miércoles, 11 de junio de 2014

Gastornis no era carnívora

Las aves terrestres gigantes son muy emblemáticas, especialmente aquellas que se encuentran extintas, pues sus formas nos resultan desconocidas y por lo tanto, interesantes. Estas aves se encuentran repartidas en varias ramas del árbol evolutivo aviar, pero se concentran en las ramas bajas (primitivas). ¿Qué paleofriki no ha leído sobre ellas? Típicamente tenemos patos del terror en Australia, Moas en Nueva Zelanda, pájaros elefante en Madagascar, aves del terror en Sudamérica y a la primer ave gigante, Gastornis en el Paleoceno-Eoceno de Europa y Norteamérica.

Una Gastornis se pasea por un bosque de Alemania mientras el pequeño Darwinius masillae se esconde tras un tronco. Arte por Esther van Hulsen.

Gastornis, también conocida con el nombre no válido de Diatryma, fue un ave de hasta 2 m de altura y unos 175 Kg y generalmente se acepta que era carnívora. Existen incontables reconstrucciones de esta ave destrozando pequeños ungulados herbívoros, especialmente paleotéridos (parientes extintos de los caballos). Pero ¿podría esta imagen estar en un error? Un artículo recientemente publicado nos indica que efectivamente, la imagen de Gastornis como una carnívora está en un error.

Gastornis dando caza a un paleotérido. Arte del maestro John Sibbick.

Y no crean que a mi no me destrozaron la infancia, yo también estaba atónito ante tal avance. Pero resulta que este artículo (véase la referencia al final de este texto) no era el primero en proponer esta idea, pero si es el primero en ser extremadamente convincente al respecto, pues se vale de dos fuentes de evidencia para romper los sueños de todos los amantes de las "Diatrymas" asesinas: la anatomía funcional y los isótopos estables.

Primera página del artículo en cuestión.

Les cuento qué hicieron los autores del trabajo. Para la parte de anatomía disectaron cráneos de aves carnívoras y herbívoras modernas para obtener el músculo aductor de la mandíbula (el encargado de cerrarla). A este músculo se le sometió a un tratamiento químico y luego se obtuvo el área de sección transversa fisiológica, que es es el área perpendicular a las fibras musculares en su punto más ancho. Esto sirvió para identificar dos grupos de aves según su dieta y musculatura. Las aves herbívoras tenían músculos aductores más poderosos, mientras que las aves carnívoras tenían unos muy débiles. Esto se debe a que las vegetarianas usan sus mandíbulas para aplastar vegetación y semillas, mientras que las carnívoras usan sus picos para jalar y arrancar trozos de carne.

Izquierda, gráfico de comparación del músculo aductor de las mandíbulas de aves carnívoras y herbívoras, note la separación entre esos grupos de aves (tomado de Angst et al. 2014). En medio, esquema de dos medidas musculares diferentes, en verde el área transversa fisiológica (PCSA) y en azul, el área transversa anatómica (ACSA). Derecha, cráneo de ave con la musculatura aductora en rojo (modificado de Sustaita, 2007 [Musculoskeletal underpinnings to differences in killing behavior between North American accipiters (Falconiformes: Accipitridae) and falcons (Falconidae)]).

Los investigadores compararon entonces a Gastornis con otras aves para conocer si tenía mandíbulas de carnívora o herbívora y encontraron que su morfología era la de una vegetariana, específicamente la de una comedora de semillas. Los autores del artículo señalan algo importante, que en los yacimientos del Paleoceno de Francia donde se encuentra Gastornis, también se encuentran grandes concentraciones de plantas productoras de semillas grandes y robustas. El hecho de que esta ave gigante tenga una anatomía apta para consumir semillas no implica que necesariamente las comiera ¿o si? Aquí entra en juego la segunda fuente de evidencias.

