I pipistrelli sono gli unici mammiferi che hanno raggiunto alimentato, flapping voli. Sebbene i pipistrelli volino, la loro anatomia è più strettamente correlata agli esseri umani che agli uccelli. Per essere in grado di capire come volano i pipistrelli, dobbiamo prima considerare l’anatomia delle loro ali.
Le ali di pipistrello sono altamente articolate, con più di due dozzine di giunti indipendenti e una sottile membrana flessibile che le copre. Le loro ali sono simili nella struttura al braccio umano e alla mano come mostrato nell’immagine.
Le ossa della mano e le quattro dita sono notevolmente allungate, leggere e sottili per fornire supporto e per manipolare la membrana alare che è chiamata patagium. La seconda cifra, le parti prossimali della terza cifra e il dactylopatagium medius compongono il bordo anteriore del vento che è solitamente rigido mentre il terzo dito forma la punta dell’ala. Per quanto riguarda il bordo di uscita dell’ala, non è supportato. Questo set up delle ali serve come una sorta di profilo sottile con camber molto alto, permettendo al pipistrello di volare bene a bassa velocità, condizioni di alta portanza.
Pertanto, il patagio, che può sopportare solo carichi di trazione, è costituito da due sottili strati di pelle con nervi, tendini e vasi sanguigni ad alta densità. Le fibre elastiche all’interno del patagium aumentano la flessibilità e possono immagazzinare energia. Un fatto interessante circa il patagium è che è privo di pelliccia e gli scienziati ritengono che questo adattamento è quello di facilitare il flusso d’aria.
Il volo Bat è considerato una delle forme più complesse di locomozione, che coinvolge l’interazione di uno scheletro alare altamente snodato e una membrana estremamente flessibile. I pipistrelli hanno muscoli unici nel patagium, petto e schiena per alimentare l’ala durante il volo.
Per tracciare con precisione la posizione e la forma delle ossa durante la corsa dell’ala, i ricercatori hanno posizionato marcatori riflettenti sulle articolazioni, lungo le ossa e nei punti chiave della membrana dell’ala.
A differenza degli uccelli e degli insetti che possono piegare e ruotare le ali durante il volo, i pipistrelli hanno molte più opzioni. La loro pelle flessibile può prendere l’aria e generare ascensore o ridurre la resistenza in molti modi diversi. Durante il volo diretto, l’ala è per lo più estesa per la corsa verso il basso, ma la superficie dell’ala curva molto più di quella di un uccello-dando ai pipistrelli una maggiore portanza per meno energia. Durante la corsa verso l’alto, i pipistrelli piegano le ali molto più vicino ai loro corpi rispetto ad altri animali volanti, riducendo potenzialmente la resistenza che sperimentano. La flessibilità straordinaria dell’ala inoltre permette che gli animali facciano i giri di 180 gradi in una distanza di meno di mezza apertura alare. Questa flessibilità può essere fondamentale per il volo chiropteo, consentendo una maggiore generazione di ascensori e una riduzione del peso. Durante sbattere, le ali spinge contro l’aria remando il pipistrello attraverso l’aria. Il movimento in avanti viene generato perché l’animale cambia l’angolo in cui le ali passano attraverso l’aria e la forma delle ali, sui tratti su e giù. Quindi l’ala è ampia contro l’aria sulla corsa verso il basso ma inclinata per scivolare attraverso di essa con il minimo di resistenza sulla corsa verso l’alto.
Secondo le osservazioni fatte, l’aerodinamica dei colpi del pipistrello è molto diversa da quella degli uccelli e degli insetti. Durante la corsa verso il basso, il vortice che genera molto più dell’ascensore nel volo delle ali, segue da vicino la punta alare dell’animale. Nella corsa verso l’alto, il vortice sembra essere sparso da un’altra posizione interamente, forse dall’articolazione del polso dell’animale.
Questo insolito schema deriva molto probabilmente dall’enorme flessibilità e articolazione delle ali del pipistrello, ma sembra anche contribuire a un notevole risparmio di energia che l’animale spende.
Durante gli esperimenti fatti per decifrare il meccanismo di volo dei pipistrelli, i ricercatori hanno anche notato differenze distinte tra pipistrelli e uccelli. Invece di piume sporgenti indietro da leggero, fuso ossa del braccio e della mano,pipistrelli hanno flessibile, membrane elastiche che si estendono tra appositamente esteso, ossa sottili della mano. Inoltre, le ossa del pipistrello e la membrana dell’ala cambiano forma ad ogni battito dell’ala, flettendo in risposta alle forze di equilibrio applicate dai muscoli e alle forze concorrenti a causa del movimento dell’aria intorno a loro.
Inoltre, a differenza delle ali di uccello, la membrana delle ali di pipistrello deve essere tenuta sotto tensione altrimenti sbatterà inutilmente. Come tale, ci sono limiti a quanto l’ala può essere piegata durante il volo. Infine, durante upstroke, uccelli piuma loro ali, ma pipistrelli devono fare qualcosa di diverso e alla fine hanno sviluppato un percorso ala torsione che aumenta l’ascensore durante la upstroke.
Infine, un punto importante sulle ali dei pipistrelli è che non sono progettati per decollare e per decollare devono cadere da una posizione elevata. Questa caratteristica delle ali di pipistrello potrebbe essere il motivo per cui i pipistrelli dormono a testa in giù. Per essere in grado di dormire a testa in giù tutto il giorno senza utilizzare alcuna energia supplementare, pipistrelli hanno sviluppato un meccanismo di morsetto nei loro artigli posteriori che si basa sulla gravità.