Archaeopteryx, el ave que nunca fue (Parte 2)

En el artículo anterior vimos las características que hacían de Archi un dinosaurio más. Pero como veremos en las siguientes líneas, no sólo basta señalar cuán primitivo es, sino que hace falta hacer análisis sistemáticos y ahondar en la paleobiología del susodicho.

En 1880, cuando se halló el Archi-famoso espécimen de Berlín, un ilustrador dibujó lo que veía en el fósil recién partido en dos de la caliza de Solnhofen. Antes de su preparación, el ilustrador notó una peculiaridad: Archie tenía plumas tanto en patas delanteras como en las patas traseras. Lamentablemente esta característica fue eliminada del fósil al ser preparado para su exposición al público. Para fortuna de los paleobiólogos y los interesados en Archie, la otra parte de la impresión del fósil (los fósiles de calizas siempre tienen dos partes y siempre se elige la mejor para ser exhibida y estudiada, mientras que la parte “fea” es almacenada en las bóvedas del museo para ser estudiada posteriormente) permaneció inalterada y mantiene dicha característica peculiar.

Figura 1. Arriba izquierda, fotografía de 1880 antes de la preparación del fósil. Arriba derecha, ilustración de 1880 antes de la preparación. Abajo izquierda, contramolde original. Abajo derecha, ilustración de 1906, la última vez que se consideró que Archie tenía plumas en las patas traseras. Las flechas indican las plumas.

Ahora sabemos que Archie tenía plumas en las patas traseras pero ¿qué implica? Bueno, aún sigue el debate entre grupos de expertos que insisten es la primer ave y otros que han reconocido que no es un ave, sino un dinosaurio más. Y es precisamente esta característica perdida y reencontrada la que abrió la ventana a la duda. Resulta que en el registro fósil hay otros dinosaurios que también poseen plumas remeras (el mismo tipo de puma que hay en las alas) en las patas traseras, o como se les dice popularmente: raptores de cuatro alas. El primero de ellos fue descrito en 2003 y fue toda una revolución mediática y científica pues hasta entonces nadie se había percatado que el primer dinosaurio descrito con cuatro alas –Archi- procedía de la época victoriana. En fin, el nuevo dinosaurio fue llamado Microraptor gui y fue descrito por un equipo de paleontólogos Chinos del Instituto de Paleontología de vertebrados y Paleoantropología de la Academia China de Ciencias¹.

Figura 2. Microraptor gui, el primer ‘dragón con cuatro alas’, tomado de Xu et al. 2003. a) Fotografía del holotipo (IVPP V13352), barra de escala a 5cm. b) Imagen de tomografía computarizada del mismo espécimen, barra de escala a 13cm. c) Reconstrucción del espécimen, barra de escala a 6cm.

Eventualmente fueron surgiendo nuevos dragones con alas en las patas traseras, entre ellos destacan Pedopenna daohugouensis del 2005², Anchiornis huxleyi del 2008³ (pero con pumas en patas traseras descritas hasta 2009⁴) y el redescubierto Microraptor zhaoianus del 2000⁵. Todos estos dinosaurios pertenecen a un grupo llamado Deinonychosauria –un infraorden de dinosaurios conocidos popularmente como “raptores”-, la peculiaridad de Pedopenna es que es un deinonicosaurio muy primitivo (si es que lo es, pues su posición taxonómica sigue en debate) además de que es con mucha seguridad más antiguo que Archaeopteryx, sugiriendo que las plumas en patas traseras aparecieron en la base del grupo de los deinonicosaurios y mucho antes que Archi, algo que confirma el segundo dinosaurio: Anchiornis, que es un deinonicosaurio, pero pertenece a la familia troodontidae, una familia de deinonicosaurios gráciles y muy pequeños, Anchiornis fue datado de hace 155 millones de años, unos 30 millones de años anterior a Archaeopteryx, además muestra que las “cuatro alas” no sólo están presentes en la familia Archaeopterygidae (a la que pertenece Archi). Además, el hallazgo de Microraptor confirmó que otra familia de deinonicosaurios se añadía a las filas de los dragones tetralados, se trata de la familia Dromaeosauridae, familia que popularizó a los raptores con su más famoso representante: Velociraptor.

Figura 3. Algunos dinosaurios con cuatro alas.