Comparación del área de inserción (rojo) en la mandíbula inferior de los músculos aductores del gavilán aliancho (Buteo platypterus) [arriba, izquierda], del pinzón terrestre grande (Geospiza magnirostris) [arriba, derecha] y de Gastornis (abajo). En el cuadro se muestra un acercamiento de la zona de inserción que muestra una costilla inusualmente grande. Barras de escala a 1 cm. Modificado de Angst et al. (2014).

La segunda parte del artículo es sobre isótopos estables. Un isótopo es una forma alternativa de un elemento. Explico, todos los átomos están compuestos de tres partículas, electrones, protones y neutrones. Los primeros se encuentran en la nube electrónica (como planetas orbitando una estrella) y son responsables de las propiedades químicas de un elemento. El resto de las partículas se encuentran en el núcleo (la estrella en nuestra analogía) y son responsables de mantener la estabilidad del elemento. Más o menos protones desestabilizan la nube electrónica y transforman el elemento en otro. Pero dado que los neutrones no afectan directamente el número de electrones, su número en los núcleos atómicos puede variar; estos son los isótopos, elementos con diferencias en el número de neutrones y los estables no se transforman en otros con el paso del tiempo, ni emiten radiación. Los isótopos no son rarezas, todos los elementos son una u otra forma isotópica. 

Isótopos del hidrógeno.

Los isótopos estables aportan información valiosa del pasado. Los de oxígeno nos dicen mucho sobre el clima, los de hidrógeno sobre precipitación, los de nitrógeno sobre nivel trófico y los de carbono sobre la dieta. Sus usos y tipos no están limitados a estos que menciono, pero son los más frecuentes. Los autores del estudio compararon la firma de carbono de Gastornis contra aquella de mamíferos herbívoros de los mismos yacimientos y con la del avestruz. Los resultados arrojan dos posibilidades: esta ave se alimentaba exclusivamente de criaturas que consumían únicamente plantas C4 como pastos y palmeras o bien, era una vegetariana. El primer escenario fue descartado por los autores debido a que los ecosistemas con abundancia de pastizales evolucionarían hasta el Oligoceno.

Datos isotópicos reportados por Angst et al. (2014). Lo sombreado en gris representa los valores de las plantas locales. Los diamantes negros representan el rango de Gastornis si es una vegetariana. Los diamantes blancos su rango si fuera carnívora. Los triángulos negros representan los valores de los mamíferos herbívoros contemporáneos a Gastornis. Los sitios muestreados aparecen en cuadros a la izquierda. n= número de individuos muestreados.

Pero no todo es miel sobre hojuelas. Pues el artículo tiene unos "detallitos" que me hacen dudar de la parte isotópica. Los enumero.

1.- Los autores usan como fuente de isótopos huesos, cuando los "isotoperos" sabemos desde 1982 que los huesos no son fiables. Y uno desconfía de los huesos porque resulta que se modifican mucho con la fosilización y pueden reemplazar sus cristales originales de hidroxiapatito con calcita inorgánica, dando como resultado una firma de carbono que poco o nada tiene que ver con la del animal. El esmalte dental en cambio, conserva con mayor fidelidad la firma isotópica original (de ahí que usemos más este tejido que otros).

2.- Los autores usaron pruebas tafonómicas insuficientes para corroborar que los huesos no se encontraran reemplazados por carbonatos inorgánicos. Esto es importantísimo, pues al usar huesos se corre el riesgo de tener isótopos "equivocados". Y al no hacer pruebas suficientes, uno debe desconfiar mucho de las conclusiones obtenidas mediante análisis isotópico. Lo que si hicieron fue medir la cantidad de carbonatos y coincide con los valores de tejidos modernos... pero ¿y si el reemplazo de carbonato es similar al del hueso original y se produce una cantidad de carbonato similar, pero distinta en composición isotópica?

