Tu Quetzalcoatlus está mal...

Hola que tal estimados lectores, tiempo sin leernos... Ya saben, ahora que soy youtuber, soy rico y desde mi bote de oro sólido en las costas de Dubai, no hay mucho tiempo de escribir... No, ya en serio... Editar lo trae a uno como loco. Lo que haré será mejor grabar mi horrenda cara y así ya no tendré que usar tanta imagen... En fin. Hoy en un post de facebook el buen Sergio de la Rosa me preguntó algo que desencadenó en una búsqueda y análisis de lo que siempre di por hecho: la forma de la cabeza de Quetzalcoatlus northropi.

Restauración del aspecto en vida de Quetzie por el artista Nikolay Zverkov.

Resulta que casi todos estamos habituados a ver una cresta en forma de cajita en la cabeza de este bicho. Tanto así que incluso, las reconstrucciones más buenas, como esta:

Escultura/maqueta/divinidad de paleoarte, de Quetzie en tamaño real. Original de Blue Rhino Studio.

Llegan a presentar dicha cresta. Pero ¿en qué se basa? Pues en el artículo más conocido sobre la forma de la cabeza de Quetzie, de hecho, el primero en abordar el asunto y si me preguntan, el mejor:

Pasada de artículo. Cita completa al final de este artículo.

En fin. En dicho trabajo podemos ver la siguiente figura:

Esta ha sido mal interpretada de tal forma que, la cresta de cajita se volvió meme (i.e. una reproducción cultural). Pero si vemos bien la figura, notaremos que las líneas punteadas indican que esa parte no está completa y que "le falta"... De tal forma que CUALQUIER cresta en forma de cajita queda automáticamente invalidada... Como esta:

Quetzie de Maija Karala.

Y no me mal entiendan, el que algo esté mal, no lo hace automáticamente malo. Simplemente es un nuevo dato que hay que tener en cuenta. Si miramos el artículo, veremos que hay más material craneal con crestas. Veamos:

Dos cráneos con "cajita feliz". Note como en el cráneo B (TMM 41961-1) la cresta pareciera tener un foramen, porque está rota y además, podemos ver lo que le falta a la cresta del ejemplar B (TMM 41954-62), altura. Las partes en blanco seguramente son yeso (escayola) u otro material de restauración. tomado de Kellner y Langston (1996).

Y bueno, muy muy criticando, pero y entonces ¿cómo era? Bueno podemos tomar parientes cercanos para hacernos una idea, pero la verdad es que casi no conocemos cráneos de azdárquidos, por lo que algo así es lo más plausible (a falta de más evidencias).

Monstruosidad hecha por mi, basado en el trabajo de Kellner y Langston.

Lo curioso es que antes de que la cajita (una MALA interpretación de una ilustración científica) se pusiera de moda por copy/paste, algunos artistas echaron ojo personalmente al paper (o quien los asesoró lo hizo), teniendo resultados como este:

Paleoarte de Todd Marshall.

Así que ya lo sabe querido lector, la cresta de cajita nunca existió, fue producto de no buscar información suficiente y no leer los trabajos que a los pobres científicos de a deveras les cuesta tanto trabajo hacer. Así que si ahora dibujarás un quetzie, recuerda: NO TENÍA CRESTA DE CAJITA. Así que sin más, nos vemos en la próxima entrega. Pásenla muy bien.

Fuente principal:

Kellner, A. W., & Langston Jr, W. (1996). Cranial remains of Quetzalcoatlus (Pterosauria, Azhdarchidae) from Late Cretaceous sediments of Big Bend National Park, Texas. Journal of Vertebrate Paleontology, 16(2), 222-231.

Los pigmentos más viejos

Pigmentos en paleontología... Seguro que te suena a los que se conocen de dinosaurios y otros bichos extintos ¿no? Pues no todo es glamour vertebrado, hay muchísimos otros organismos productores de pigmentos, pero rara vez los consideramos. Unos de esos resultan ser también los más abundantes en biomasa del planeta, las bacterias.

Un bonito tapete microbiano, una comunidad de distintos tipos de bacterias. Fotografía de (CC)Alicejmichel.

Estos microorganismos pueden producir toda una variedad de pigmentos. Algunos tienen funciones fotosintéticas, como las clorofilas de las cianobacterias, que son capaces de hacer fotosíntesis oxigénica (de hecho, ellas la inventaron, antes que las plantas siquiera existieran). Otros pigmentos tienen funciones metabólicas, como los carotenoides y las porfirinas. Y son este último grupo el que acaba de ser descubierto en fósiles de ni más ni menos que 1.1 Ga (giga años), o 1,100 millones de años. Esto es varios ordenes de magnitud más viejo que los pigmentos conocidos en dinosaurios (que tienen "apenas" unos 160 millones de años como máximo).

La clorofila, el pigmento fotosintético de las plantas, se encuentra en los cloroplastos, que son ni más ni menos que cianobacterias que hicieron simbiosis con varios tipos de eucariontes, entre los que están las plantas.

El descubrimiento se hizo por un equipo de científicos multinacional y fue publicado en la revista Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America (abreviado PNAS). El descubrimiento de porfirinas es una evidencia indirecta de distintos tipos de clorofilas, pues las clorofilas se transforman en porfirinas durante la fosilización. Dada la ausencia de otros marcadores químicos como los esteranos (típicos de eucariontes) y dado que el tipo de porfirina se puede rastrear a un tipo especial de clorofila, se pudo establecer que hace 1,100 millones de años, durante el Mesoproterozoico, las comunidades de cianobacterias dominaban tanto el fondo marino (con tapetes microbianos de distribución global), como la columna de agua, dejando fuera a otros fotosintéticos planctónicos, como las algas eucarióticas (que ya habían surgido).

