Biomechanical and ecological relationships of wing morphology of eight Chilean bats

CANALS M, B GROSSI, J IRIARTE-DIAZ & C VELOSO

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Revista Chilena de Historia Natural
M CANALS B GROSSI J IRIARTE-DIAZ C VELOSO

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article publicada [Murciélagos y edentados]

CANALS M, B GROSSI, J IRIARTE-DIAZ & C VELOSO (2005) Biomechanical and ecological relationships of wing morphology of eight Chilean bats. Revista Chilena de Historia Natural 78 (2): 215-227.


Abstract

In this study we compared the wing morphology of eight species of bats inhabiting Chile, including two previous studied species. We correlated the results with ecological information. Aspect ratio, wing span, wing area, wing loading and the second moment of area of humerus midshaft were estimated for the molossid Mormopterus kalinowskii, the phyllostomidae Desmodus rotundus and the vespertilionids Histiotus montanus, Histiotus macrotus, Lasiurus borealis, and Lasiurus cinereus. The free-tailed bats T. brasiliensis and M. kalinowskii and D. rotundus, without uropatagyum, showed a low wing area, but whilst the molossids showed large aspect ratios, that of D. rotundus was only moderate. Desmodus rotundus showed the lowest wing span (relative to the expected one) and the largest wing loading. The second moment of area of the humerus midshaft of M. chiloensis is lower than the expected values from the allometric predictions, suggesting poorer resistance to bending and torsional forces. All other vespertilionids, showed a high second moment of area of humerus. This may be explained by the highly expensive form of locomotion, especially in species with high parasite power as a consequence of their long ears. The high Ih of D. rotundus that can be explained by its high body mass which increase the torque produced by the weight and a low aspect ratio. The principal component analysis showed two orthogonal axes, the first correlated positively with the wing loading and negatively with the mass corrected wingspan and the second component with the aerodynamic efficiency parameter, AR. Four functional groups, one per quadrant, were described: (1) Desmodus rotundus, with high wing loading but low corrected wing span, was in the increased agility zone, with moderate power consumption during flight; (2) the molossids were located in the high speed flight and low total power zone, showing a high aerodynamic efficiency; (3) most of vespertilionids were in the zone of low speed but increased maneuverability, their aspect ratios and wing loading were relatively low; (4) Lasiurus cinereus was in the zone of fast speed flight and the low aspect ratio predicts an increased agility. The functional groups (2) and (3) exploit similar habitats but with different life styles, the molossids foraging in open areas at fast flight speed and the vespertilionids foraging in more wooded areas with maneuverable and slow flight. Desmodus rotundus clearly constitute a single group that may be related to flights from a far communal roost and their particular mode of locomotion.

Comparamos la morfología alar de ocho quirópteros chilenos, incluyendo dos especies previamente estudiadas. Correlacionamos los hallazgos con la información ecológica disponible. Estimamos la razón de aspecto, envergadura, la superficie, y la carga alar del molosido Mormopterus kalinowskii, el phyllostomidae Desmodus rotundus y los vespertilionidos Histiotus montanus, Histiotus macrotus, Lasiurus borealis, and Lasiurus cinereus. Los murciélagos de cola libre, T. brasiliensis, M. kalinowskii y D. rotundus, sin uropatagio, mostraron una baja superficie alar, pero mientras los molósidos mostraron alta razón de aspecto, la de D. rotundus fue solo moderada. Desmodus rotundus mostró la menor envergadura alar, relativa a su masa, y la mayor carga alar. El segundo momento del área del húmero de M. chiloensis es menor que lo esperado a partir de las predicciones alométricas, sugiriendo una pobre resistencia a la fuerzas de flexión y a la torsión. Todos los demás vespertiliónidos mostraron un alto segundo momento del área, lo que puede ser explicado por su energéticamente costosa forma de locomoción, especialmente en especias con alta potencia parásita a consecuencia de sus largas orejas. El alto Ih que mostró D. rotundus puede ser explicado por su moderada razón de aspecto y por su elevada masa corporal que incrementa el torque producido por el peso. El análisis de componentes principales mostró dos ejes, el primero asociado positivamente con la carga alar y negativamente con la envergadura alar, y el segundo con la razón de aspecto. Se pudieron reconocer cuatro grupos funcionales, uno por cada cuadrante: (1) Desmodus rotundus, con alta carga alar pero baja envergadura, ubicado en la zona de alta agilidad y vuelo rápido con consumo moderado de energía; (2) los molósidos en la zona de alta velocidad de vuelo y bajo consumo; (3) la mayoría de los vespertiliónidos en la zona de alta maniobrabilidad y baja velocidad; (4)‘L. cinereus, con alta velocidad y agilidad. Los grupos funcionales (2) y (3) explotan similares hábitat pero con diferentes formas de vida, los molósidos forrajeando en áreas abiertas a alta velocidad y los vespertiliónidos en áreas arboladas con vuelo maniobrable y lento. D. rotundus constituyó un grupo aparte relacionado con sus largos vuelos a sus sitios de descanso y su forma particular de locomoción.


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