3.- Los huesos sólo son válidos como fuente de carbono si proceden del Cuaternario (Pleistoceno-Holoceno). La excepción a la regla es cuando se aplican pruebas tafonómicas que confirman que los susodichos no han sufrido transformaciones químicas importantes. Pero obviando esto, tenemos otra dificultad: entre más atrás en el tiempo, menos fiables son las comparaciones que podamos hacer. Esto se debe a que desconocemos las tasas de fraccionamiento (asimilación diferencial de isótopos) para grupos de organismos antiguos y sin parientes vivos. Además de que desconocemos si las plantas asimilaban de la misma forma el carbono isotópico. Hacer la extrapolación así como así resulta en un riesgo monumental que yo compararía a leer las cartas. Y es por esto que la "magia" de los isótopos (como dijo un malhumorado colega) no funciona con los poderosos dinosaurios.

4.- Los autores compararon a diestra y siniestra firmas no comparables. Resulta ser que hicieron comparaciones entre la firma de carbono de los huesos de Gastornis vs el esmalte y/o dentina de dientes de mamíferos vegetarianos contemporáneos, pero también con cáscaras de huevo de avestruz. Los "isotoperos" tenemos bien claro que no todas las fuentes de carbono orgánico son iguales, pues "absorben" de forma diferente el carbono de la dieta. Para generar el esmalte, los bichos vegetarianos toman carbono que compone la parte fibrosa de las plantas que comen... pero para construir los cristales cálcicos de otros tejidos (dentina, hueso y cáscaras de huevo) toman el elemento tanto de la parte fibrosa como de la parte protéica. El resultado es que en un mismo organismo podemos encontrar diferencias importantes entre el carbono isotópico del esmalte, del de los otros tejidos. Y lo que es más, la parte mineral de estos tejidos es distinta no sólo en estructura, sino ¡en composición!

5.- Para todos estos problemas se ofrecen justificaciones muy pobres. Y no es que yo sea el ser más remilgoso del planeta, pero si me hubieran pasado ese artículo para fungir como revisor del mismo (si cómo no jaja), simplemente les hubiera pedido mil y una explicaciones y pruebas tafonómicas, además claro de sugerir alguna que otra prueba. No me malentienda lector, no me estoy elevando de más, simplemente digo que el artículo tiene demasiados "detalles" isotópicos como para dejarlo pasar así nada más.

Aquí no quiero señalar a nadie, pero o es culpa del editor de la revista por no enviar el trabajo con "isotoperos" filosos y malvados (para que hicieran las observaciones pertinentes), o es culpa de los revisores por no preguntar/informarse o dejar pasar detalles por alguna razón o, pudiera ser culpa de los autores por apresurarse y no considerar relevantes los detalles teóricos del análisis isotópico. Otras posibilidades incluyen que los revisores decidieran eliminar del artículo las partes justificatorias por ser "obvias" o del editor por mandar estas partes como material suplementario (pero no hay ningún material de este tipo con el artículo).

El cómodo y obeso autor de estas líneas busca culpables a sus dudas... alguien dele una bofetada por favor.

Este artículo es muy interesante, pues combina dos aproximaciones distintas (llegando a la misma conclusión) y porque corrobora lo que otros habían propuesto (tampoco es que hayan descubierto le hilo negro, sino que estamos poco informados de mucho). Sin duda resulta una lectura polémica y mordaz, pero blande argumentos importantes que convencen de que Gastornis era en realidad una gigantesca vegetariana, algo que no debería sorprender si consideramos que a) era el vertebrado más grande de su ecosistema y ese lugar está ocupado casi siempre por vegetarianos (tanto hoy como en el pasado), b) que la inmensa mayoría de las aves no voladoras gigantes fueron herbívoras (y aún lo son) y finalmente c) que sus potenciales presas eran pequeñas escurridizas y/o arborícolas y esta ave no era precisamente la esbelta más ágil de todas las gigantes no voladoras.

La imagen moderna de Gastornis. Arte por Mattmart.