Tiempos de aparición de algunos pigmentos y grupos biológicos. En el cuadro rojo, las cianobacterias del estudio que damos a conocer aquí. En el cuadro azul, los primeros eucariontes. En el cuadro naranja, las primeras algas eucariontes conocidas (por su dominancia más que nada). Estos eventos tomaron lugar en el Paleoproterozoico y Mesoproterozoico (tabla a la izquierda de la imagen). Figura tomada de Gueneli et al. (2018).

Esto nos demuestra que en el mar, las bacterias regían incólumes aún durante el tiempo en el que ya habían surgido los eucariontes. Estas comunidades formaron parte del tercer pulso del gran evento oxidativo que cambió completamente la dinámica atmosférica de nuestro planeta, cambiando la atmósfera de un régimen reductor, a uno oxidante.

Fuente:
Gueneli, N., McKenna, A. M., Ohkouchi, N., Boreham, C. J., Beghin, J., Javaux, E. J., & Brocks, J. J. (2018). 1.1-billion-year-old porphyrins establish a marine ecosystem dominated by bacterial primary producers. Proceedings of the National Academy of Sciences, 201803866.

¿Cómo sobrevivieron las aves al K/Pg?

A finales del Cretácico, hace 66 millones de años se produjo un evento de extinción masiva que los paleontólogos llaman el evento K/Pg. K por el Cretácico ya que proviene del alemán Kreidezeit y Pg por ser la abreviatura de Paleógeno, el periodo que siguió al Cretácico. Este evento es muy llamativo, ya que entre otros bichos, se extinguieron los pterosaurios, mosasaurios, plesiosaurios y desde luego, los dinosaurios.

Dado que los dinosaurios no avianos estuvieron entre las "víctimas" del K/Pg, esta extinción es la más conocida por la gente. Ilustración de John Sibbick.

Pero hey, no todos los dinosaurios se extinguieron. ¡Sobrevivieron las aves! Pero antes de tomar esto así como así, debe quedar claro que a finales del Cretácico las aves eran un grupo bastante diverso que poseía dos grandes linajes: por un lado las Enantiornithes y por el otro, las Ornithuromorpha. Las enantiornitas eran muchísimo más diversas que las ornituromorfas y aún con todo, fueron el grupo de aves que desapareció.

Aves enantiornitas de China. Arte de Cheung Chung Tat.

Las ornituromorfas engloban diferentes taxones, dentro de los que encontramos a las aves modernas. Hoy, todas las aves del globo son de este grupo. ¿Qué hizo que estas aves y no las diversas enantiornitas sobrevivieran? Recién se acaba de publicar un estudio que sugiere algo novedoso, pero "simple". Las aves que se extinguieron eran todas de dos formas de vida: acuáticas y silvícolas. Tras el colapso de los ecosistemas marinos, siguió el colapso de los ambientes forestales. Sin bosques, las enantiornitas acabaron por extinguirse, dejando el camino libre para las ornituromorfas, que eran en su mayoría, aves de zonas abiertas.

Representación artística (exageradísima) de una ornituromorfa terrestre sobreviviendo a la "catástrofe" del colapso de los ecosistemas forestales. Este colapso no fue así de dramático en todo el mundo, tuvo más bien que ver con cambio climático abrupto. Los datos indican que en vez de incendios Michaelbayeros, los bosques fueron reemplazados por helechos, que son uno de los componentes típicos de las "floras del desastre" que aparecen tras un evento de extinción. Arte de Philipp M. Krzeminski.

Este y factores como el desarrollo y plasticidad del pico, así como cambios en la dieta, le dieron ventaja táctica a las ornituromorfas. Ventaja que si viviéramos durante el Cretácico y se nos pidiera "apostar" por el grupo de aves que sobreviviría, hubiéramos perdido nuestro dinero. No fueron las diversas y grandes, sino las pequeñas y adaptables las que hicieron que el Cenozoico siguiera con dinosaurios, hasta nuestros días. Gracias a ello, aún podemos apreciar (y cenar) dinosaurios.

Fuente:
Field, D. J., Bercovici, A., Berv, J. S., Dunn, R., Fastovsky, D. E., Lyson, T. R., Vajda, V. y Gauthier, J. A. (2018). Early Evolution of Modern Birds Structured by Global Forest Collapse at the End-Cretaceous Mass Extinction. Current Biology, (en prensa), DOI: https://doi.org/10.1016/j.cub.2018.04.062

La extinción de los ictiosaurios

¿Conoce usted a los ictiosaurios? Si es un paleofan, ¡seguro que sí! Se trata de esos reptiles acuáticos con forma de delfín, a los que la gente suele referir (erróneamente) como "dinosaurios acuáticos". Los ictiosaurios evolucionaron por allá del Triásico, hace unos 250 millones de años, unos 20 millones de años antes que los famosos dinosaurios. Y vivieron hasta el Cretácico cuando se extinguieron.

Shonisaurus popularis y Californosaurus perrini, un par de ictiosaurios del Triásico. Arte de Todd Marshall.

Seguramente muchos pensarán que los ictiosaurios perecieron junto con el resto de fauna icónica del Mesozoico durante los eventos del K/Pg, que incluyeron actividad volcánica en la India (las Deccan Traps) y el famoso impacto de Chicxulub. Si es así, me temo que tengo malas noticias... En realidad, los pobres ictiosaurios desaparecieron de la faz de la tierra antes del cierre dramático del Cretácico. El grupo estaba extinto para el Cretácico tardío, pero en su fase temprana. El último ictiosaurio registrado vivió en lo que hoy es Europa, hace unos 94.7 millones de años, durante un lapso conocido como "Cenomaniano". Es decir, 28.7 millones de años antes del final de los dinosaurios no avianos.

Temporalidad de los sucesos relatados en esta entrada. Silueta de ictiosaurio de Nobu Tamura.

