Notas cortas: Primero las manos, luego los pies

Los humanos somos unos primates raros, pues además de ser bípedos, tenemos una gran destreza manual que nos permite elaborar herramientas e incluso teclear estas líneas. Generalmente se asume que la evolución de la destreza manual fue posterior al desarrollo del bipedismo, ya que se necesitaba liberar a las manos de la locomoción para que éstas actuaran como herramientas y no como patas.

Esquema de evolución lineal donde se sugiere que la evolución del bipedismo antecede a la capacidad de fabricación de herramientas.

Esta hipótesis no había sido confrontada con la evidencia, pues era bastante lógica. Sin embargo estaba en un error. Un equipo de investigadores japoneses ha descubierto que la evolución de la destreza manual no está vinculada a la evolución de la marcha bípeda y que de hecho, la habilidad manual antecede en millones de años a la adaptación que nos convirtió en los monos erguidos que somos actualmente.

Los chimpancés y su capacidad de fabricar y usar herramientas simples sin ser bípedos.

Los investigadores llegaron a esta conclusión tras estudiar la corteza somatosensorial primaria (CSP) de humanos y el macaco japonés (Macaca fuscata). La CSP es una región del cerebro ubicada en el lóbulo parietal que se encarga de recibir y procesar información de regiones corporales específicas. En el estudio, se descubrió que los macacos al igual que los humanos, tenemos representados los dedos de la mano de forma individual en la CSP, lo que nos permite mover cada uno de forma independiente. Este efecto de individualidad somatosensorial se repite en humanos con los dedos del pie y en nosotros es importante, pues esto está ligado íntimamente al bipedismo. En el caso de los macacos, el pie se representa por áreas en la CSP, lo que indica que actúa como una unidad, pues su función es aferrar y no el control fino de los dedos.

Representación somatosensorial de pies y manos de macaco japonés (izquierda) y humano (derecha). Cada color representa la región de la CSP que recibe y procesa la información. Modificado de Hashimoto et al. (2013).

Este estudio es el primero en su tipo y desafía la visión preponderante de que las habilidades manuales aparecieron luego de hacernos bípedos. Entonces ¿por qué los no bípedos no fabricaban herramientas? Quizá sus herramientas (como las de los chimpancés) eran leñosas y no se fosilizaron o quizá tenga que ver con un mayor desarrollo cerebral.

FUENTE PRINCIPAL:

Hashimoto, T., Ueno, K., Ogawa, A., Asamizuya, T., Suzuki, C., Cheng, K., ... & Iriki, A. (2013). Hand before foot? Cortical somatotopy suggests manual dexterity is primitive and evolved independently of bipedalism. Philosophical Transactions of the Royal Society B: Biological Sciences, 368(1630), 20120417.

Notas cortas: Microraptor al túnel de viento

La evolución de las aves es uno de los temas más populares entre la comunidad científica paleontológica. Entender cómo es que los amos del Mesozoico se transformaron en los pequeñines emplumados de hoy es casi una tarea obligada para cualquier paleofriqui de corazón, pero también para los estudiosos de la vida. Recientemente se han publicado diversos estudios que en su conjunto han cambiado nuestra forma de concebir la evolución aviar. Sabemos que muchas características que consideramos típicas de las aves en realidad aparecieron con los dinosaurios.

Microraptor, un dinosaurio emplumado con muchísimas características "típicas" de aves. Ilustración por Jaime A. Headden.

El bipedismo, los huesos huecos, los sacos de aire, el metabolismo de sangre caliente, la reducción de tamaño corporal, el aumento de la talla de los brazos, las plumas, la forma de descansar, de dormir e incluso de empollar son todas invenciones de los dinosaurios. De entre toda esta plétora de características, destacan las plumas. Todos sus tipos, desde el plumón de los pollos, hasta las plumas remeras de vuelo se encuentran en los dinosaurios. Las plumas remeras son de peculiar interés, pues tradicionalmente se sostenía que las que tenían el cálamo desviado (asimétricas) eran características de aves, pues surgieron para volar activamente. 

Pluma remera en el dinosaurio Microraptor. Note como posee el cálamo desviado hacia un lado, haciendo de ellas plumas asimétricas.

Un nuevo estudio ha sometido al dinosaurio con plumas remeras asimétricas Microraptor al túnel de viento para averiguar si este saurio con plumas "marca registrada" de ave podía volar. En todos los estudios se sostiene que Microraptor no era volador y este estudio lo ratifica, era un magnífico planeador con gran capacidad de sostenerse en el aire, pero no podía iniciar un vuelo activo. Esto hace que las plumas remeras asimétricas (que se creía eran avianas y exclusivas para volar) sean en realidad otra innovación dinosauriana original heredada a las aves.

Modelo de Microraptor sometido a pruebas en túnel de viento.

Las plumas "volantes" fueron primero inventadas y usadas como medio eficiente de planeo con cinco alas (pues se presentan en brazos, piernas y al final de la cola) que sería utilizado luego para funcionar como una de las mejores superficies de sustentación aérea que hayan evolucionado.

FUENTE PRINCIPAL:

Dyke, G., de Kat, R., Palmer, C., van der Kindere, J., Naish, D., y Ganapathisubramani, B. (2013). Aerodynamic performance of the feathered dinosaur Microraptor and the evolution of feathered flight. Nature communications, 4.