Todos estos dinosaurios con cuatro alas nos indican que la peculiaridad de Archi no era tan rara, sino que no había sido bien documentada debido principalmente a que en el registro fósil raramente se conservan estructuras tan delicadas como las plumas.

Con todo esto, en 2011 llegó el tiro de gracia para los partidarios de la noción de Archi como la primera de las aves. Se describió un nuevo dinosaurio procedente de China⁶, el así denominado Xiaotingia zhengi. Este nuevo fósil fue clasificado como perteneciente a la familia Archaeopterygidae, junto con Achi sin embargo, cuando se llevaron a cabo los análisis de relaciones de parentesco (análisis filogenéticos), resultó que este bicho no sólo se agrupaba íntimamente con Archi sino que además, lo arrastraba fuera del grupo de las aves y lo introducía al infraorden Deinonychosauria, es decir: lo convirtió en un raptor más. Este cambio tuvo lugar debido principalmente a características esqueléticas (algunas de las que ya he comentado en la primer parte de este artículo).

Figura 4. a) Árbol filogenético antes del cambio introducido por Xiaotingia, en rojo el grupo de las aves, en azul el de los deinonicosaurios o dinosaurios raptores, la flecha roja apunta la posición de Archaeopteryx dentro del árbol. b) Árbol filogenético luego del cambio, la simbología es la misma. c) Fotografía del fósil de Xiaotingia. d) Reconstrucción a manos de Xing Lida y Liu Yi.

Dado que Archaeopteryx no es considerado más como un ave, ¿quién es la verdadera ala antigua, cuál es la primera de todas las aves en el registro fósil? La respuesta viene del mismo artículo que ‘destronó’ a Archi. El ave más antigua conocida sin ambigüedad en su ubicación taxonómica y filogenética es Jeholornis prima, un ave de cola larga, un único par de alas y características óseas que están acorde a la anatomía que muestran las aves, tanto modernas como extintas.

Figura 5. Características óseas que destacan en Jeholornis como avianas. 1) Hueso púbico vuelto hacia atrás, 2) tibia que no contacta en el tobillo, 3) presencia de un esternón óseo, 4) coracoides alargado ventralmente como en las aves.

Por lo que sabemos ahora de estos dinosaurios alados, los deinonicosaurios tenían cuatro alas que usaban para planear de árbol en árbol, logrando distancias de desplazamiento mayores a las de cualquier organismo planeador exclusivo de la actualidad, pero este estilo de vida no fue el que se heredó a las aves. Las aves, no descienden de raptores, sino que junto con ellos (grupo Deinonychosauria) forman un grupo mayor llamado Paraves, del que las aves, emergerían como únicas con un único par de alas y el desarrollo del vuelo activo, propulsado por la musculatura del pecho. Y serían estos dinosaurios modificados los que sobrevivirían al cataclismo que exterminaría a sus parientes escamosos y tetralados para finalmente tomar los cielos y convertirse en los amos de ellos con más de nueve mil especies modernas: las aves.

Literatura citada

1. Xu, X., Z. Zhou, X. Wang, X. Kuang, F. Zhang y X. Du. 2003. Four-winged dinosaurs from China. Nature. 421: 335-340pp.

2. Xu, X. y F. Zhang. 2005. A new maniraptoran dinosaur from China with long feathers on the metatarsus. Naturwissenschaften. 92: 173-177pp.

3. Xu, X., Q. Zhao, M. Norell, C. Sullivan, D. Hone, G. Erickson, X. Wang, F. Han y Y. Guo. 2008. A new feathered maniraptoran dinosaur fossil that fills a morphological gap in avian origin. Chinese Science Bulletin. 54(3): 430-435pp.

4. Hu, D., L. Hou , L. Zhang y X. Xu. 2009. A pre-Archaeopteryx troodontid theropod from China with long feathers on the metatarsus. Nature. 461: 640-643pp.

5. Xu, X., Z. Zhou y X. Wang. 2000. The smallest known non-avian theropod dinosaur. Nature. 408: 705-708pp.

6. Xu, X., H. You, K. Du y F. Han. 2011. An Archaeopteryx-like theropod from China and the origin of Avialae. Nature. 475: 465-470pp.

Triceratops VS Torosaurus

Según lo recientemente publicado en los medios de comunicación, los paleontólogos John B. Scanella y John R. Horner descubrieron a lo largo de una investigación propuesta como tema de tesis doctoral de John B. Scanella que el dinosaurio con cuernos Torosaurus es en realidad una etapa de desarrollo muy avanzada del archifamoso dinosaurio también cornudo Triceratops.

