Parir antes de nadar

Hoy se hizo público un estudio que ha azotado a los medios, quienes aturdidos sacuden la red con malas interpretaciones de lo que realmente dice la investigación original. Para no entrar en una plétora de correcciones, les presento el resumen en español del artículo original:

RESUMEN EN ESPAÑOL:

El viviparismo en reptiles marinos mesozoicos ha sido considerado tradicionalmente como una adaptación acuática. Aquí nosotros reportamos un nuevo espécimen fósil que contradice fuertemente esta interpretación tradicional. El nuevo espécimen posee los embriones de reptiles marinos mesozoicos más antiguos por 10 millones de años a otros registros previos. El fósil pertenece a Chaohusaurus (Reptilia, Ichthyopterygia), que pertenece a los reptiles marinos mesozoicos más antiguos (ca. 248 millones de años, durante el Triásico temprano).  Este espécimen excepcional captura a un embrión articulado en posición de alumbramiento, con el cráneo recién emergiendo de la pelvis materna. Su postura de cabeza primero, que es poco probable que sea una condición de nacimiento de cola, indica fuertemente un origen terrestre de la viviparidad, en contraste a la visión tradicional. La postura de cola primero en ictiopterigios derivados, convergente con la misma condición en cetáceos y vacas marinas, es por lo tanto una característica secundaria. Hasta ahora se desconoce el origen inequívoco del viviparismo en amniotas, un subgrupo de animales vertebrados que comprenden a los mamíferos y reptiles, que incluyen a las aves. Por lo tanto, los amniotas marinos obligados parecen haber evolucionado casi exclusivamente de ancestros vivíparos terrestres. Los reptiles terrestres vivíparos aparecieron muy probablemente mucho antes de lo que se reconoce, al menos tan temprano como durante la fase de recuperación del fin de la extinción del fin del Pérmico.

El espécimen materno AGM I-1. En verde las costillas y costillas del vientre (gastralia), en azul la pelvis y patas traseras de la madre. En naranja, amarillo y rojo los embriones. Tomado de Motani et al. (2014).

Reconstrucción de Chaohusaurus y su escala. Reconstrucción de Nobu Tamura, escala de "saintabyssal".

A pesar de lo que pudiera parecer, este artículo está envuelto en la controversia, pues hace afirmaciones demasiado generales a partir de muy poca información (un único fósil). Además, no se ha descartado que este sea un "parto fallido", como aquellos que se dan en cetáceos modernos donde de cuando en cuando un feto viene "al revés" y por lo tanto muere, al emerger parcialmente con la cabeza hacia el agua y no tener tiempo suficiente para emerger a la superficie o salir del viente de la madre (aunque el hecho de que son tres fetos en esa posición podría indicar que no es una malformación). Como sea, este descubrimiento es excepcional.

FUENTE:

Motani R, Jiang D-y, Tintori A, Rieppel O, Chen G-b (2014) Terrestrial Origin of Viviparity in Mesozoic Marine Reptiles Indicated by Early Triassic Embryonic Fossils. PLoS ONE 9(2): e88640. doi:10.1371/journal.pone.0088640

GLOSARIO:

Viviparismo. Condición por la cual, diferentes grupos de animales paren vivas a sus crías en contraposición con el oviparismo, que consiste en depositar huevos, de los cuales eclosionarán las crías.

Ictiopterigios (Ichthyopterygia). Grupo de reptiles marinos que vivió del Triásico temprano al Cretácico tardío y que incluye a los ictiosaurios y sus parientes cercanos, pero no a otros reptiles marinos.

NOTA:

Este reptil NO es un ictiosaurio como afirman algunos medios, es un ictiopterigio (pariente de ictiosaurios).

¡Feliz cumpleaños Señor Darwin!

Un día como hoy, pero de hace 205 años nació Charles Robert Darwin, el naturalista que siendo un muchacho descubrió el mecanismo principal por el cual las especies se transforman en otras, la Selección Natural. Su descubrimiento popularizó lo que entonces era conocido como "transmutación de las especies" y que pasaría a ser conocido como Evolución Biológica. Darwin fue un gran apasionado de los fósiles como lo denota la siguiente cita:

"No hay nada como la geología (...nada) puede ser comparado a encontrar un buen grupo de huesos fósiles que nos dicen la historia de tiempos pretéritos casi con una lengua viva"

Charles Darwin en una carta a su hermana Catherine en Abril de 1834.

El murciélago que tenía garras

Este tema está relacionado a "el origen de los murciélagos", gracias a quienes quisieron saber más.

Los murciélagos son unos de los vertebrados modernos más exitosos de todos, representan cerca del 20% de todos los mamíferos descritos y sólo los superan en número de especies los roedores. Los murciélagos modernos se dividen en dos grandes grupos, los microquirópteros y los megaquirópteros. Ambos representan linajes evolutivos independientes (monofiléticos).

Izquierda, un megaquiróptero. Derecha, un microquiróptero. Imágenes de Animal Diversity web.