Por mi parte (y aunque albergo dudas metodológicas/teóricas particulares), quedo convencido (por ahora) que Gastornis era una "cascanueces" apacible y muy, muy interesante.

FUENTE PRINCIPAL:
Angst, D., Lécuyer, C., Amiot, R., Buffetaut, E., Fourel, F., Martineau, F., ... & Herrel, A. (2014). Isotopic and anatomical evidence of an herbivorous diet in the Early Tertiary giant bird Gastornis. Implications for the structure of Paleocene terrestrial ecosystems. Naturwissenschaften, 101(4), 313-322.

21 comentarios:

  1. Passs, listo, la bofetada.
    Necesitaré terapia para recuperarme de esta noticia.
    HOMERO.

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    1. Jejejeje... gracias.

      Si, es un poco perturbador ver una leyenda de la infancia volverse un "pinzonsote" no volador.

      Pero es bueno saber con mayor precisión qué sucedía en realidad.

      SALUDOS :D

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  2. Hasta aquí llegaron mis años de idolatrar al Gastornis como el super depredador del Eoceno, pero tiene más sentido que sea vegetariana, en fin. Buen artículo. :)

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    1. Así es, ni modo... yo también pertenecía al club de fans de la asesina... una lástima, pero que bueno que ahora sepamos más del animal y su vida real.

      SALUDOS :D

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  3. Jair peña Serrano11 de junio de 2014, 21:47

    Mi infancia quedo arruinada.. ahora veremos los caballitos pastando placidamente con ellas... desde ahora en adelante..!!! jejee saludos.. Desde El valle del mamut...!! Cd. Mendoza, Veracruz. mexico.

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    1. Hola, hola...

      Así es, ahora es la "amiguita" de los caballitos jeje, ni modo.

      SALUDOS desde Morelia :D

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  4. Bueno, no me sorprende tanto a mí, porque desde hace un tiempo había oído la misma idea para Dromornis (por ejemplo, son aves con picos grandes pero no en forma de gancho, con garras redondeadas y de constitución pesada) y que por extensión, Gastornis también sería un vegetariano o al menos omnívoro, aunque en principio la idea no me gustaba mucho. Como dices, lo bueno es que ahora hay más evidencia, aunque la parte isotópica sea cuestionable (se nota que eres un "hacha" para estos temas, ¿no?) En cualquier caso, seguimos contando con las aves del terror. :)

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    1. Hola, si, desde 1992 se propuso seriamente el asunto.

      La razón por la cuál ando de "hacha" es porque estoy haciendo mi doctorado con isótopos estables y paleodietas jeje...

      Y si, nos quedan las aves del terror... esperemos que no nos sorprendan.

      SALUDOS :D

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    2. Ya veo, he notado que la evidencia de isótopos ha sido usada para diversos propósitos, desde reconstruir la ecología de Toxodon o evaluar la temperatura de terópodos, sería interesante si comentaras al respecto, si te es posible.

      A propósito de aves carnívoras, de todas formas en el Eoceno europeo está Eleutherornis, ¿no? Sería interesante ver eso, un duelo de aves gigantes. Por cierto que Matt Martyniuk, el autor de la recosntrucción más reciente comentó que existe la idea de que ¡Gastornis pudo ser un ave del terror herbívora! : http://mattmart.deviantart.com/art/Diatryma-gigantea-431613434

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    3. Hola Julián.

      Eventualmente hablaré más sobre los isótopos. Al ser mi campo de estudio formal, como que no dan muchas ganas de escribir más de ello, pero trataré.

      Así es, durante el Eoceno aparecería Eleutherornis cotei.

      Sobre si era un ave del terror... hasta ahora no hay nada que lo sugiera, esperemos a ver si sale algún artículo al respecto.

