Los murciélagos son los únicos mamíferos que han logrado vuelos con motor y aleteo. Aunque los murciélagos vuelan, su anatomía está más estrechamente relacionada con los humanos que con las aves. Para poder entender cómo vuelan los murciélagos, primero debemos considerar la anatomía de sus alas.
Las alas de murciélago son altamente articuladas, con más de dos docenas de articulaciones independientes y una membrana delgada y flexible que las cubre. Sus alas son similares en estructura al brazo y la mano humanos como se muestra en la imagen.
Los huesos de la mano y los cuatro dedos son muy alargados, ligeros y delgados para proporcionar soporte y manipular la membrana alar que se llama patagium. El segundo dígito, las partes proximales del tercer dígito y el dactylopatagium medius componen el borde delantero del viento, que generalmente es rígido, mientras que el tercer dedo forma la punta del ala. En cuanto al borde de fuga del ala, no está soportado. Esta configuración de las alas sirve como una especie de velamen delgado con camber muy alto, lo que permite al murciélago volar bien en condiciones de baja velocidad y alta elevación.
Por lo tanto, el patagium, que solo puede soportar cargas de tracción, consta de dos capas delgadas de piel con nervios, tendones y vasos sanguíneos de alta densidad. Las fibras elásticas dentro de la patagonia aumentan la flexibilidad y pueden almacenar energía. Un dato interesante sobre el patagium es que está libre de pieles y los científicos creen que esta adaptación es para facilitar el flujo de aire.
El vuelo de murciélagos se considera una de las formas más complejas de locomoción, que implica la interacción de un esqueleto de alas altamente articulado y una membrana extremadamente flexible. Los murciélagos tienen músculos únicos en la patagonia, el pecho y la espalda para alimentar el ala durante el vuelo.
Para rastrear con precisión la posición y la forma de los huesos a lo largo de la carrera del ala, los investigadores han colocado marcadores reflectantes en las articulaciones, a lo largo de los huesos y en puntos clave de la membrana del ala.
A diferencia de las aves y los insectos que pueden doblar y rotar sus alas durante el vuelo, los murciélagos tienen muchas más opciones. Su piel flexible puede atrapar el aire y generar elevación o reducir la resistencia de muchas maneras diferentes. Durante el vuelo directo, el ala se extiende principalmente para el golpe hacia abajo, pero la superficie del ala se curva mucho más que la de un pájaro, lo que le da a los murciélagos una mayor elevación para obtener menos energía. Durante el movimiento hacia arriba, los murciélagos doblan las alas mucho más cerca de sus cuerpos que otros animales voladores, reduciendo potencialmente el arrastre que experimentan. La extraordinaria flexibilidad del ala también permite a los animales hacer giros de 180 grados en una distancia de menos de media envergadura. Esta flexibilidad puede ser fundamental para el vuelo quiroptés, lo que permite una mayor generación de elevación junto con la reducción de peso. Durante el aleteo, las alas empujan contra el aire remando al murciélago a través del aire. El movimiento hacia adelante se genera porque el animal cambia el ángulo en el que las alas pasan por el aire, y la forma de las alas, en los trazos hacia arriba y hacia abajo. Por lo tanto, el ala es ancha contra el aire en el golpe hacia abajo, pero inclinada para deslizarse a través de ella con la mínima resistencia en el golpe hacia arriba.
Según las observaciones realizadas, la aerodinámica de los golpes del murciélago es bastante diferente de la de las aves y los insectos. Durante el movimiento hacia abajo, el vórtice que genera mucho más de la elevación en el vuelo de alas aleteadas, rastrea de cerca la punta del ala del animal. En el movimiento hacia arriba, el vórtice parece desprenderse de otra ubicación por completo, tal vez de la articulación de la muñeca del animal.
Este patrón inusual es probablemente el resultado de la tremenda flexibilidad y articulación de las alas del murciélago, pero también parece contribuir a un ahorro sustancial en la energía que gasta el animal.
A lo largo de los experimentos realizados para descifrar el mecanismo de vuelo de los murciélagos, los investigadores también han notado diferencias distintivas entre los murciélagos y las aves. En lugar de que las plumas se proyecten hacia atrás de los huesos ligeros y fusionados del brazo y la mano, los murciélagos tienen membranas flexibles y elásticas que se estiran entre los huesos delgados y especialmente extendidos de la mano. Además, los huesos de murciélago y la membrana de las alas cambian de forma con cada latido del ala, flexionándose en respuesta a las fuerzas de equilibrio aplicadas por los músculos y las fuerzas competidoras debido al movimiento del aire a su alrededor.
Además, a diferencia de las alas de pájaro, la membrana de alas de murciélago debe mantenerse bajo tensión o de lo contrario se agitará inútilmente. Como tal, hay límites a cuánto se puede plegar el ala durante el vuelo. Por último, durante la subida, las aves despliegan sus alas, pero los murciélagos deben hacer algo diferente y, finalmente, han desarrollado una trayectoria de alas retorcidas que aumenta la elevación durante la subida.
Finalmente, un punto importante sobre las alas de los murciélagos es que no están diseñadas para despegar y para despegar, tienen que caer desde un lugar alto. Esta característica de las alas de murciélago podría ser la razón por la que los murciélagos duermen boca abajo. Para poder dormir boca abajo todo el día sin usar energía adicional, los murciélagos han desarrollado un mecanismo de sujeción en sus garras traseras que se basa en la gravedad.