Las ideas del por qué ocurrió esto son muy variadas. La mayoría suponen que existió competencia entre los ictiosaurios y otros reptiles marinos, como los emergentes mosasaurios, que acababan de evolucionar y que presuntamente, eran tan buenos depredadores que extinguieron a los pobres "delfinosaurios" por exclusión competitiva.

Los mosasaurios son los sospechosos de haber aniquilado a los ictiosaurios. Acá vemos unos tras un cadáver de dinosaurio que flota en el mar. Arte de Julio Lacerda.

Según un estudio publicado recientemente, los ictiosaurios vieron dos eventos de extinción, el primero hace unos 100 millones de años y el segundo, hace unos 95. El primer evento, extinguiría por completo a los ictiosaurios del Océano Índico y diezmaría fuertemente al resto de los ictiosaurios del mundo. Ya para el segundo evento, sólo quedaban un par de taxones, limitados a Europa y a Norteamérica, ambos del género Platypterygius.

Platypterygius bannovkensis, un representante del género que se convertiría en el último de los ictiosaurios. Arte por Andrey Atuchin.

En el nuevo estudio se sugiere que durante el tiempo en el que los ictiosaurios vieron su fin, los ecosistemas oceánicos se estaban reconfigurando y el entorno estaba cambiando (se hacía más cálido y se abrían nuevas zonas poco profundas). Los ictiosaurios del lapso anterior a sus dos pulsos de extinción mostraban poca disparidad morfológica, lo que sugiere una baja capacidad de adaptación, que los puso en riesgo de desaparecer. Esto supone que más que la competencia en sí, fue una combinación de ambiente cambiante, más incapacidad de competir, lo que puso fin a este magnífico grupo de reptiles. Una verdadera lástima.

Fuente principal (artículo libre):
Fischer, V., Bardet, N., Benson, R. B., Arkhangelsky, M. S., & Friedman, M. (2016). Extinction of fish-shaped marine reptiles associated with reduced evolutionary rates and global environmental volatility. Nature communications, 7, 10825.

Nueva especie de orangután ¿Sí o no?

Las nuevas especies son casi siempre bien recibidas. Aumentan nuestro conocimiento de la biodiversidad del planeta y nos ofrecen nuevos conocimientos sobre comportamiento, genética, morfología, etc. Sin embargo, no todo es miel sobre hojuelas. A veces, los científicos hacen cosas poco éticas con tal de tener especies nombradas en su "honor", ya sea describiendo con una rigurosidad mínima, omitiendo datos (e incluso ¡alterándolos!) o bien, rogando para que se les publiquen sus trabajos en revistas científicas. Otras veces ocurre lo contrario y a pesar de que la nueva especie es bastante diferente, los tradicionalistas se oponen a su nombramiento y dicen cosas como "meh, esa especie es en realidad la especie X, que es bien conocida, sólo es variación no documentada antes". Si no, pregúntenle a Tapirus kabomani o a Trichechus pygmaeus si a años de su descripción se les ha aceptado.

Dos especies de mamíferos nuevas recientemente descritas que no gozan de la aceptación apabullante de la comunidad científica. Figura de la izquierda de Van Roosmalen et al. (2008); fotografía de Van Roosmalen (2015).

Hace poco se describió con gran alegría una nueva especie de orangután, Pongo tapanuliensis. Y de inmediato, las críticas no se hicieron esperar. "Usaron sólo un cráneo en la descripción", "la variación genética es muy poca", "son muy pocos individuos" (comentarios reales). Y me surgió el interés de hacer este post. ¿Es nueva especie Pongo tapanuliensis?

Individuo de P. tapanuliensis. Foto de Tim Laman.

La respuesta está en tu kokoro el concepto de especie que empleemos. Este punto es crucial, pues de la conceptualización de qué es una especie depende si algo es una o no. Si empleamos por ejemplo el concepto morfológico de especie veremos que P. tapanuliensis no difiere tanto de P. abelii y pueden ser considerados lo mismo. Pero si usamos el concepto filogenético (conjunto de organismos que comparte un antepasado y que puede distinguirse de otros conjuntos similares) o evolutivo (linaje divergente que ha mantenido su integridad a través del espacio y el tiempo), veremos que P. tapanuliensis sí es una especie distinta. Para saber más al respecto les recomiendo el siguiente artículo y como complemento, este otro.

Rango de distribución de Pongo abelii, el orangután de Sumatra según la IUCN. En el círculo rojo está la población que presuntamente es la nueva especie, P. tapanuliensis.

Pero hay algo curioso en el análisis del ADN de estos orangutanes que me resulta interesante y digno de ser mencionado. Por su localización geográfica, uno podría pensar que Pongo tapanuliensis es una población de Pongo abelii, pues esta última es la especie de orangután de Sumatra. La otra especie vive en una isla aparte, al este, en Borneo y se trata de Pongo pygmaeus. Y esto es precisamente lo que muchos críticos del trabajo dicen: "meh, es una población de orangután de Sumatra, nada más". Pero si ese fuera el caso, P. tapanuliensis se agruparía en un clado con P. abelii, pero eso no sucede. Paradójicamente, se agrupa con Pongo pygmaeus. ¿Cómo explicamos esto? Bueno, pues puede ser que el orangután de Tapanuli sí sea una nueva especie o bien, que represente la única población de orangután de Borneo en Sumatra. Siguiendo el principio de parsimonia y la evidencia, me decanto por la opción de que en efecto, Pongo tapanuliensis es una nueva especie, pues los datos moleculares indican que esta especie se separó del orangután de Borneo hace aproximadamente 674,000 años. Para tener una noción de qué tanto es eso, hace 674,000 años ni siquiera había aparecido nuestra especie (Homo sapiens) y ese lapso es tan vasto que evolucionaron en ese tiempo los neandertales y el hombre de Heidelberg. En términos de evolución de grandes simios, es más que tiempo suficiente (nuestra especie data de hace 200,000 años aproximadamente).

