa moure cap endavant.
Les aus per tal d’augmentar aquesta força de sustentació, el que fan és tenir un angle d’atac, és a dir, claven l’ala amb el cos amb una certa inclinació, de manera que el salt és més accentuat i el corrent de baix és gairebé lineal, de manera que augmenten la força de L (força de sustentació), però sempre fins a un cert extrem, ja que sinó es generarien masses turbulències. Una altre opció per tal d’augmentar la força de sustentació és tenir ales de molta concavitat (convex a sobre i còncau a sota). Les aus que solen presentar ales de molta concavitat acostumen a ser aus de vols lents, i on aquest fet els ajuda a flotar millor.
La força de sosteniment o elevació depèn de la velocitat i de la superfície (considerant la superfície de les 2 ales), de manera que si augmenta un o l’altre, s’estarà augmentant la força de sosteniment. Les aus de vol lent, per tal d’augmentar la L (força de sosteniment) han d’augmentar la superfície, en canvi les aus de vol ràpid i constant, augmenten la L amb la velocitat del vol i per tant poden reduir la superfície. Així doncs, les aus de vol ràpid redueixen la part de darrere que és la que crea les turbulències, frenant a l’au, ja que com més superfície hi hagi, més fregament hi haurà i per tant més resistència aerodinàmica. Els ocells petits tindran poca superfície alar i molta envergadura, amb les ales acabades amb punta per allunyar les parts de turbulència del cos. Aquests, acostumen a ser grans voladors.
La força de sosteniment sempre fa 90º amb la direcció del moviment de l’au i la D, la força de resistència aerodinàmica, té mateixa direcció que el sentit de vol, però sentit contrari. La força d’elevació es genera a la zona més proximal del cos, que és on hi ha més superfície i on es pot crear la inclinació de l’ala sobre el cos, per això es diu que les ales proximals, les més interiors, són les que generen la sustentació.
Els animals planadors, que acostumen a ser arborícoles i tan poden ser lèmurs, rèptils, etc., acaben perdent alçada inevitablement, degut a que no hi ha propulsió. Els planadors acostumen a ser organismes que no estan relacionats, i que han evolucionat cap aquest tipus de moviment, de manera independent. Disposen d’una membrana de flotació, que els permet el planeig. Els planadors intenten tenir aquesta membrana de flotació el més gran possible.
S’anomena planatge a alguns animals que no poden volar i es sostenen durant un temps a l’aire. Hi ha moltes aus que tenen la capacitat de volar, però que solen fer planatge.
La capacitat que tinguin de planar dependrà de la superfície de la membrana i la proporció entre la L i la D és la que marcarà la caiguda, ja que com més petita sigui la L i més gran la D, tindran un angle de caiguda més gran, de manera que cauran més ràpid.
Hi ha diverses maneres per les aus de fer planeig sense haver de propulsar-se. Les aus marines utilitzen els vents de sobre el mar (corrents horitzontals) i els rapinyaires d’espais oberts utilitzen l’aire calent que puja del terra quan el vent s’escalfa (corrents verticals).
Les aus marines van alternant la posició (vent-contravent) i els permet propulsar-se de manera indefinida. Posen la panxa en direcció al vent i obren les ales, fent que s’aixequin, llavors es giren i el vent els impulsa. Les ales són molt llargues, i tenen la zona de plomes secundàries i la zona de plomes primàries proporcionalment molt desiguals, on la zona de plomes primàries és força més petita. El problema per aquestes aus és que si no hi ha vent, tenen problemes de sosteniment.
Les aus rapinyaires tenen una ala amb una gran superfície i amb una gran cavitat (són camarades, amb una cambra a sota). Quan el terra es comença a escalfar i l’aire calent comença a pujar, les condicions són òptimes, i utilitzen aquest aire calent per impulsar-se, tot i que aprofiten qualsevol corrent d’aire que pugi de manera vertical, com per exemple una massa d’aire que impacte sobre un objecte i que puja cap amunt, fent voltes de manera espiralada.
Aquest tipus d’ocells tenen la part de plomes primàries i secundàries més proporcional, més igualada. Tenen les puntes de les plomes primàries obertes, o més ben dit les obren, ja que les ales acabades amb punta allunyen les turbulències del cos, i com que als rapinyaires afectaria a tota la superfície del cos, degut a que no tenen ales llargues, han desenvolupat un nou mètode que és obrir les puntes de les ales per trencar les turbulències.
L’àlula és important en ales molt inclinades o amb molta cambra, ja que redirecciona l’aire perquè corri més suaument, és a dir, actua per tal que no generi grans turbulències. S’ha observat que ales amb àlula poden augmentar l’angle d’atac.