Fig. 1. – Torosaurus (izquierda) y Triceratops (derecha) a escala. Ilustración de Kawasaki Satoshi.

Algunos medios se han tomado ya la molestia de desorientar al lector y colgar titulares como "¡Triceratops nunca existió!" o "¿Los Triceratops existieron?"... y he aquí una advertencia querido lector, los Tricerátopos si existieron, lo que no es válido ahora gracias a esta investigación es el género llamado Torosaurus así como sus especies anidadas pues este último es una etapa de desarrollo ontogénico del mismo Triceratops... La confusión estriba en el hecho que los periodistas arguyen que los tricerátopos son en realidad torosaurios jóvenes, lo cual es parcialmente cierto, pero en realidad los torosaurios son tricerátopos muy viejos; entonces ¿quién es quién? Bueno solo hay que recordar un principio taxonómico clave: La ley de la prioridad.

Esta establece que todo nombre científico acuñado bajo una descripción adecuada que ha sido interpuesto con antelación a otro perteneciente al mismo rango taxonómico (sea este especie o género o cualquier otro) tiene prioridad sobre el segundo. O sea: que el que se propone primero y de manera adecuada es el que es válido.

Este es el caso de la batalla Triceratops vs Torosaurus pues el primer género fue acuñado por Charles Othniel Marsh en 1889, mientras que el segundo fue descrito por el mismo científico pero en 1891, la ley establece que tiene prioridad el primer nombre acuñado así que hoy se descubre que Triceratops y Torosaurus son lo mismo, entonces el nombre que se queda es el más viejo y es Triceratops; así las dos especies contenidas en el género Torosaurus pasan ahora a ser Triceratops latus y Triceratops utahensis.

Fig. 2. – Triceratops joven junto a un venerable anciano Triceratops apodado por los humanos bajo el mote de Torosaurus. Ilustración de Kawasaki Satoshi.

¿Qué sucedió entonces? Sencillo, los científicos ya mencionados usaron modelos de desarrollo para Triceratops y predijeron estadísticamente el estadio siguiente y coincidió con lo que se conoce de la morfología de Torosaurus. ¿Es muy revolucionario el trabajo? Si, pero no tanto pues en realidad ya con anterioridad varios paleontólogos habían señalado que Torosaurus no era muy diferente de Triceratops y que las pocas diferencias se centraban en el largo del collar óseo que estos animales poseen detrás de la cabeza (formado a partir del crecimiento de los huesos de la parte posterior del cráneo) y en unos pequeños ‘cuernos’ que crecen en el área de los pómulos. Todo esto parece indicarnos que en realidad los ceratópsidos (grupo al que pertenecen estos y otros dinosaurios cuadrúpedos con cuernos) eran animales a los cuales no les dejaban de crecer los ornamentos que poseían en la cabeza –algo esperado si la hipótesis de su función como estructuras para establecer rangos jerárquicos y no para andar corneando tiranosaurios- de manera similar a la que a nosotros nunca nos deja de crecer la nariz y los lóbulos de las orejas.

Fig. 3. – Diferencias entre Triceratops y Torosaurus marcadas en verde (parte posterior del collar óseo) y azul claro (en la zona de los pómulos).

En realidad casos como este han sucedido anteriormente en Paleontología de dinosaurios y el más famoso caso es el de los dinosaurios con cabeza de domo Pachycephalosaurus, Stygimoloch y Dracorex. Se daba por hecho que estos tres dinosaurios herbívoros eran distintos y gracias a estudios detallados hoy sabemos que todos son etapas de desarrollo de una misma especie, en este caso aplicó también la ley de la prioridad y ahora Stygimoloch y Dracorex son historia pues ahora pertenecen al género Pachycephalosaurus.

Fig. 4. - Secuencia ontogenética craneal de Pachycephalosaurus con características morfológicas distintivas marcadas en colores. (A y B) Vistas dorsal y lateral respectivamente de AMNH 1696, el adulto más viejo conocido de Pachycephalosaurus. (C y D) Vistas dorsal y lateral de UCMP 556078, un individuo subadulto de Pachycephalosaurus. (E y F) Vistas dorsal y lateral de MPM 8111, “Stygimoloch”. (G y H) Vistas dorsal y lateral de MPM 8111, “Dracorex”. Barra de escala a 5cm. Ilustración de John R. Horner1 y Mark B. Goodwin.