VIDEO (sin subtítulos en español disponibles):

Notas cortas: Alitas de pollo y la evolución de las aves

Uno de los ejemplos más clásicos sobre evolución es la de las aves. Desde mediados de siglo XIX se ha sostenido que las aves descienden de reptiles y aunque fue en esta fecha cuando se propuso que los recién descubiertos dinosaurios podían ser sus ancestros, esta hipótesis no ganó evidencias sino hasta casi un siglo después, convirtiéndose en la teoría más plausible de su origen. Cada año que pasa se descubre algo nuevo sobre los dinosaurios que hace que la línea entre lo que es un ave y lo que es un dinosaurio sea más y más difusa.

Thomas Henry Huxley fue el primero en señalar claramente un vínculo entre dinosaurios y aves.

Aunque hoy podemos nombrar muchas similitudes y diferencias entre un gorrión doméstico y un tiranosaurio, una de las adaptaciones clave de las aves el el desproporcionado tamaño de sus miembros delanteros. Si exceptuamos dinosaurios poco relacionados con las aves como los T. rex y los no carnívoros, veremos que la mayoría de los dinosaurios en la línea evolutiva de las aves tienen los brazos cortos. Un grupo parece romper la regla, los maniraptores (Eumaniraptora). Y surge la pregunta ¿las aves alargaron sus brazos para volar?

Ejemplo de tamaño de miembros delanteros en un dinosaurio no maniraptoriforme (Acrocanthosaurus atokensis, izquierda), un maniraptoriforme (Deinonychus antirrhopus, en medio) y Archaeopteryx, la primer presunta ave (derecha). Los dinosaurios mostrados NO representan una evolución lineal ni relaciones de ancestro-descendiente. Ilustraciones de Scott Hartman. 

Solemos pensar así, pero un equipo de investigadores ha respondido la pregunta y la respuesta no es convencional. Al parecer, las aves tienen los brazos largos que tienen porque es un efecto producido por la evolución de sus pequeños tamaños corporales, un efecto alométrico. En otras palabras, el linaje aviano adquirió esos brazotes por hacerse enano. Esto implica que las aves desarrollaron miembros delanteros largos mucho antes que el vuelo activo, por lo que este último podría ser resultado de aprovechar la adaptación preexistente de los miembros largos.

Adaptaciones al vuelo desarrolladas previamente en los dinosaurios.

Esta no es la primer adaptación relacionada al vuelo que aparece antes que el vuelo mismo, los huesos ligeros, los sacos de aire, las plumas e incluso las alas fueron adaptaciones preexistentes que fueron aprovechadas para elevar a los dinosaurios a los cielos.

FUENTE PRIMARIA:

Dececchi, T. A., y Larsson, H. C. (2013). Body And Limb Size Dissociation At The Origin Of Birds: Uncoupling Allometric Constraints Across A Macroevolutionary Transition. Evolution. 67(9): 2741-2752pp.

Notas cortas: Velocidad de la explosión cámbrica revelada

Uno de los eventos evolutivos más impactantes en la historia del planeta es la explosión cámbrica. Este período de rápida aparición de planes corporales, que sentarían las bases de todos los filos de animales que hoy existen y que han existido, tomó lugar hace unos 530 millones de años. Desde los inicios del estudio del Cámbrico, los paleontólogos han luchado para entender cómo es que se dio este fenómeno y aunque hoy seguimos sin saber exactamente qué catapultó este "big-bang" evolutivo, se tiene más o menos entendida su importancia.

El "big-bang" animal de autor desconocido. Este fenómeno fue rápido desde el punto de vista geológico.

Sin la explosión cámbrica, nuestro mundo sería muy distinto. No sólo porque casi con toda seguridad no existiríamos, sino porque los animales del planeta lucirían muy distintos. Ya sea porque los filos que aparecieron jamás se desarrollaran o porque sólo sobreviesen muy pocos como para darle al mundo la diversidad actual, el hecho es que este es uno de los hitos más importantes en la historia del desarrollo de la vida en el planeta. A lo largo de casi 100 años, se han descubierto más y más especies que revelan una impresionante plétora de formas y aunque surgen muchas preguntas, una que recién ha sido respondida es ¿qué tan rápida fue la evolución durante este lapso?

El paleontólogo Charles Doolittle Walcott en la caliza de Burguess (Canadá), un sitio que iniciaría la revolución en el estudio del Cámbrico.

Un equipo de investigación se dio a la tarea de recopilar información sobre las distintas formas corporales y se les ocurrió una forma de medir la evolución. Al igual que los biólogos moleculares infieren los antiguos ritmos evolutivos mediante el estudio de la divergencia genética entre especies vivas, los paleontólogos infirieron el ritmo evolutivo morfológico mediante el estudio de las diferencias entre las morfologías modernas y antiguas. El resultado del estudio fue más que sorprendente. Durante el Cámbrico y en tan sólo unos millones de años, las tasas de evolución morfológica y molecular fueron 4 y 5.5 veces (respectivamente) más rápidas que el ritmo de cambio actual.