      SALUDOS :D

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  5. entonces ¿cual era el superdepredador del ecosistema? la gastornis era pesada y tal ves lenta y paso lo mismo con el dodo : grande y gordo por que no habia depredadores.
    y su pariente el Zhongyuanus tambien debio ser herbivoro por su gran pico no ganchudo.
    SALUDOS

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    1. Hola Pablo.

      De hecho no hay superdepreadores en el Paleoceno europeo y Gastornis era la candidata. Puede ser que los cocodrilos y crocodilomorfos cubrieran ese rol.

      Zhongyuanus no es válida, es una Gastornis asiática :(

      SALUDOS :D

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  6. Hola Roberto, la verdad quede impactado con esta noticia, la imagen del Gastornis que vi cuando era niño en caminando con criaturas prehistóricas de la BBC quedo destruida jajajajajajaja pero aun tenemos a Kelenquen guillermoi jejeje aunque aun no estoy del todo convencido. Quisiera preguntarte sobre ese Gastornis asiático, porque que yo sepa solo se las ha descubierto en Norteamérica y Europa en que país y cuando lo descubrieron? vivía en un ecosistema similar al de las Gastornis europeas? y era igual de grande?

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    1. Hola Hugo.

      Si, la imagen será difícil de borrar para muchos de nosotros.

      El Gastornis asiático se llama "Zhongyuanus xichuanensis", que ahora se llama Gastornis xichuaensis.

      El género aparece en Europa durante el Paleoceno y para el Eoceno había llegado a Norteamérica y Asia. ¿Cómo llegó a Norteamérica? Vía Atlántico norte. ¿Cómo llegó a Asia? Aún se discute si vía Bering o vía Europa. Eran gigantes, pero no tan grandes, al rededor de 1.5-1.7 m de altura.

      La de China se describió en 1980 y se reasignó a Gastornis en 2013 (Buffetaut, E. (2013). The giant bird Gastornis in Asia: A revision of Zhongyuanus xichuanensis Hou, 1980, from the Early Eocene of China. Paleontological Journal, 47(11), 1302-1307.).

      El ambiente Paleocénico era insular o mejor dicho: de tipo archipiélago boscoso tropical. Para el Eoceno aún quedaban bosques tropicales y era ahí donde vivían estas aves. Cuando estos bosques desaparecieron, también estas aves. ¿Curioso si fueran carnívoras no? Pero obvio si eran vegetarianas comedoras de semillas y frutos.

      Y creo que es todo lo que me pediste. Si tienes más dudas, escríbeme :D

      SALUDOS :)

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  7. Se podria decir entonces que en el paleoceno tras la extincion de los dinosaurios los superdepredadores aun eran los reptiles como la titanoboa?

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    1. Hola.

      Si, podría decirse, pero no hay que olvidar a los crocodilomorfos que aún existían.

      SALUDOS

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  8. Sos obeso? jaja, fue lo que mas me hizo reír del articulo. Pero volviendo al tema, si, infancia destruida, pero la verdad si tiene sentido. Grande, lenta, no creo que corriera rápido...

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    1. Hola

      Bueno, en realidad no soy obeso, pero era parte del chiste, que el admin de este blog luce así: http://img1.wikia.nocookie.net/__cb20120927001426/inciclopedia/images/1/1b/Gordo_Friki.jpeg

      SALUDOS :D

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    2. Ahh! El gordo friki granudo, es un meme popular jeje

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  9. A mi si me gustó que la Gastornis haya terminado siendo vegetariana, hacía falta un Ave prehistórica vegetariana de gran tamaño así de imponente (sobretodo por sus patas y su craneo), lo que sí no soportaría es que encontraran un Félido que se hubiera vuelto vegetariano así como el Panda, bueno supongo que sería muy dificil que pasara jejeje

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    1. Hola

      Si, Gastornis vegetariana da una imagen más realista del ecosistema y menos "dramática".

      Sobre el félido, sería muy difícil ya que a diferencia de los osos, son hipercarnívoros.

      Saludos. :D

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