Si el presunto nuevo orangután es en realidad una población del orangután de Sumatra ¿por qué hace clado con el de Borneo? Si fuera una población de orangután de Sumatra, ¿por qué los datos indican que se separó de este hace 3.38 millones de años? Fotografía de P. tapanuliensis de Andrew Walmsley, foto de P. abelii de Lip Kee.

Ya sea que usemos uno u otro concepto de especie y que decidamos darle a la población de orangutanes de Tapanuli su estatus como especie o no, algo sí queda claro: estos orangutanes están en gran peligro, pues sólo quedan algo menos de 800 individuos en vida silvestre. De una forma u otra, debemos hacer algo para proteger a estos grandes simios, no nos quedan muchos, ni nos sobra el tiempo.

Descripción del nuevo orangután:
Nater, A., Mattle-Greminger, M. P., Nurcahyo, A., Nowak, M. G., de Manuel, M., Desai, T., ... & Lameira, A. R. (2017). Morphometric, behavioral, and genomic evidence for a new orangutan species. Current Biology. 27(22): p3487–3498.e10.

Sangre de ictiosaurio

Los ictiosaurios son el ejemplo clásico de evolución convergente. El fenómeno por el cual, un grupo de organismos adquiere características similares a otro grupo con el que no guarda relación evolutiva estrecha. En biología se enseña siempre a los ictiosaurios como el ejemplo perfecto de convergencia con los delfines, pues ambos grupos de animales comparten más de 20 características en común. A pesar de estar separados en el tiempo por decenas de millones de años.

Ejemplo clásico de convergencia. Ilustraciones de Satoshi Kawasaki.

Hace unos días se publicó en la revista Scientific Reports, un estudio que no sólo sorprende por lo raro de lo encontrado, sino que además ofrece un ejemplo más de convergencia evolutiva. Resulta que los científicos encargados del estudio revisaron un nódulo de roca que contenía en su interior un hueso de ictiosaurio de hace aproximadamente 182.7 millones de años, de la parte final del Jurásico temprano. El hueso era una vértebra de un animal que según la composición química del mismo, tenía un lugar  trófico alto en su ecosistema, los investigadores asumen que se alimentaba de calamares y peces.

El nódulo que estudiaron los científicos y sus partes. Si nos preguntamos ¿cómo diablos es que se conservaron estructuras delicadas ahí, la respuesta está dada por el anillo de pirita (hierro). Según la Dra. Mary H. Schweitzer (desprestigiada por muchos al creer que sus células de dinosaurio eran falsas), propuso un modelo en 2014 en el que el hierro era esencial para preservar cosas extremadamente delicadas como vasos sanguíneos, células e incluso, ADN. Link al estudio. Imagen modificada de Plet et al. (2017).

La parte interesante es que cuando estudiaron el hueso, este tenía restos de tejidos blandos. En específico, fibras de colágeno y lo más increíble: células sanguíneas. Estas se pueden apreciar con dos morfologías, una de glóbulos rojos (eritrocitos) y otra de células similares a glóbulos blancos (leucocitos). Cuando uno mira los eritrocitos, aprecia que tienen una forma bicóncava y aplanada, a manera de dona (donut) no perforada. Cualquier persona más o menos familiar con su propia biología podría pensar que estos eritrocitos son "normales", después de todo, son idénticos a los nuestros.

Fotografías con microscopio electrónico de las estructuras encontradas en el hueso de ictiosaurio. A-C fibras de colágeno, D-E glóbulos rojos. Imagen tomada de Plet et al. (2017).

Pero la cosa es que los eritrocitos humanos y los del resto de los mamíferos tienen esa forma porque carecen de núcleo. Nuestros glóbulos rojos no pueden fabricar casi nada y no tienen centro de control genético que les permita dividirse (en vez de dividirse, los fabrican células especiales en la médula ósea). A cambio, son mucho más eficientes para transportar hemoglobina y por consiguiente, los gases de la respiración como el oxígeno y el dióxido de carbono. Si miramos los eritrocitos de otros animales como reptiles, anfibios y aves (así como de dinosaurio), notaremos que tienen núcleos, lo que les permite dividirse en el torrente sanguíneo de forma directa, pero al hacerlo, sacrifican espacio que podría ser usado para acarrear más hemoglobina y por ende, más gases respiratorios.

Comparación de glóbulos rojos de ranas (frog), tortugas (turtle), humanos (human), aves (bird) y peces (fish). Las medidas están en micras. La parte que se tiñe es el núcleo. Note cómo en humanos no se tiñe nada, mientras que en el resto de vertebrados, el núcleo es evidente. Figura tomada de 3dham.

Regresemos a los eritrocitos de los ictiosaurios. ¿Qué notamos? Pues que ¡son idénticos a los de mamífero! Son glóbulos sin núcleo. Esto no sólo suma una convergencia más al ejemplo de los delfines vs ictiosaurios, sino que, además, nos indica que estos reptiles marinos eran súper eficientes para respirar. ¡Y no es para menos! Pues, según los científicos, esta adaptación surgió como respuesta a los bajos niveles de oxígeno atmosférico de cuando los ictiosaurios aparecieron en los océanos. Esta ventaja ventilatoria supuso un mayor éxito por parte de estos depredadores y los convirtió en los reyes de los océanos.

Estructuras que los autores aluden a posibles glóbulos blancos (WBC-like structure), indicadas en el panel B con los números 2 y 3. Imagen tomada de Plet et al. (2017).

Fuente: 

Plet, C., K. Grice, A. Pagès, M. Verrall, M. J. L. Coolen, W. Ruebsam, W. D. A. Rickard y L. Schwark. (2017). Palaeobiology of red and white blood cell-like structures, collagen and cholesterol in an ichthyosaur bone. Scientific Reports. 7(13776): 1-10.