Evolución de linajes artropodianos. Sombreado en rosa a la izquierda, el lapso de la explosión cámbrica donde se aprecia la generación rápida de las ramas que producirían a los linajes vivos de artrópodos. Tomado de Lee et al. (2013).

El dilema que planteó Charles R. Darwin sobre la rapidez de la evolución durante el Cámbrico y la difícil conciliación de este hecho con su idea de Selección Natural gradual ha sido por fin resuelto.

FUENTE PRINCIPAL:

Lee, M. S., Soubrier, J., y Edgecombe, G. D. (2013). Rates of Phenotypic and Genomic Evolution during the Cambrian Explosion. Current Biology. 1-7pp.

Quiero saber más: ¿Cómo se sentaba un dinosaurio?

Gracias a nuestros lectores por hacer clic en el botón "quiero saber más" de la entrada "Los dinosaurios carnívoros nadaban como aves".

Las huellas son un tipo especial de fósil, pues aunque no nos dicen con claridad la identidad específica de quién las hizo, si nos revelan cosas interesantes sobre la biología del autor. Con las huellas existe un tipo de nomenclatura distinta a la clásica nomenclatura biológica, pues existen varias posibilidades: 1) el dueño no es conocido en el registro fósil, 2) la huella puede ser de una especie conocida, pero en un estado de desarrollo específico (por ejemplo, un joven o un deforme) y 3) la huella puede ser muy similar a la producida por varios candidatos. De ahí que los icnotaxones (nombres científicos de las huellas) no se liguen directamente a ninguna especie conocida.

Thalassinoides, un icnotaxón del Jurásico producido por crustáceos que excavaron madrigueras en el suelo marino. Un icnotaxón puede representar no sólo huellas, sino también madrigueras, orificios, perforaciones, pistas, rastros, coprolitos, gastrolitos, regurgitalitos, nidos, minas de hojas, señales de mordeduras, secreciones estructuradas de la actividad de organismos como capullos, cápsulas de pupas, telas de arañas y agallas de las plantas.

Las icnitas (huellas fósiles) nos pueden revelar aspectos que serían muy difíciles de indagar por otros medios. Algunas nos aportan información sobre la velocidad de movimiento del dueño, la forma en la que caminaban o corrían, cómo nadaban, su peso e incluso cómo descansaban. Tal es el caso de un grupo de huellas de la formación Moenave encontradas en una granja en el denominado sitio St. George. Esta localidad del Jurásico temprano se destaca por la abundante presencia de icnofósiles entre los que destacan grietas de desecación, marcas de lluvia, marcas de oleaje y abundantes huellas de dinosaurios, tanto caminando como nadando e incluso reposando tranquilamente en las riberas.

Algunos icnofósiles de St. George. De izquieda a derecha y de arriba a abajo: marcas de grietas de desecación, marcas de gotas de lluvia, huella de dinosaurio terópodo, marcas de rizaduras de oleaje de fondo, marcas de rizaduras de oleaje de playa y múltiples huellas de dinosaurios terópodos nadando.

En 2009 un grupo de investigadores publicó el hallazgo de la primer evidencia en incnofósiles de dinosaurios carnívoros descansando. El hallazgo es importante porque data de una época en la que el linaje de las aves aún no se había diferenciado y porque el dueño de las huellas representa una morfología típica de un dinosaurio primitivo y por lo tanto se puede extrapolar a otros dinosaurios más avanzados. La evidencia indica que los terópodos primitivos (como el que dejó la huella) reposaban descansando las manos tal y como las aves modernas, con las palmas hacia arriba y los dedos apuntando hacia adentro.

A) Huellas fósiles originales. B) Huellas delineadas, en rojo las del dinosaurio descansando. A la derecha ilustración de un Dilophosaurus wetherilli en la posición adecuada de descanso, ilustración por Heather Kyoht Luterman.

Este descubrimiento se suma a los muchos que han tenido lugar en las décadas recientes que apuntan cada vez más a que muchas de las características normalmente postuladas como avianas, evolucionaron en realidad mucho antes, en sus ancestros reptilianos.

FUENTE PRINCIPAL:

Milner, A. R., Harris, J. D., Lockley, M. G., Kirkland, J. I., & Matthews, N. A. (2009). Bird-like anatomy, posture, and behavior revealed by an Early Jurassic theropod dinosaur resting trace. PloS one, 4(3), e4591.

Quiero saber más: La sobrevivencia del más bello, selección sexual en el registro fósil

Gracias a nuestros lectores por hacer clic en el botón "quiero saber más" de la entrada "hembras gigantes". A continuación, un tema relacionado.

El dimorfismo sexual es el fenómeno por el cual uno de los sexos de una especie es distinto a su opuesto. Existen diferentes tipos de dimorfismo algunos son sutiles e involucran diferencias en el comportamiento, otros son más conspicuos y se ven reflejados en diferencias de tamaño o incluso de la forma de algunas partes. Los humanos somos una de las muchas especies que presenta dimorfismo sexual, aunque el nuestro no es extremo como el que vemos por ejemplo en los pavo reales.