Hoy en día estudios como estos están empezando a ser algo común y se tienen esperadas grandes sorpresas pues serán aplicados a uno de los grupos con más variación dentro de los dinosaurios, los dinosaurios picos de pato. Esperaremos dichas noticias pero hoy por hoy se nos ha “muerto” otro género de dinosaurio popular, Torosaurus para reforzar las filas del aún más popular Triceratops.

¿Dinosaurios venenosos?

En el pasado los dinosaurios de China nos han dado grandes sorpresas algunas de ellas incluyen el hallazgo de plumas en dinosaurios terópodos no avianos, el descubrimiento de filamentos similares a plumas en dinosaurios no avianos y muchas otras como terópodos de cuatro alas. Hoy en día parecería que la ciencia de los dinosaurios está en su apogeo máximo y que no podría descubrirse nada más, nada emocionantemente raro o novedoso. Ahora comenzamos a entender que los dinosaurios quizá explotaron todos los nichos ecológicos disponibles en su hábitat y eso incluye ahora el posible uso de veneno.

Fig. 1 – Algunos dinosaurios chinos emplumados. A - Anchiornis huxleyi, B - Sinornithosaurus millenii, C - Epidexipteryx hui, D - Beipiaosaurus inexpectus, E - Sinosauropteryx prima, F - Microraptor gui, G - Caudipteryx zoui, H - Dilong paradoxus.

El veneno orgánico es aquel que es producido por los organismos vivos en rutas metabólicas tales como la síntesis de proteínas. Para ser considerado veneno y no una toxina los biólogos especializados en el estudio de organismos ‘virulentos’ diferencian al veneno dada su característica inoculación y por su producción en una glándula especial con una cavidad de almacenamiento (lumen de la glándula). En otras palabras, las substancias que no son inyectadas o producidas en glándulas con cavidades de almacenamiento pero que tal y como los venenos están encaminados a aletargar o matar al objetivo son consideradas toxinas. Como ejemplo claro podemos señalar como veneno a aquel producido por las serpientes de cascabel en glándulas salivales modificadas que poseen un lumen y que además es inyectado en la presa a través de colmillos modificados; por otro lado, la substancia altamente tóxica que secretan algunos anfibios centroamericanos (de la familia Dendrobatidae) que es producida por glándulas dérmicas modificadas es conocida como una neurotoxina (batracotoxina) debido a que no es inyectada en las presas o agresores de estos anfibios. Esto es, la denominación de veneno o toxina no depende de lo letal de la substancia sino en el modo de producción e inyección de la misma.

Fig. 2 – Izquierda, un animal venenoso. Derecha, un animal tóxico. Imágenes tomadas de la web de National Geographic.

Por lo tanto si existieron dinosaurios tóxicos es muy difícil saber cuáles eran, pues su toxicidad radicaría en glándulas dérmicas o de otro tipo modificadas aunadas a la ausencia de un mecanismo de inyección (generalmente dientes modificados) y dichas características no dejan rastros fósiles. Para clarificar el asunto señalemos un ejemplo, las únicas aves tóxicas del mundo son algunas del género Pitohui  y en especial Pitohui dichrous endémica a Nueva Guinea, esta posee una neurotoxina bastante potente en su plumaje y piel (homobatracotoxina), misma que al no poder fosilizarse con sus propiedades químicas particulares no dejará evidencia alguna de su toxicidad en el registro fósil. Quizá lo mismo haya acontecido a algunos dinosaurios pero eso no lo sabremos.

Fig. 3 – Pitohui dichrous, un ave tóxica de Nueva Guinea. Ilustración de Kawasaki Satoshi.

Por lo tanto nos avocaremos a los posibles dinosaurios venenosos pues la presencia de una glándula de veneno especializada aunada a un mecanismo de inyección que posiblemente tenga oportunidad de fosilizarse hace que podamos saber si algún dinosaurio era o no venenoso. Pareciera increíble pero en enero de 2010 se publicó en la revista Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America (Actas de la Academia Nacional de Ciencias de los Estados Unidos de América) un artículo¹ donde se señala al primer dinosaurio venenoso identificado en toda la historia de la paleontología. Se trata del pequeño dinosaurio conocido desde 1999 Sinornithosaurus, del que se examinaron las especies S. millenii y S. haoiana.