*NOTA*
Algunos han señalado que las estructuras identificadas como glóbulos no son tal cosa porque son mucho más pequeñas que los glóbulos de mamíferos, que de por sí son bastante pequeños. Sin embargo, no se conocen estructuras celulares con esas formas tan particulares, tampoco en bacterias que fueran el resultado de contaminación, por lo que, la hipótesis de que son glóbulos miniatura, se sostiene.

Tamaño de glóbulos rojos en distintos vertebrados. Note cómo los de los mamíferos son mucho más pequeños, llegando a las 3.9 micras. Los del ictiosaurio reportado por Plet y colaboradores, miden entre 1.7 y 2.5 micras. Imagen tomada de Lepman Lab.

A este sí le pegó la pubertad

¿Recuerdan esos memes que hablan de la pubertad?

Meme sacado de la página de Facebook de Palaeos.

A estos cambios en un organismo que pasa de una morfología juvenil a otra se le denominan cambios ontogenéticos. La mayoría de los vertebrados pasa por este tipo de cambios, en algunos grupos estos son bastante extremos y en otros, sólo hay maduración sexual. En el caso de los dinosaurios se sabe que muchas de las características de los adultos aparecen cuando el animal madura. Cosas como domos craneales de paquicefalosaurios, cuernos de ceratopsios, crestas en hadrosauroides, etc. Pero pocos de estos animales cambian por completo su morfología dental. Si acaso, los dientes se hacen más grandes y más numerosos.

Ejemplo de caso: los cambios ontogenéticos craneales que experimenta Parasaurolophus. Tomado de este artículo.

Recientemente se publicó un estudio que presenta los cambios ontogenéticos más extremos a nivel dental para un dinosaurio. El bicho en cuestión es Limusaurus inextricabilis, descrito en 2009 y famoso por ser un terópodo sin dientes cuyas manos ayudan a resolver el misterio de por qué los dinosaurios tienen los dedos I, II y II, mientras que las aves tienen los dedos II, III y IV, una aparente paradoja evolutiva. Los autores del estudio examinaron ejemplares en seis etapas de desarrollo distintas y encontraron para nuestra sorpresa, que Limusaurus es el dinosaurio más extremo en cambios ontogenéticos.

Restauración de Limusaurus inextricabilis por Cheung Chung Tat.

Acumula un total de 78 características que modifica conforme pasa a la adultez. Pero la más sobresaliente es la pérdida total de dientes, que se da en unos cuantos años. Los juveniles de Limusaurus tienen dientes completos y numerosos cuando nacen, pero conforme se desarrollan los perdían completamente y lo más sobresaliente no es que quedaran "chimuelos", sino que en lugar de los dientes, se desarrollaba un pico córneo (como el de las aves). Este es el único caso conocido en todo el mundo natural donde sucede esto.

Izquierda, tomografías de tres etapas del desarrollo dental de Limusaurus en vistas lateral (arriba) y oclusal (abajo). Derecha, esquemas ilustrativos. nc: canal nervioso; av: alveolos; t: diente. De arriba hacia abajo se aprecia la progresión ontogenética, donde el individuo inicia con dientes tanto en maxilar (azul) como en premaxilar (rojo) y dentario (amarillo), pero conforme pasa el tiempo los pierde, aunque retiene de forma interna los alveolos y canal nervioso. Tomado de Wang et al. (2016).

Uno podría pensar que estos cambios tienen grandes efectos en la posición filogenética de la especie y puede plantear peligrosas conclusiones sobre hacer filogenias con dinosaurios inmaduros pero para nuestro alivio, el efecto de los cambios ontogenéticos no tiene gran peso en la posición en el árbol evolutivo de estos dinosaurios.

A) relaciones filogenéticas inferidas a partir de ejemplares adultos. B) relaciones inferidas a partir de juveniles. Como pueden ver, la posición de Limusaurus no cambia demasiado. Wang et al. (2016).

Estudios como estos nos muestran cosas raras, pero nos ayudan a comprender mejor cómo funciona la filogenia de los dinosaurios y el efecto de tomar jóvenes por adultos. Ojalá en el futuro se encuentren más casos como estos para observar los efectos que tienen los cambios ontogenéticos en nuestro entendimiento de la evolución de los dinosaurios.

Limusaurus a escala. En gris los juveniles. Tomado de wikipedia.

Fuente:

Wang, S., Stiegler, J., Amiot, R., Wang, X., Du, G. H., Clark, J. M., & Xu, X. (2017). Extreme ontogenetic changes in a ceratosaurian theropod. Current Biology, 27(1), 144-148.

¿Hay fósiles en el abismo?

Si eres un paleonerd curioso como yo, seguramente alguna vez en la vida te has preguntado si hay fósiles (macroscópicos) en las profundidades del abismo. Yo hice la pregunta a mis profesores de paleontología y me dijeron con toda honestidad que no sabían. Después de todo, ¿cómo saber si hay fósiles en el abismo o no? Y no me refiero a que algún ocioso arrojara un fósil hacia el fondo del mar, sino a que se formen ahí debajo fósiles. Suena lógico, pues el fondo oceánico tiene cuencas sedimentarias y los procesos que ocurren en zonas más superficiales también pasan en el abismo. Pero... ¿se ha encontrado alguno? ¿hay paleoabismólogos?

Localización del hallazgo de fósiles abisales que detallaré a continuación. Tomado de Ichishima et al. (2016).

Pues resulta que sí hay fósiles abisales y les traigo un ejemplo. A finales del año pasado se descubrió en aguas profundas de las costas de Brasil una nueva especie de zífido: Africanacetus gracilis. El hallazgo se produjo en sedimentos de la dorsal de Sao Paulo (Sao Paulo Ridge), a 2,864 m de profundidad, que técnicamente es la zona batial, pero con fines de comunicación me referiré a esta zona profunda por el nombre de "abismo" (no confundir entonces con la zona abisal, ubicada por encima de los 4,0000 metros bajo las olas).

