En su nuevo libro, “Birds Up Close” (“Aves de Cerca”), la ingeniera de materiales del MIT Lorna Gibson explora las plumas, huesos, picos, huevos y el vuelo, así como la mecánica detrás de las extraordinarias habilidades de las aves.

Las plumas otorgan a las aves sus deslumbrantes colores. Repelen el agua y retienen el calor, manteniéndolas cálidas y secas. Incluso pueden amortiguar el sonido, permitiendo que especies como los búhos cacen en casi completo silencio.

Todas estas funciones provienen de la notable estructura de las plumas, explorada en dos capítulos de “Aves de Cerca” de la ingeniera de materiales del MIT y observadora de aves de toda la vida, Lorna J. Gibson. El libro realiza una mirada microscópica a las plumas, huesos, picos, huevos y la mecánica del vuelo de las aves para explicar sus extraordinarias habilidades — cómo pueden mantenerse suspendidas en el aire, lanzarse en silencio sobre su presa y volar cientos de millas sin cansarse.

Gibson pasó cuatro décadas estudiando el comportamiento mecánico de los materiales — examinando su estructura interna para determinar qué los hace duros o blandos, flexibles o quebradizos. Se especializó en materiales celulares, como panales de ingeniería y espumas, así como materiales naturales como la madera y el bambú.

Ahora, como profesora después de obtener la titularidad, ha trasladado su perspectiva de ingeniera de materiales a las aves, un tema que siempre le ha fascinado. Ha dado charlas sobre las propiedades de las plumas, incluyendo la Conferencia Wulff de 2017 en el Departamento de Ciencia e Ingeniería de Materiales, y ha estudiado cómo las gangas transportan agua en sus plumas para sus crías y cómo los pájaros carpinteros evitan lesiones cerebrales a pesar de sus constantes golpeteos.

Como estudiante de posgrado, recuerda que un colega le dijo que los pájaros carpinteros tienen espuma entre el cráneo y el cerebro para amortiguar los golpes. Intrigada, investigó el tema y descubrió un estudio de 1976 en el que neurocientíficos diseccionaron la cabeza de un pájaro carpintero y no hallaron ninguna espuma. Entonces, ¿cómo evitan lesiones cerebrales?

“Finalmente reconocí que, como los pájaros carpinteros tienen cerebros tan pequeños, no necesitan el tipo de protección que animales más grandes requieren”, escribe Gibson en el prefacio. Ese entendimiento la llevó a dar charlas para observadores de aves — y, finalmente, a la idea de un libro completo que explique cómo funcionan las aves desde la óptica de la ciencia de materiales y la mecánica.

Ingeniería y observación de aves

Gibson describe “Aves de Cerca”, publicado por MIT Press, como un libro escrito por una ingeniera para cualquiera interesado en las aves, basándose mayormente en investigaciones publicadas. Los lectores no necesitan formación científica o en ingeniería; los recuadros laterales incluyen cálculos para quienes quieren más detalle.

“No lo escribí para ingenieros; lo escribí para observadores de aves — gente curiosa acerca de la historia natural”, afirma. “Creo que les gustará a los ingenieros porque hay elementos de ingeniería, pero de verdad lo escribí para los observadores de aves.”

La observación de aves ha aumentado en popularidad en Estados Unidos; 96 millones de personas — alrededor de uno de cada tres estadounidenses — aseguran ser observadores de aves, según el Servicio de Pesca y Vida Silvestre de EE. UU.

Esos lectores encontrarán muchos datos memorables. Dos capítulos sobre plumas, titulados “Plumas Fantásticas”, exploran características impactantes como los brillantes colores del pato joyuyo y la iridiscencia de los colibríes. Gibson explica tanto la ciencia detrás de los colores de las plumas como la forma en que los percibimos.

“El color que vemos proviene de la luz reflejada en una superficie”, escribe, describiendo los pigmentos responsables de los negros y grises de las gaviotas, así como los vivos rojos y verdes del turaco africano. Pero el azulejo que visita tu jardín obtiene su color de otra forma: el azul no es un pigmento, sino un color estructural, producido por la interacción de la luz con estructuras microscópicas dentro de las plumas.

Utilizando fotografías, bocetos e imágenes de microscopio, Gibson examina las estructuras microscópicas de las plumas. Las plumas de contorno que cubren el cuerpo de un ave, por ejemplo, son estructuras ramificadas con barbas conectadas y barbillas paralelas. Las imágenes de microscopio electrónico de barrido revelan detalles invisibles al ojo humano, incluido el núcleo espumoso de un raquis de pluma.