Ejemplos de dimorfismo sexual. Arriba izquierda, el crótalo diamante occidental (Crotalus atrox) es prácticamente indistinguible entre sexos si no fuera por el comportamiento de los machos durante la época de apareamiento. Arriba derecha, los peces lofiforme tienen uno de los dimorfismos sexuales más interesantes, en la imagen una hembra que lleva como parásito reproductivo un macho (pequeño abultamiento en el vientre). Abajo izquierda, un caso extremo de dimorfismo sexual que no se preservaría en el registro fósil, el pavo real (Pavo cristatus). Abajo derecha, dimorfismo sexual extremo en el uapití (Cervus canadensis) en el que los machos desarrollan apéndices óseos deciduos (astas) cada año.

En el mundo actual es relativamente fácil identificar el dimorfismo sexual, pues podemos apreciar que dos organismos aparentemente diferentes se reúnen para aparearse, lo que indica (casi con toda seguridad) que son de la misma especie. Pero ¿qué causa que los sexos difieran? Uno de los mecanismos fue señalado como responsable desde 1859 por el naturalista y excelente observador Charles R. Darwin, quién señaló que la selección sexual era la responsable. En otras palabras, uno de los sexos elige a su pareja por ciertas características y a grandes lapsos de tiempo, estas se fijarán y potenciarán en el sexo seleccionado. Dado que casi siempre son las hembras las que eligen, los machos se ven afectados modificando partes corporales para "gustar a las chicas".

La selección sexual (y los gustos extravagantes de las hembras) es la responsable de las morfologías más dispares entre los vertebrados de la misma especie. En la imagen macho (guapo) seduciendo a una hembra de su especie Paradisaea decora.

El problema es ¿cómo reconocer esto en el registro fósil? Como lo señala un equipo de investigación de Reino Unido y Australia, no es fácil. La razón es que no podemos observar fósiles apareándose (salvo en contadísimas ocasiones). Y aunque han surgido técnicas de análisis bastante poderosas, estas deben usarse con cautela y siempre deben considerarse primero otros factores, dejando como hipótesis final el dimorfismo sexual. Esto porque a veces lo que podríamos identificar como macho y hembra en realidad pueden ser dos especies diferentes, dos estados de desarrollo e incluso simplemente un individuo normal y uno deforme.

Dimorfismo sexual del pterosaurio Darwinopterus. La única razón por la que sabemos que son dos sexos es porque algunos especímenes sin cresta se conservaron con huevos en su interior.

Entonces, ¿es posible detectar selección sexual? La respuesta es SI, pero para hacerlo se requiere de un registro vasto y de muy buenos estudios que permitan distinguir a un sexo del otro.

FUENTE PRINCIPAL:
Knell, R. J., Naish, D., Tomkins, J. L., & Hone, D. W. (2012). Sexual selection in prehistoric animals: detection and implications. Trends in ecology & evolution. 38-47pp.

Quiero saber más: El impacto de Chicxulub es más antiguo que la extinción de los dinosaurios

Esta es otra entrada para satisfacer la curiosidad de nuestros lectores. Gracias a quienes hicieron clic en el botón para saber más de "¿Asteroide o cometa?".

La extinción de los dinosaurios es uno de los temas más interesantes y misteriosos. Las personas identifican esta extinción gracias a la plétora de documentales que inundan la televisión, a los libros infantiles que hablan sobre ella y a la cantidad de referencias que se le hacen en programas de televisión y películas. Algunos incluso creen que este evento supuso el fenómeno de extinción más grande que haya tomado lugar y aunque claro no es así, sigue agitando la imaginación de las personas.

Una de las hipótesis de la extinción de los dinosaurios indica que los mamíferos comieron tantos huevos que los amos del Mesozoico no pudieron reproducirse. En esta caricatura se retrata la "rebelión de las bolas de pelos". Ilustración por Seth "eatcaledrinkblood".

Las causas de la extinción de los dinosaurios han sido esquivas por ejemplo, se han propuesto más de 80 ideas que van desde que los dinosaurios eran demasiado bobos para existir, hasta que los eliminaron poderosas pandemias prehistóricas. De todas estas ideas, sólo tres han conseguido situarse como hipótesis plausibles debido a la existencia de evidencia que las apoya. La primera nos habla sobre un cambio climático que condujo a un enfriamiento global, la segunda hace que prestemos atención a masivos derrames volcánicos de basalto en la meseta del Decán en la India y finalmente, la tercera nos conduce a la península de Yucatán en México para observar la evidencia de un antiguo impacto extraterrestre.

Ubicación y extensión del cráter de Chicxulub en México.

Por mucho, el impacto es más popular y se ha estudiado en detalle desde la década de los sesentas. Y aunque la concepción ortodoxa indica que el cráter data de hace 65 millones de años, esto no es cierto. Para empezar, la era de los dinosaurios no terminó hace 65 millones de años, según la estratigrafía más reciente, lo hizo hace 66 millones de años. Para dar el tiro de gracia, un equipo de investigación de Estados Unidos, Suiza, Alemania, Francia y México se dispuso a revisar a detalle la evidencia del cráter y se encontraron que las microtectitas (rocas producidas por impactos extraterrestres) más antiguas del cráter de Chicxulub datan de 300,000 años antes del límite entre la era de los dinosaurios y la de los mamíferos. Los investigadores señalan además que las tectitas ubicadas en estratos más recientes se encuentran removidas de su lecho original (reelaboradas), por lo que no suponen la fecha correcta del impacto.

