Colibríes machos desarrollan picos como armas para el combate, revela una investigación

La morfología del pico en los colibríes ha sido tradicionalmente interpretada como una adaptación a la alimentación, pero un nuevo estudio publicado en la Revista de Biología Experimental (Journal of Experimental Biology) revela que, en el caso del ermitaño verde (Phaethornis guy), la forma y estructura de dicha parte del cuerpo en los machos va mucho más allá de la obtención de néctar.

Utilizando modelos tridimensionales y análisis de elementos finitos, los investigadores demostraron que los ejemplares masculinos de esta especie presentan un pico más recto, largo y con una punta afilada en forma de daga que les otorga ventajas biomecánicas durante los combates por territorio en los leks, es decir, los lugares de exhibición y apareamiento.

El dimorfismo sexual en los picos de los colibríes ha sido documentado en numerosas especies, con diferencias que suelen atribuirse a la partición de recursos alimenticios entre género masculino y femenino, sin embargo, en el clado de los ermitaños (Phaethornithinae), los machos tienden a tener picos más largos y menos curvos que las hembras, una inversión del patrón habitual.

Como ya se mencionó, en el caso del ermitaño verde, los machos no solo poseen picos más largos, sino que la punta de su maxila se transforma en una característica que, según los autores, podría considerarse un arma seleccionada intrasexualmente.

¿En qué consistió el estudio?

Publicado por Felipe Garzón-Agudelo, Lucas Mansfield, Kevin Epperly y Alejandro Rico-Guevara, el estudio se propuso evaluar si la “armamentización”, previamente observada en el ermitaño de pico largo (Phaethornis longirostris), es un rasgo exclusivo de esa especie o si se extiende a otros ermitaños grandes que practican el lek, denominado también asamblea de cortejo por la Universidad Autónoma de Tlaxcala.

Para ello, los investigadores analizaron ocho machos y ocho hembras adultos de Phaethornis guy provenientes de la colección de ornitología del Museo Burke, en Seattle, asegurando que todos los ejemplares tuvieran picos bien conservados y sin daños.

La obtención de modelos tridimensionales de alta resolución se realizó mediante fotogrametría digital, utilizando seis cámaras Sony α7R y un protocolo que permitió capturar al menos 480 imágenes por espécimen. El procesamiento de estos datos permitió reconstruir la geometría exacta de los picos, con una resolución de 0,1 milímetros, y facilitó la medición precisa de variables como la curvatura, longitud, superficie y, especialmente, la agudeza de la punta.

Los colibríes machos son más eficientes al atacar

El análisis morfométrico reveló diferencias significativas entre sexos, siendo los machos quienes presentaron picos más rectos, largos y con una superficie mayor que las hembras. Sumado a ello, la agudeza de la punta, medida tanto por el cociente de áreas superficiales en los milímetros distales como por el ángulo incluido en dicha zona, fue considerablemente mayor en los ejemplares masculinos.

En concreto, el ángulo incluido en la punta fue 69% menor en los machos, lo que indica una punta mucho más afilada, mientras que el índice de agudeza fue 16% superior respecto a las hembras. Además, la longitud del arco y la superficie externa del pico también fueron mayores en los machos, aunque estas diferencias fueron menos marcadas.

Para evaluar el desempeño biomecánico durante el comportamiento de apuñalamiento, los autores recurrieron a modelos de tomografía computarizada (CT) de un macho y una hembra representativos de los extremos morfológicos observados, los cuales se sometieron a simulaciones de cargas axiales, tanto horizontales como paralelas al eje del pico, replicando las fuerzas que se ejercen durante los combates en el lek, donde los machos se enfrentan y pueden llegar a apuñalar a sus rivales en la garganta.

En la simulación escalada, el pico masculino requirió 52,4% menos energía para deformarse, lo que indica una mayor rigidez y eficiencia en la transmisión de fuerzas de apuñalamiento. Además, el riesgo de fractura fue menor, con una tensión de von Mises promedio ponderada por malla que se redujo en 39% y la tensión máxima en 17,5% respecto al pico femenino.

En contraste, cuando la carga se aplicó en paralelo al eje del pico, el desempeño fue similar entre machos y hembras, con diferencias menores al 10%. Ambos sexos mostraron una resistencia comparable al pandeo bajo ambos ángulos de carga, con variaciones en torno al 10%.

No obstante, los machos no experimentaron una pérdida significativa de desempeño al variar el ángulo de apuñalamiento, lo que permitió concluir que la forma de su pico les permite atacar con mayor flexibilidad y menor precisión durante los combates.

Qué significa esto para la evolución de los colibríes

El estudio también plantea que la posición de los machos en el espacio morfológico del pico podría reflejar su estrategia reproductiva en el lek. Los machos territoriales, que defienden perchas dentro de la asamblea de cortejo, tienden a tener picos más rectos y dagas más pronunciadas, mientras que los “flotadores” no territoriales presentan morfologías intermedias, más cercanas a las hembras.

Desde el punto de vista evolutivo, los hallazgos respaldan la hipótesis de que la selección intrasexual, es decir, la competencia entre machos por el acceso a hembras y territorios, ha desempeñado un papel relevante en la evolución del dimorfismo sexual en la especie.

En tanto, el uso de modelos tridimensionales y análisis de elementos finitos representa una innovación metodológica en el estudio de la morfología aviar, pues aunque dichas técnicas se han empleado para analizar la función del pico en la alimentación y excavación de cavidades en otras aves, esta investigación constituye la primera aplicación dirigida a explorar preguntas sobre selección sexual y armamento en aves.

Los autores destacan que, si bien se utilizaron propiedades materiales homogéneas para aislar el efecto de la forma, la elasticidad del pico podría variar a lo largo de su longitud y entre sexos, lo que abre nuevas líneas de investigación sobre la relación entre rigidez, eficiencia alimenticia y desempeño en combate.

El trabajo también plantea que la evolución de picos afilados en los machos podría estar limitada en las hembras por el riesgo de dañar a los polluelos durante la alimentación, aunque no se descarta que en especies con territorialidad alimentaria femenina, ellas puedan desarrollar adaptaciones similares para la defensa del nido.

La rareza de armas en aves suele atribuirse al alto costo energético del vuelo, pero la existencia de picos armados en colibríes indica que tales rasgos pueden evolucionar como modificaciones sutiles de estructuras preexistentes, sin incrementar el gasto energético.