Fig. 4 – Sinornithosaurus millenii, un dinosaurio dromaeosáurido. Ilustración de Todd Marshall.

En el análisis que se presenta en el ya antes mencionado artículo se señala una cavidad que no había sido descrita, se localiza por debajo de la fenestra anteorbital (situada entre la narina o hueco de la nariz y la órbita ocular), dicha nueva cavidad ha sido denominada Fosa Subfenestral y es la cavidad donde se supone se localizaba la glándula de veneno de este dinosaurio. La fosa abre posteriormente (es decir, por detrás) y posee una serie de canales en el borde maxilar que conduciría el veneno hacia la base de los dientes con los que se inyectaría dicho veneno.

Fig. 5 – Crámeo de Sinornithosaurus millenii según aparece en el estudio. Abreviaciones: vg - canal de veneno, mxf - colmillo maxilar, fc - canal de la fosa y sff - fosa subfenestral

Los autores hacen notar además que los dientes maxilares que se localizan por debajo de la fosa son considerablemente más largos que los dientes localizados delante o detrás de este conjunto o en la mandíbula inferior (lo que según los autores ‘hace parecer al animal como con dientes de sable’). Dichos dientes servirían para inyectar el veneno producido en la glándula de la fosa subfenestral. Esto último está soportado por evidencia morfológica de los dientes en general pero especialmente la de ese grupo de dientes alargados, pues tanto dientes de la mandíbula superior como de la inferior poseen un canal en la porción lingual (que es la parte que está por dentro de la boca) que discurre desde la base del diente hasta la punta (dicho canal es más prominente en el grupo de dientes maxilares alargados) y al igual que en lagartos como el Monstruo de Gila (Heloderma suspectum) o el Escorpión o Lagarto Enchaquirado (Heloderma horridum) sirve para hacer fluir el veneno por capilaridad. Este sistema de inyección de veneno es bastante primitivo pero ha demostrado ser útil en la captura de presas complicadas como aves adultas por parte de los ya mencionados lagartos y considerando que estos son lentos y de naturaleza torpe, el Sinornithosaurus posee una clara ventaja en la captura de presas y es la agilidad.

Fig. 6 – Arriba, comparación del aparato inoculador de veneno de Sinornithosaurus y de una serpiente de la familia Elapidae. Abajo izquierda, supuesta posición de ataque del dinosaurio y Abajo derecha, reconstrucción del animal en vida. Ilustraciones de Kawasaki Satoshi.

Algunos hechos curiosos de los dientes con los que supuestamente se inyectaba el veneno es que estos carecen de las típicas serraciones que hallamos en los dientes del resto de terópodos, además el alargamiento del diente es proporcionado por el alargamiento de la raíz y no por un alargamiento de la corona (que es lo que generalmente ocurre en dientes hipertrofiados).

Fig. 7 – Izquierda, dientes de Troodóntido (probablemente Troodon formosus) mostrando la típica serración en los dientes de los terópodos. Derecha, dientes de Sinornithosaurus sin serraciones; nótese el supuesto canal de veneno señalado por los autores del estudio como vg.

Las discusiones sobre si se trata en realidad de un dinosaurio venenoso o no, no han esperado casi nada tras la publicación del artículo en cuestión. Desde luego hay y habrán muchos científicos que se opongan a la presencia de veneno en un dinosaurio y más aún cuando este está cercanamente emparentado a las aves pues el veneno en los reptiles es mucho más común en el linaje de los lepidosaurios (con representantes como los varanos, el género Heloderma y desde luego las serpientes de las familias Viperidae, Elapidae y algunas más) que en el de los arcosaurios, mismo que incluye a los actuales cocodrilos y aves así como a los extintos dinosaurios, pterosaurios y otros grupos más. El debate hoy se centra en la correcta identificación de los supuestos canales de veneno en los dientes y en la función de la fosa subfenestral (que por cierto no ha sido reconocida en ningún otro dinosaurio). Sin duda y de corroborarse que este microraptórido es el primer dinosaurio venenoso hallado, seguirán las investigaciones y probablemente china nos brinde en el fututo más dinosaurios venenosos.

LITERATURA 

1. Gong E., L. D. Martin, D. A. Burnham & A. R. Falk. 2010. The birdlike raptor Sinornithosaurus was venomous. PNAS. 107 (2):766-768.