Evidencias del cráter de impacto en Chicxulub. Arriba podemos ver el núcleo perforado en Chicxulub, la estratigrafía de detalle de dos sitios de Nuevo México y la extinción masiva de foraminíferos planctónicos. Se aprecia que la brecha de suevita (un tipo de roca formada en un evento súbito y de alta energía) se encuentra en donde se hallan también evidencias de microtectitas in situ de impacto (microtectitas en la foto inferior) y que estos eventos de hace 66.3 millones de años se relacionan a la extinción de foraminíferos marinos. Por otro lado observamos que la espina de iridio (encima de las microtectitas reelaboradas) corresponde al límite K/T, pero no al impacto de Chicxulub. Modificado de Keller et al. (2004).

Esta evidencia es abrumadora, pues nos supone más preguntas, ¿si el impacto no mató instantáneamente a los dinosaurios, entonces sólo detonó eventos mayores? Esperemos que estas interrogantes sean respondidas y que nos arrojen luz al respecto.

FUENTE PRINCIPAL:
Keller, G., Adatte, T., Stinnesbeck, W., Rebolledo-Vieyra, M., Fucugauchi, J. U., Kramar, U., & Stüben, D. (2004). Chicxulub impact predates the KT boundary mass extinction. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America, 101(11), 3753-3758.

Quiero saber más: El cerebro de hace 520 millones de años

Este tema guarda relación con "historia de un camarón anómalo", gracias a los lectores que hicieron clic en el botón "quiero saber más".

El período Cámbrico marca un hito en la evolución de los animales, pues durante este lapso la evolución de los animales se aceleró de tal forma que aparecieron muchos planes corporales que hoy no tienen representantes vivos. El grupo que más formas produjo fue el de los artrópodos y sus parientes. Estas criaturas que aún hoy se posicionan como las formas animales más diversas en todos los ecosistemas, experimentaron con sus cuerpos a un grado que apenas estamos empezando a comprender.

Representación artística de una biota cámbrica. Ilustración por C. B. Sorge.

Este mes se publicó en la famosa revista Nature un hallazgo impresionante, el sistema nervioso fosilizado de una de estas criaturas cámbricas. Este tipo de fósiles son de por sí raros, pero este se sitúa como una especie de santo grial para los estudiosos de los artrópodos, pues es el más antiguo y completo conocido, además de que su estudio permite hacer algunas conclusiones poco ortodoxas y muy reveladoras. El dueño del sistema nervioso fue identificado como Alalcomenaeus sp. un género de megaquéridos (artrópodos sin parientes vivos) que vivió en lo que hoy es Chengjiang (China), hace unos 520 millones de años.

Reconstrucción científica de Alalcomenaeus por Marianne Collins.

Las relaciones de parentesco de los megaquéridos son inciertas, aunque algunos habían propuesto que en realidad eran formas primitivas de quelicerados (grupo que contiene a las arañas, escorpiones, cangrejos herradura, arañas de mar y los extintos escorpiones marinos). La morfología del sistema nervioso y los tres cerebros de Alalcomenaeus es extremadamente similar a la de los quelicerados, por lo que los autores de este nuevo estudio proponen que los megaquéridos son sus parientes.

Esquema del sistema nervioso central de Alalcomenaeus (arriba), comparado con el de un embrión de cangrejo herradura (abajo). Ilustración por Nick Strausfeld.

Esta propuesta tiene implicaciones más profundas, pues tal y como estas criaturas que no parecen quelicerados pudieran serlo, existen muchos grupos cámbricos "huérfanos" que podrían ser adoptados en alguno de los grupos modernos de artrópodos.

FUENTE PRINCIPAL:

Tanaka, G., X. Hou, X. Ma, G.D. Edgecombe y N.J. Strausfeld. 2013. Chelicerate neural ground pattern in a Cambrian great appendage arthropod. Nature. 502: 364-367pp.

Quiero saber más: El tiburón unicornio

Este tema está relacionado a "Otro tiburón raro", gracias a quienes votaron para saber más.

Los tiburones forman parte de un grupo de vertebrados acuáticos conocidos como condrictios o 'peces' cartilaginosos. Este grupo tiene representantes fósiles desde el Devónico tardío, hace unos 422 millones de años. A menudo categorizados como fósiles vivientes, los tiburones modernos en realidad son apenas más antiguos que los mamíferos, las tortugas o los cocodrilos. Sin embargo, en el pasado existieron formas muy extrañas. Uno de los grupos más primitivos de tiburones son los simoríidos (orden Symmoriida), que contiene especies muy similares al "abuelito" de los condrictios: Cladoselache.

Reconstrucción de Cladoselache fyleri por Lankester Edwin Ray.

En 1883 se describieron unas extrañas espinas de condrictio, procedentes de Misuri, E.U.A. bajo el nombre de Physonemus. Hoy sabemos que este género representa a quimeras y no tiburones. Para 1985 se publicó el hallazgo de una nueva y curiosa especie de tiburón a partir de varios especímenes muy bien preservados de Montana, E.U.A. El autor del trabajo notó que algunos de estos escualos tenían cerca de la cabeza las mismas espinas que otrora habían sido reconocidas como Physonemus falcatus, a sabiendas que Physonemus era una quimera y que su nueva especie no lo era, el nombre del nuevo tiburón cambió a Falcatus falcatus y a la reclasificación se le unieron las especies F. hamatus y F. proclivus, que también fueron nombrados como la quimera de Misuri.