Cráneo fósil de Africanacetus gracilis in situ. Tomado de Ichishima et al. (2016).

Los zifios son un grupo de cetáceos con dientes que se caracterizan por tener cuerpos largos y esbeltos, así como por los "tusks" (grandes dientes en forma de colmillo) de sus mandíbulas inferiores (que dicho sea de paso, sólo presentan algunas especies). Estos animales son algunos de los cetáceos menos estudiados, por la dificultad de observarlos directamente.

Representantes de los zífidos actuales a escala. Obra del artista Chen Yu.

El hallazgo de Africanacetus gracilis se basa en un cráneo bastante bien preservado que ha sido fechado en unos 5 millones de años, lo que lo ubica dentro del límite del Mioceno y el Plioceno. Su formación es bastante interesante, pues los autores del estudio concluyen que la ballena murió en aguas no tan profundas, fue cubierta casi de inmediato por cenizas volcánicas, se fosilizó y reapareció (por procesos de erosión submarina) hace 5 millones de años, momento cuando encontró su entierro final y el depósito de una capa externa de hierro y maganeso.

Modelo de cómo se formó el fósil del zifio en el abismo. Tomado de Ichishima et al. (2016).

Esta forma de fosilizar no sólo es bastante curiosa, sino que además supone que los hallazgos de fósiles de profundidad deben ser más comunes de lo que sospechábamos, el lío es obtener los recursos para obtener la indumentaria necesaria para excavar a dichas profundidades, recordemos que ahí abajo, la presión es tal que aplastaría a un ser humano y por ende, necesitamos máquinas que hagan el trabajo por nosotros. Africanacetus gracilis fue un zifio de talla pequeña (para un miembro de su familia), de entre 5.5 y 6 metros de longitud que seguramente se comportaba como sus parientes, descendiendo a la zona batial para alimentarse por succión de calamares, peces y algunos invertebrados.

Ficha gráfica de Africanacetus gracilis y su talla estimada. Silueta de Chris Huh (tomada de phylopic.org), cráneo de el Museo de Nueva Zelanda.

El hallazgo de este zifio sacia la curiosidad de muchos y responde a la pregunta: ¿hay fósiles en el abismo? Sí, si hay y este es un campo que recién estamos estudiando.

Fuente principal:

Ichishima, H., Augustin, A. H., Toyofuku, T., & Kitazato, H. (2016). A new species of Africanacetus (Odontoceti: Ziphiidae) found on the deep ocean floor off the coast of Brazil. Deep Sea Research Part II: Topical Studies in Oceanography.

ADN antiguo de pecarí

Desde que era niño me contaban historias de "jabalíes" en ciertas partes de México. Yo estaba impresionado cuando pensaba que los grandes cerdos de Rusia también rondaban los bosques de mi país. Oh la decepción cuando en la carrera supe que no hay jabalíes en México (al menos no de forma natural, ya que en el norte del país existen algunas poblaciones ferales). También aprendí que aquello a lo que la gente llamaba jabalí, era en realidad otro grupo de mamíferos "cerdoides" cuyo nombre correcto era pecarí. Tras aprender sobre la biología y evolución de estos mamíferos me quedó claro que cometí un error en subestimarlos cuando supe que no eran cerdos. ¡Los pecaríes son igual o hasta más interesantes que los cerdos!

Reconstrucción artística de un pecarí prehistórico (Platygonus sp.). Tomado de este sitio.

Resulta que los pecaríes tienen familia propia: Tayassuidae (ta-ya-su-i-de) y aunque son parientes de los cerdos verdaderos (de la familia Suidae) estas familias se separaron hace aproximadamente 45 millones de años. Yo suelo molestar a un amigo amante de los pecaríes diciéndolo que son "sólo cerdos", pero fuera de la broma la realidad es muy distinta. Para empezar, los pecaríes son exclusivamente americanos, mientras que los suidos son del viejo mundo. Osteológicamente los pecaríes tienen diferencias con los cerdos, poseen fusionados los huesos del antebrazo (radioulna), los huesos de la palma de sus patas se fusionan en la parte cercana al tobillo y muñeca, el oído pasa por un canal óseo oculto entre los huesos del arco cigomático y sus caninos son rectos y en la maxila tienen un surco especial para guardar el canino inferior, nada de esto está presente en los cerdos. Hoy en día, sólo quedan 3 especies (en tres géneros) de pecarí vivientes, pero en el pasado eran más diversos.

Algunas características de los pecaríes. Fotografías de Klaus Rassinger, Harry Pristis y Museum Victoria.

El registro fósil de los pecaríes incluye al menos 17 géneros diferentes, de los cuales, Platygonus (el pecarí de cabeza plana) fue uno de los más exitosos, abarcando un rango temporal de al menos 7 millones de años. Existen varios trabajos de sistemática de pecaríes, pero en los grupos más derivados (que incluyen a las especies modernas y al pecarí de cabeza plana) existen resultados contradictorios que no colocan a Platygonus en una sede más o menos fija. Necesitábamos ADN lo suficientemente completo para terminar aquello que la morfología no pudo completar. Y en este año, se publicó el primer estudio de sistemática filogenética con ADN mitocondrial (ese que se hereda vía materna) que incluía al pecarí de cabeza plana Platygonus compressus.

Rangos de distribución de pecaríes modernos, sitios con pseudofósiles de pecarí de cabeza plana (puntos) y sitio del que proceden los restos de los cuales se obtuvo ADN antiguo de pecarí (marcado con una x). Modificado de Perry et al. (2017).

El estudio apunta varias cosas interesantes. Por ejemplo, el tiempo de divergencia entre el linaje de los pecaríes modernos y del pecarí de cabeza plana es más antiguo de lo previamente sospechado, pues data del Mioceno temprano, hace unos 22 millones de años. Además, si los pecaríes modernos tienen un origen sudamericano (como sugieren diversos estudios), entonces estos pequeñines invadieron América del Norte muchísimo antes de que existiera el Istmo de Panamá, hace unos 17 millones de años ¡vaya nadadores que resultaron! Y finalmente, el tiempo de divergencia entre pecaríes de collar de Norte y Sudamérica también es bastante alto, pues compartieron un ancestro común hace unos 5.5 millones de años. Habría que reconsiderar eso de que son una única especie.