El batec de les ales és el que acaba generant la propulsió. La part més interna de les ales tenen un interval de moviment petit, mentre que les estructures que van des del començament de les primàries fins a la punta, tenen el màxim interval de moviment, la màxima amplitud. La part proximal puja i baixa verticalment, però poc, i la part que va des del canell cap avall és la zona que fa més moviment, baixa i puja fent un moviment una mica rotatori, fent força cap avall i després endarrere.
Quan l’ala fa força cap a la massa d’aire, la força de reacció ja no és vertical, sinó que és una força inclinada cap endavant (que és on es genera la força propulsora). La força de reacció es descompon amb dues altres forces que són una força vertical (elevació) i una horitzontal, que és la força propulsora. L’ocell ha de ser capaç de jugar amb el gir i la inclinació de les ales per generar una força propulsora major. Si l’ala baixa molt vertical, la força de reacció és molt vertical, i per tant hi haurà una força de sustentació gran, però una força de propulsió petita.
Si hi ha un aleteig molt ràpid i sense gir, farà que l’au no es propulsi sinó que es sostingui.
Les aus han modificat la seva estructura per poder realitzar el vol. El cúbit és el que permet aquest petit moviment, però han perdut totes les estructures i la musculatura relacionada amb el gir total del braç.
L’estructura òssia de l’ala dependrà del tipus d’au i del vol que faci, així que segons l’estructura podem saber si es tracta d’un ocell ràpid o si és un ocell que fa planatge. Un ocell que necessiti molta sustentació allargarà la zona de les plomes secundàries (proximal al cos) i reduirà la zona de les primàries (distant al cos).
Les aus amb vol a vela, com les aus marines que fan planatge, tindran unes ales amb molta envergadura i acabades en punta, amb la zona de les plomes secundàries molt llargues. En canvi un colibrí batega les ales permanentment, necessita propulsió permanent per mantenir-se vertical davant les flors, es manté elevat utilitzant les plomes primàries, per tant tindran una zona de primàries immensa i la resta força reduïda, amb la zona que va des del canell fins el colze molt curta.
Les proporcions de les estructures del mig poden anar variant segons la necessitat de propulsió o sustentació. El problema està en el moment de baixada de l’ala contra la massa d’aire, per tant aquest fet provoca que necessitin una musculatura molt forta associada a la baixada de l’ala. L’húmer és l’os que acciona la baixada de l’ala, i la musculatura responsable de la baixada de l’ala (que és molt gruixuda) surt de l’estèrnum carenat, que és molt gran, i s’insereix a l’húmer.
L’elevació es dóna gràcies a l’aire, que al relaxar la musculatura de l’ala, l’aire la tornar a aixecar. Si la freqüència del batec s’ha d’incrementar poden contreure la musculatura d’elevació de l’ala, però normalment per incrementar la freqüència del batec faran una força més alta. Els músculs encarregats d’aquesta elevació són els supracoracoides, que s’originen a a l’estèrnum i s’insereix a l’húmer, però en aquest cas dorsalment, de manera que quan es contrau, aixeca l’húmer cap a dalt.
Quan es vol saber el tipus de vol, un dels elements claus és la superfície alar (Sa), que fa referència a l’ombra de les dues ales. La relació de l’envergadura alar/superfície alar es coneix com a aspecte alar. Quan l’aspecte alar és alt, indica que es tracta d’ales de molta envergadura i poca superfície. L’altre element important és la càrrega alar, que és la relació entre el pes i la superfície de les ales. La càrrega alar ens indica quina càrrega i quin pes han de suportar les dues superfícies de les ales. Quan més alta sigui la càrrega, més dificultat en volar.
TEMA 9: SISTEMA UROGENITAL Reproducció. Anatomia comparada de l’aparell genital El sistema renal i genital han estat relacionats un amb l’altre des del principi, però en algunes espècies s’han anat separant, tot i que no totalment.
La majoria de les espècies són de sexes separats (dioics), per tant els mascles tenen unes estructures anomenades testicles i les femelles els ovaris. En peixos podem trobar ovotestis (gònada que és ovari i testicle alhora), i també es troben alguns casos particulars que tenen estructures dobles (ovaris i testicles separats) i després en moltes espècies una gònada que al principi és testicle i després passa a ovari, o al revés.
En humans el sexe és determinat pels cromosomes, però en peixos per exemple, els cromosomes no determinen el sexe, sinó que són les característiques ambientals el que ho determinen.
...

Comprar Previsualizar