Reconstrucción de Falcatus falcatus por Smokeybjb.

Por la presencia de cuerpos completos, F. falcatus es la especie más conocida. Tan bien conservados están los especímenes que presentan la genitalia, lo cual permitió el reconocimiento de machos y hembras. Pero la conservación excepcional permitió saber aún más, pues la relación de machos y hembras está sesgada hacia el sexo masculino. Esto y la fosilización sólo de machos en ciertas áreas ha llevado a inferir que los machos presentaban arenas de despliegue, tal y como ocurre con muchas aves modernas, donde los machos seducen a las hembras mostrando que son el más destacable de entre todos. Además, algunos ejemplares de Falcatus han sido encontrados en parejas, donde la hembra tiene tomado al macho por la espina, lo que confirma que esta evolucionó con motivos sexuales.

Arriba, macho solitario de F. falcatus. Abajo, hembra y macho de F. falcatus; note que la hembra carece de la espina del macho.

Así nuestro tiburón unicornio de apenas 30 cm de largo era un pequeñin seductor.

FUENTE PRINCIPAL:

Lund, R. (1985). The morphology of Falcatus falcatus (St. John and Worthen), a Mississippian stethacanthid chondrichthyan from the Bear Gulch Limestone of Montana. Journal of Vertebrate Paleontology, 5(1), 1-19.

Quiero saber más: La evidencia más antigua de vida en la tierra

En esta nueva sección le daremos seguimiento a los temas que nuestros lectores han considerado interesantes, haciendo clic en el botón "quiero saber más" al final de cada uno. Para un mejor y más fácil acceso a los temas "quiero saber más" les recomendamos buscar en las etiquetas del blog.

En esta ocasión le daré seguimiento al tema "las evidencias más antiguas de vida en la tierra" (clic para ver).

El origen de la vida está envuelto en dos tipos de debates muy candentes. El primero es sobre si se originó por causas sobrenaturales (creación) o naturales (abiogénesis). Si abordamos el problema desde una filosofía naturalista, entonces surge el segundo debate ¿cómo surgió la vida en el planeta? ¿Vino del espacio o se originó aquí? ¿Cuáles fueron los precursores abióticos de la vida? Etcétera. Este es el problema de mayor envergadura en Biología y aún no ha sido respondido de forma satisfactoria. Pero no se decaiga lector, existen varios campos de la ciencia que luchan con los orígenes.

El libro del bioquímico ruso Alexander Ivanovich Oparin fue el primero en abordar la problemática del origen de la vida desde una perspectiva naturalista.

Como sea que se haya formado la vida en la tierra, esta evolucionó y eventualmente (tras unos miles de millones de años), sus hijos más monos nos preguntamos ¿cuándo sucedió esto? Sabemos por los fósiles que al menos desde hace 3,500 millones de años rondan criaturas en esta gigantesca roca redonda. Pero existen fuentes de evidencia indirectas que podrían llevarnos un poco más atrás en el tiempo.

Una linda roca del Eoarqueano groenlandés, fechada en 3,800 millones de años de antigüedad. Esta en particular contiene bandas de hierro y grafito inorgánico y se encuentra depositada en el Field Museum of Natural History.

Esta evidencia es indirecta porque no se tienen fósiles de aquella época pretérita. Las razones son: 1) existen pocas rocas de más de 3,500 Ma de antigüedad, siendo aún más escasas las sedimentarias (que son las que podrían contener fósiles) y 2) Las pocas rocas sedimentarias que existen de este insólito añejamiento están muy fermentadas, o mejor dicho, han sufrido demasiadas deformaciones (metamorfismo) que hacen irreconocibles los fósiles que pudieran contener.

Groenlandita, una roca metamórfica de hace 3,800 millones de años. Es considerada la piedra preciosa más antigua de la tierra y por algunos como protectora del chacra del corazón y repelente contra vampiros. La realidad es que es una mezcla de cuarzo y moscovita.

Aún con todo esto, un equipo de investigadores multinacional se dio a la tarea de buscar evidencia de vida mediante el análisis de los isótopos* estables** de carbón bajo la premisa "el único mecanismo conocido de acumulación de carbón ligero es el metabolismo". Y aquí cabe destacar que no existe mecanismo abiótico conocido que "seleccione" isótopos de carbón. El equipo estudió rocas procedentes del Cinturón supracortical de Isua y la isla Akilia en Groenlandia. Las primeras rocas son de una antigüedad de ∼3,800 Ma, mientras que las segundas podrían ser más antiguas de 3,850 Ma.

Valores isotópicos de carbono y la comparativa con otras fuentes de carbón ligero. En rojo las fuentes orgánicas. Modificado de Mojzsis et al. (1996).

Estos descubrimientos son impresionantes, pues suponen que la vida inició al menos 500 Ma después del cese al período de bombardeo intenso de meteoritos en la tierra. Desde entonces, el trabajo ha sido criticado, pero nunca refutado convincentemente.