Cladograma de relaciones de parentesco entre varios artiodáctilos (sí, las ballenas son artiodáctilos) según lo descubierto con ADN mitocondrial. Hipopótamo, orca y facóquero por Satoshi Kawasaki. Jabalí barbudo por Coenraad Jacob Temminck. Pecarí de collar y de labios blancos de Michigan Science Art. Pecarí del Chaco por Fiona Reid. Pecarí de cabeza plana del Museo George C. Page. Figura modificada de Perry et al. (2017).

Ahora la duda me consume... ¿Que pasaría si se extrae y analiza ADN mitocondrial antiguo de Mylohyus (otro de mis pecaríes favoritos)? ¿Qué cosas nuevas aprenderemos esta vez? Espero que como este, en el futuro aparezcan más y más estudios sobre pecaríes extintos y podamos entender más de la evolución de estos "no cerdos" americanos.

Fuente:

Perry, T., van Loenen, A. L., Heiniger, H., Lee, C., Gongora, J., Cooper, A., & Mitchell, K. J. (2017). Ancient DNA analysis of the extinct North American flat-headed peccary (Platygonus compressus). Molecular Phylogenetics and Evolution, 112, 258-267.

*NOTA*
Los pecaríes como familia (Tayassuidae) son de origen americano, específicamente de América del Norte. El pecarí seguro más viejo conocido es Perchoerus minor, de hace 37 millones de años.
Lo que este artículo y el estudio del ADN antiguo sugieren, es que los pecaríes modernos (que comprenden los géneros Catagonus, Pecari y Tayassu) pueden ser de origen sudamericano. A primera vista parece contradictorio, pero no es así, les explico.
Los pecaríes surgen en América del Norte hace 45-37 Ma, se dispersan antes de que se cree el istmo de Panamá hacia Sudamérica hace poco más de 17 Ma... Ahí surgen los ancestros de las formas modernas (Catagonus, Pecari y Tayassu) y justamente, antes del cierre del istmo de Panamá, re-invaden Norte América, hace 17 millones de años... Los pecaríes Norteamericanos como Platygonus y Mylohyus del Pleistoceno tardío se extinguen y los nuevos pecaríes toman su lugar (aunque técnicamente tienen nichos distintos).

Mosasaurio polar

Los mosasaurios (superfamilia Mosasauroidea) fueron un grupo de reptiles marinos que apareció y desapareció durante el Cretácico, su tiempo de vida fue corto, de "apenas" unos 26 millones de años. Eran animales marinos que se popularizaron entre los no aficionados a la paleontología por la cinta Jurassic World. La inmensa mayoría de ellos eran formas carnívoras que ostentaban los peldaños más altos de sus redes tróficas.

Tylosaurus pembinesis por Dmitry Bogdanov, uno de los mosasaurios mejor conocidos y entre los más grandes.

Desde hace tiempo se sabe que los mosasaurios son parte de un grupo de reptiles llamado Squamata, que incluye entre otros, a los gekos, iguanas, serpientes y lagartijas. Y recientemente se supo que eran parientes muy cercanos de las serpientes, formando con ellas un grupo hermano (clic para ver). Dadas sus relaciones de parentesco, no es de extrañar que se pensara que eran animales de sangre fría y por ende, que estuvieran limitados sólo a aguas tropicales cálidas. Sin embargo, el año pasado se descubrió evidencia que sugería una termorregulación similar a la de un ave (clic para ver). Pero, si eran de sangre caliente ¿por qué no habían mosasaurios lejos de las zonas tropicales? La respuesta es: por falta de estudios.

Filogenia de los Squamata basado en Reeder et al (2015).

Este año se describió una nueva especie de mosasaurio procedente de la Antártida, Kaikaifilu hervei. El nombre procede del idioma mapudungún y hace referencia a Kai-Kai filú, que en la mitología mapuche es un colosal reptil marino que controla el océano. El nuevo mosasaurio es un tilosaurino (subfamilia Tylosaurinae), cuyo holotipo (SGO.PV.6509) es un cráneo parcial que procede de la Formación  López de Bertodano, en la Isla Marambio (o Seymour), en la península antártica. Según los análisis filogenéticos, el mosasurio nuevo es pariente cercano de los géneros Taniwhasaurus y Tylosaurus. 

Holotipo de Kaikaifilu hervei. Tomado de Otero et al. (2017). Barra de escala a 10 cm.

El hecho de encontrar un mosasaurio tan al sur, implica que estos animales no estaban confinados a las aguas tropicales y cálidas, sino que también habitaron en zonas hoy inaccesibles a los reptiles. Esto apunta tentativamente a mecanismos de termorregulación hoy ausentes en sus parientes cercanos y alza la pregunta ¿tenían los mosasaurios sangre caliente?

Fuente:

Otero, R. A., Soto-Acuña, S., Rubilar-Rogers, D., & Gutstein, C. S. (2017). Kaikaifilu hervei gen. et sp. nov., a new large mosasaur (Squamata, Mosasauridae) from the upper Maastrichtian of Antarctica. Cretaceous Research, 70, 209-225.

Dando color a una serpiente fósil

En mis tiempos (inserte voz de anciano), nos decían que sólo podríamos saber el color de los bichos prehistóricos de dos formas: viajando en el tiempo para ver uno o usando la imaginación. Ambas tareas fútiles para la ciencia.