Utiliza el mismo enfoque para explorar cómo los colibríes macho producen zumbidos agudos con las plumas de la cola durante sus espectaculares exhibiciones de cortejo. El sonido proviene de los bordes vibrantes de las plumas externas de la cola — como soplar sobre una hoja de hierba.

Gibson también muestra cómo las plumas del búho barn hacen posible un vuelo sigiloso. Las hendiduras tipo peine en el ala dividen el flujo de aire y reducen el ruido.

Richard Prum, ornitólogo de la Universidad de Yale que colaboró con imágenes para el libro, asegura que la perspectiva ingenieril de Gibson profundiza nuestra forma de pensar sobre las aves y la evolución. Prum, autor de “The Evolution of Beauty”, señala que su enfoque ayuda a explicar no solo cómo sobreviven las aves, sino cómo sus características únicas evolucionan y funcionan.

“La sociedad ha absorbido generaciones de afirmaciones sobre la supervivencia, la adaptación y la ecología”, indica Prum. “Pero eso realmente deja de lado la cuestión de cómo hacen las aves para lograrlo.”

Cada capítulo aborda una característica diferente y puede leerse de forma independiente — el lector puede saltar al segundo capítulo sobre plumas para descubrir cómo el agua literalmente resbala por el lomo de un pato o al capítulo sobre picos y explorar las cerdas en la lengua de un pájaro carpintero que le ayudan a capturar insectos dentro de los árboles.

Los últimos capítulos se centran en el vuelo — cómo las rapaces ascienden miles de metros y planean sin esfuerzo, y cómo los gansos ganan eficiencia energética volando en formaciones en V. Gibson es franca: estos capítulos son más técnicos y se enfocan en fuerzas como la sustentación y la resistencia. “La recompensa es que aprenderás algunos de los secretos del vuelo de las aves”, escribe.

El lado humano de la ciencia

“Aves de Cerca” no solo está lleno de historia natural y ciencia. En el prefacio, Gibson recuerda paseos de su infancia a lo largo del río Niágara en Ontario y un verano observando colonias reproductivas de frailecillos y araos en las Islas Farne, en la Inglaterra natal de sus padres.

En el epílogo, reflexiona sobre cómo escribió una versión anterior del libro mientras su esposa, Jeannie, enfrentaba un cáncer cerebral agresivo en 2019 y fallecía un año después, justo cuando el mundo cerraba por la pandemia de Covid-19. Sin poder visitar a amigos y familiares en Canadá — ni recibirlos en Boston — Gibson encontró consuelo explorando los espacios verdes locales, como Jamaica Pond y el Arnold Arboretum.

En los días difíciles, “salía a caminar, veía algo — un martín pescador soltando su risa grave desde una rama sobre el estanque Leverett, un pato real nadando en Jamaica Pond o un halcón girando sobre mí — y me detenía asombrada y pensaba: Oh, qué maravilla, me encanta ver eso. Y por ese instante, la tristeza desaparecía.”

Al volver al manuscrito, notó que le faltaba algo fundamental. “Tenía toda la ciencia, pero sentí que era demasiado parecido a un libro de texto”, contó. Consultó con amigos, colegas y una editora que ayudó a convertir “ese manuscrito tipo libro de texto en algo que la gente disfrutaría leyendo.”

La combinación de lo científico y lo personal fue lo que más llamó la atención de Scott Edwards, profesor de biología organismal y evolutiva en la Universidad de Harvard.

“Eso es la ciencia”, afirma Edwards. “La ciencia la hacen personas. No podemos transformarnos en seres ultra objetivos cuando somos científicos. Llevamos a la ciencia todo lo que somos.”

También elogia la claridad de la escritura y las ilustraciones, que “eliminan todo el ruido y van directo al corazón del mensaje.” Planea utilizar el libro en su curso sobre aves en Harvard.

“Aves de Cerca” saldrá a la venta el 5 de mayo. Gibson tiene previsto presentar el libro en el Museo MIT el 6 de mayo. También participará en otros eventos; la lista completa está disponible en el sitio web del libro. Reflexiona sobre el alcance de su obra:

“Parte de ello era mi propio sentido de asombro y maravilla. No podía creer las cosas que descubrí sobre las aves”, dice Gibson. “Creo que muchos observadores de aves se dedican a lo que llaman 'listar' — ver muchas especies y llevar una cuenta de cuántas diferentes han visto. Eso está bien, si es lo que quieres hacer. Pero este libro es realmente una manera diferente de mirar a las aves.”