FUENTE PRINCIPAL:

Mojzsis, S. J., Arrhenius, G., McKeegan, K. D., Harrison, T. M., Nutman, A. P., & Friend, C. R. L. (1996). Evidence for life on Earth before 3,800 million years ago. Nature, 384(6604), 55-59.

* Un isótopo es un elemento que es distinto al ideal porque contiene más o menos neutrones en el núcleo.

** Un isótopo estable es aquel que no se transforma en otros al paso del tiempo.

Notas cortas: No es posible hallar ADN en ámbar

Durante poco más de 20 años, los paleofriquis del mundo y los científicos han estado preguntándose ¿es posible extraer ADN de insectos atrapados en ámbar Mesozoico? Según lo presentado en la novela Parque Jurásico, es más que posible, incluso se pueden devolver a la vida dinosaurios de distintas especies, incluyendo al rey: Tyrannosaurus rex. Esta novela despertó la imaginación de millones cuando fue llevada a la pantalla grande y se volvió un icono pop, pues hizo de los dinosaurios un fenómeno mundial que aún hoy causa estragos, catapultando mentes jóvenes hacia la ciencia y la paleontología.

El poderoso La poderosa Tyrannosaurus rex de la película Jurassic Park (recuerde, los animales eran todos hembras). 

El ADN antiguo es real y ha sido estudiado desde la década de los ochentas con miras muy distintas a las de clonar dinosaurios para montar un zoológico. Desde esos años y a la fecha, se conoce ADN de distintas especies de criaturas extintas, mamutes, bisontes, leones americanos, perezosos, homínidos, etc. E incluso, recientemente se ha reconocido su existencia en restos de dinosaurio tan antiguos que otrora era considerado herético pensar en ello. Hoy, el estudio del ADN antiguo comprende todo un campo de la ciencia que ha brindado muchas respuestas, pero aún más preguntas, como ¿es posible encontrar ADN en ámbar?

Científico extrayendo una muestra para análisis de ADN antiguo.

Un nuevo estudio publicado recientemente ha zanjado la respuesta con un decepcionante NO. Los autores del estudio analizaron copal (uno de los precursores del ámbar) en búsqueda de ADN de los insectos atrapados en él. Muestrearon dos individuos de la abeja Trigonisca ameliae atrapados en copal de Colombia, fechado en la época actual y de hace 10,612 años. Los investigadores obtuvieron una secuencia de ADN del espécimen reciente de sólo 535 nucleótidos (muy, muy pequeña) y no fue identificada ni remotamente cercana a una abeja, sino que las bases de datos la ubicaron como una secuencia parecida en un 84.4% a la bacteria Bradyrhizobium japonicum y en menor medida a una proteobacteria y un actinomiceto. Por otro lado, del espécimen viejo no se obtuvo secuencia alguna.

La abeja sin aguijón en ámbar Trigonisca ameliae (izquierda) y la bacteria de la raíz Bradyrhizobium japonicum (derecha).

Este estudio es el primero de muchos que seguramente vendrán, pero pone un gran antecedente que nos dice: lo sentimos muchachos, pero no hay ADN en el ámbar.

FUENTE PRINCIPAL:

Penney, D., Wadsworth, C., Fox, G., Kennedy, S. L., Preziosi, R. F., & Brown, T. A. (2013). Absence of Ancient DNA in Sub-Fossil Insect Inclusions Preserved in ‘Anthropocene’Colombian Copal. PloS one, 8(9), e73150.

Notas cortas: Hallazgo de polen adelanta origen de las plantas con flores

Las angiospermas o plantas con flores, son el grupo vegetal más exitoso del planeta. Actualmente comprenden entre 250,000 y 400,000 especies, lo que las sitúa como el grupo vegetal más diverso. Sin las angiospermas, nuestro modo de vida no sería el mismo. La mayoría de los animales que existen hoy, evolucionaron de forma directa o indirecta por presiones selectivas que tienen que ver con la evolución de este grupo de plantas. Tomemos únicamente nuestro caso y veremos que nuestra dieta vegetal está compuesta casi en su totalidad por plantas de este grupo.

Número de especies de 42 de 415 familias de plantas con flores. Fuente: Bremer et al. (2009).

La historia evolutiva de estas plantas es compleja. Tradicionalmente se usan dos aproximaciones para conocer la historia de los organismos. La primera de ellas es el reloj molecular y se usa para estimar tiempos de aparición de grupos, pero dado que muchas angiospermas tienen mecanismos genéticos complejos y genomas multiplicados (poliploidía), estas aproximaciones son muy variables y van del rango de 130 a 300 millones de años. La otra aproximación es mirar el registro fósil, pero dado que 1) los fósiles de angiospermas son muy escasos y que 2) muchos fósiles son sujeto de fuerte controversia por su identificación y asignación taxonómica. Ambas aproximaciones son difíciles de abordar.

Izquierda: reconstrucción de Archaefructus, la angiosperma corpórea más antigua conocida (Cretácico temprano de China, hace 125 millones de años). Derecha: reconstrucción de Sanmiguelia, una planta cuya identidad es discutida, pero es extremadamente similar a una angiosperma (Triásico tardío, entre 235 y 228 millones de años).