Sin embargo, algunos científicos no cejaron y consiguieron lo que los maestros de antaño consideraban imposible: devolver el color real a las criaturas extintas. Pero ¿cómo? El principio básico es sencillo, conseguirlo no tanto. Resulta que muchas coloraciones de los animales son conseguidas gracias a pigmentos orgánicos que producen las células de ciertas partes de la piel y que pueden permear escamas, plumas y pelos. Estos colores son almacenados en corpúsculos celulares de distintos tipos (cromatóforos, xantóforos, melanóforos) o bien, son producto de la refracción de la luz como en el caso de los iridióforos.

Danza de cromatóforos de cefalópodo con música clásica.

Gracias al estudio de estos cuerpos, conocemos el color de algunos reptiles marinos (clic para ver un post en este blog al respecto) y de dinosaurios emplumados(clic aquí para ver una entrada completa dedicada a la coloración en plumas fósiles) y no emplumados (clic para ver post sobre color en piel de dinosaurio). Pero esta es la primera vez que se examina la coloración en una piel de serpiente fósil. Y no sólo eso, sino que es la primera vez que se encuentran tres tipos de coloración juntos, a saber: la pigmentaria (dada por melanóforos), la iridiscente (dada por iridióforos) y la dada por carotenoides (xantóforos).

Resumen visual del estudio que inspiró este post. Traducido de McNamara et al. (2016).

El estudio se enfocó en el espécimen MNCN 66503, un fósil de piel de serpiente del Lagerstätte de Libros, ubicado en Teruel, España, que data del Mioceno, hace unos 10 millones de años. La piel no tiene identidad a nivel de especie pero es asignada a la familia Colubridae por la anatomía de sus escamas. Tras examinar la piel a detalle, se encontraron zonas que denotan coloraciones verdes, café, dorado, amarillo y negro. En conjunto, el patrón de color de la serpiente era: principalmente verde, con franjas café a negro en el dorso (flanqueadas en ocasiones por un color dorado) y un vientre principalmente amarillo pálido.

Reconstrucción del espécimen MNCN 66503 de Teruel, basado en la información de los fósiles. Reconstrucción de Jim Robbins. Tomado de de McNamara et al. (2016).

El patrón descubierto es similar al de algunas serpientes modernas, pero abona a nuestro conocimiento del mundo prehistórico y trae de nuevo los colores de antiguas criaturas ya desaparecidas.

Fuente:

McNamara, M. E., Orr, P. J., Kearns, S. L., Alcalá, L., Anadón, P., & Peñalver, E. (2016). Reconstructing carotenoid-based and structural coloration in fossil skin. Current Biology, 26(8), 1075-1082.

El origen de las arañas

Las arañas son uno de los grupos más conocidos de invertebrados. Actualmente gozan de una alta diversidad, pues se han descrito más de 45,700 especies. Con todo, no son el único grupo de arácnidos, pues según sus estudiosos, la clase Arachnida (a-rác-ni-da) contiene al menos 10 órdenes de los que, Aranae (las arañas verdaderas) son sólo un "pequeño" grupo. Todas ellas comparten la misma anatomía básica: un cefalotórax que contiene la cabeza y esas ocho patas bien reconocibles, seguida de un abdomen que alberga, entre otras cosas, los pulmones de la araña.

Anatomía interna de una araña. Trabajo modificado de Xvazquez.

Con todo y que las arañas son protagonistas de pesadillas, pocos fósiles se conocen de ellas. Principalmente porque, son de cuerpo blando y ese tipo de anatomía, rara vez fosiliza. Por ello, los científicos poco sabían de su origen (aunque ideas no faltaban). Aunque algo era seguro: aparecieron en algún punto del Carbonífero. Sólo que menos especializadas y definitivamente no eran gigantes como las mostraron en el documental de la BBC: "Paseando con monstruos", ya que ese bicho (el del documental) en realidad nunca fue una araña, sino un pedazo mal interpretado de "escorpión" marino.

La mítica araña "mesotelae" era en realidad el fósil mal interpretado de Megarachne, un escorpión marino. Imagen promocional, propiedad de la BBC.

El año pasado se describió un "eslabón perdido" de la historia evolutiva de las arañas. El fósil fue nombrado como: Idmonarachne brasieri y data del Carbonífero superior, de entre hace 299 y 305 millones de años de antigüedad. Y aunque no es una araña en el sentido estricto del nombre, se le acerca (y mucho). Lo maravilloso de este hallazgo es que el fósil está preservado en 3D, lo que permite estudiar mejor su anatomía. Gracias a este hecho, los científicos pudieron estudiar a detalle la araña y al llevar a cabo un análisis filogenético, resultó ser una "protoaraña", es decir, Idmonarachne representa al grupo más basal de arañas troncales conocidas a la fecha. Tras su estudio sabemos que las "protoarañas" ya tenían la forma clásica de una araña y la misma capacidad de inocular veneno a sus presas. Desafortunadamente la punta de la cola no se preservó y no se puede asegurar que este pequeñín haya producido la tan característica seda que fabrican las arañas. Sin embargo, los científicos apuestan a que es probable que sí haya producido dicha substancia.

Reconstrucciones en tomógrafo de Idmonarachne brasieri. Tomado de Garwood et al. 2016.

Gracias a hallazgos como estos podemos saber un poco más del origen de las arañas, que no fue gigante, sino modesto (de aproximadamente 1 cm de largo) y hace unos 300 millones de años, en lo que hoy es Europa. Sin duda que hallazgos como estos son recibidos con los (ocho) brazos abiertos.

Reconstrucción artística de Idmonarachne brasieri. Tomado de Garwood et al. 2016.

Fuente (artículo completo en el link):

Garwood, R. J., Dunlop, J. A., Selden, P. A., Spencer, A. R., Atwood, R. C., Vo, N. T., & Drakopoulos, M. (2016, March). Almost a spider: a 305-million-year-old fossil arachnid and spider origins. In Proc. R. Soc. B (Vol. 283, No. 1827, p. 20160125). The Royal Society.