Tradicionalmente se sitúa el origen de las angiospermas durante el Cretácico temprano, hace unos 130 millones de años. Hace un par de días se publicó un estudio que desafía esta visión, pues sitúa el origen de las plantas con flores no durante el Cretácico, ni durante el Jurásico, sino ¡en el Triásico medio, entre hace 247.2 y 242 millones de años! Esta herejía paleobotánica está sustentada por el hallazgo de polen de angiosperma en dos sitios del norte de Suiza. En total los investigadores reportan la presencia del palinomorfo Afropollis (conocido desde 1982 en el Cretácico) y seis tipos diferentes de polen con características típicas de angiospermas.

Tipos de polen del Triásico medio de Suiza. De arriba a abajo y de izquierda a derecha, tipos I, II, III, IV, V Y VI. Barras de escala a 10 µm. Modificado de Hochuli y Feist-Burkhardt (2013).

Este hallazgo podría corroborar la hipótesis que señala que las plantas con flores no descienden de gimnospermas, sino que son su grupo hermano, uno que aguardó en las sombras hasta finales del Cretácico para emerger y tomar el mundo vegetal.

FUENTE PRINCIPAL:
Hochuli, P.A., y Feist-Burkhardt, S. (2013). Angiosperm-like pollen and Afropollis from the Middle Triassic (Anisian) of the Germanic Basin (Northern Switzerland). Frontiers in Plant Science, 4, 344.

Notas cortas: Historia mesozoica de los 'cocodrilos'

Los cocodrilos modernos son los últimos sobrevivientes de un gran linaje de reptiles denominado arcosauriformes. En lo general, los arcosauriformes tienen gran parecido con los cocodrilos, lo que ha generado que a muchos de ellos se les llame de esta forma aunque en realidad no lo sean. Los verdaderos cocodrilos (orden Crocodylia) se clasifican en un grupo mayor, denominado Crocodylomorpha (con forma de cocodrilo), que a su vez pertenece a un grupo llamado Crurotarsi (tobillos-pierna), que incluye a los primeros vertebrados voladores, los pterosaurios y a los famosos dinosaurios. Estos bichos se desarrollaron durante el Triásico y aún hoy viven en forma de cocodrilos y aves, pero su mayor auge tomó lugar en la era de los reptiles, el Mesozoico.

Filogenia simplificada de los Archosauriformes. En rojo se representan las formas semejantes a cocodrilos. En negritas y al extremo derecho, el grupo que contiene a los cocodrilos verdaderos. Ilustraciones de Dmitry Bogdanov, Kawasaki Satoshi y Smokeybjb.

Los crurotarsi, exceptuando a los ornitódiros (pterosaurios + dinosaurios + aves), fueron un grupo de animales vagamente similares a los cocodrilos que tuvieron una gran diversidad de hábitats; algunos eran de vida anfibia como los cocodrilos de hoy, otros eran completamente terrestres, otros eran excavadores y unos más eran marinos. Sus hábitos alimenticios eran también variados, unos comían peces, otros cazaban en tierra, algunos comían insectos y por extraño que parezca, unos pocos eran apacibles vegetarianos.

Algunos ejemplos de crurotarsi y sus modos de vida. De arriba a abajo, Crocodylus porosus el cocodrilo de agua salada, un depredador anfibio; Yacarerari boliviensis, un notosuquio con una dentición que sugiere una dieta a base de tubérculos y/o insectos; Metriorhynchus geoffroyii, un talatosuquio oceánico; Terrestrisuchus gracilis un esfenosuquio que quizá se alimentara de insectos; Postosuchus kirkpatricki, un rauisuquio depredador completamente terrestre; Effigia okeeffeae, un poposaurido bípedo vegetariano; Desmatosuchus spurensis, un aetosaurio acorazado vegetariano y finalmente, Rutiodon carolinensis un piscívoro de agua dulce. Ilustraciones de Maija Karala.

La historia de estas criaturas no había sido estudiada sistemáticamente, hasta que este mes se publicó un estudio que revela algunos puntos interesantes. 1) La diversidad de formas era mayor al inicio del Triásico tardío y fue decayendo hasta que durante el Cretácico tardío esta diversidad aumentó de nuevo (con la aparición de los cocodrilos verdaderos). Esto sugiere que los cocodrilos modernos no son fósiles vivientes, sino que son "sangre nueva" inyectada durante el Cretácico. Y 2) justo antes de desaparecer, los crurotari no ornitódiros tuvieron la mayor diversidad de dietas y hábitats de su historia.

Historia evolutiva de los Crurotarsi. Modificado de Stubbs et al. (2013). Fosorial es un organismo que viven bajo el suelo, cavando túneles.

Esta historia revelada a través del estudio de las mandíbulas ha supuesto un cambio en la manera de ver a estas criaturas, dejando de lado la idea de que fue su torpeza y baja diversidad la que los extinguió a finales del Cretácico.

FUENTE PRINCIPAL:

Stubbs, T. L., Pierce, S. E., Rayfield, E. J., & Anderson, P. S. (2013). Morphological and biomechanical disparity of crocodile-line archosaurs following the end-Triassic extinction. Proceedings of the Royal Society B: Biological Sciences, 280(1770).