Casi todos los murciélagos fósiles se pueden clasificar en cualquiera de estos dos grupos, lo que los hace poco interesantes. En cambio, cuando algún quiróptero fósil no pertenece a ninguno de ellos, nos aporta mucha información sobre la evolución temprana de estos impresionantes mamíferos aéreos. Este es el caso de Onychonycteris finneyi, una criatura impresionante.

Reconstrucción de Onychonycteris finneyi.

Onychonycteris tenía alas como cualquier otro murciélago, pero a diferencia de la mayoría de ellos, sus membranas alares eran reducidas, lo que indica que aunque podía volar, no era tan efectivo como sus contrapartes actuales y esto lo apoya la noción de que tenía una membrana en la cola extremadamente grande. Además, era único entre los murciélagos, pues tenía garras en todos los dedos de la mano, lo que lo identifica como un hábil escalador, lo cual es apoyado también por la articulación de sus patas traseras, pues mientras en los murciélagos modernos estas se orientan de tal modo que pareciera que las tienen invertidas, Onychonycteris las tenía en posición "normal", facilitando una locomoción cuadrúpeda. Otra cosa interesante que posee es que carece por completo del sentido de la ecolocación, lo cual es revelado por el estudio meticuloso de sus oídos.

Holotipo de Onychonycteris finneyi (ROM 55351A). a) Esqueleto en vista dorsal, b) cráneo en vista palatal, c) esternón en vista ventral. Barras de escala a 1 cm. Tomado de Simmons et al. (2008).

Onychonycteris es sin duda una criatura que revela mucho sobre la evolución temprana de los murciélagos, dándonos a conocer un estilo de vida trepador, habilidades de vuelo limitadas y la ausencia total de ecolocación. Y a pesar de que nos ha enseñado mucho, también nos hace preguntarnos muchas otras cosas que esperemos, sean respondidas con nuevos hallazgos.

FUENTE PRINCIPAL:

Simmons, N. B., Seymour, K. L., Habersetzer, J., y Gunnell, G. F. (2008). Primitive Early Eocene bat from Wyoming and the evolution of flight and echolocation. Nature, 451(7180), 818-821.

Bocas anómalas

Este tema es parte de la sección quiero saber más. Gracias a quienes quisieron saber más de "la ventosa anómala del Cámbrico".

Anomalocaris (el camarón anómalo) es un animal con una historia interesante. Sus apéndices fueron confundidos con partes traseras de algún artrópodo, su cuerpo con algún tipo de esponja y su boca con una medusa. Pero esta clásica confusión va un poco más allá.

La historia de Anomalocaris es en realidad la historia de tres anomalocáridos del mismo yacimiento.

Solemos pensar que Anomalocaris fue un megadepredador que solía destrozar trilobites (como lo muestran los documentales) y sin embargo, la evidencia reciente parece apuntar a que su disco oral no podía con el caparazón de un trilobite y que quizá sólo succionaba gusanos o peor, que comía algas y otros artículos sésiles como esponjas. Y aunque de momento no podemos confirmar exactamente qué comía, si podemos señalar otras cosas interesantes.

¿Anomalocaris? No, Peytoia nathorsti. Artista: John Sibbick.

Cuando uno va en búsqueda de imágenes de los fósiles de su boca, los motores de búsqueda nos mienten. O quizá no es que nos mientan, sino que quienes le pusieron nombre a las imágenes no sabían algo básico: la mayoría de las bocas de Anomalocaris que se muestran no son de él. 

Izquierda, típica foto de presunto Anomalocaris. Derecha, foto de la boca y las piezas orales de un verdadero Anomalocaris. Fotografía de la izquierda tomada de http://burgess-shale.rom.on.ca/. Fotografía de la derecha, tomada de Daley y Bergström (2012).

La mayoría de las que se muestran tienen cuatro radios y resulta que la de Anomalocaris sólo tenía tres radios. Las "otras bocas" en realidad pertenecen al doppelgänger del camarón anómalo, quien en realidad fue confundido con una esponja: Peytoia nathorsti (también conocido bajo el nombre de Laggania cambria) y al cabezón Hurdia victoria.

Bocas de A) Peytoia, B), Hurdia  y C) Anomalocaris. Note que Anomalocaris tiene sólo tres radios orales en vez de cuatro. Tomado de Daley y Bergström (2012).

Y estos son sólo tres de los anomalocáridos que vivieron en el esquisto de Burguess, Canadá. En temas posteriores abordaré la diversidad de estos extraordinarios organismos.

FUENTE PRINCIPAL:

Daley, A. C., y Bergström, J. (2012). The oral cone of Anomalocaris is not a classic ‘‘peytoia’’. Naturwissenschaften, 99(6), 501-504.

¿Qué comían nuestros distantes ancestros?

Este tema está relacionado a "la evidencia más antigua de carnicería en nuestros ancestros", gracias a quienes quisieron saber más al respecto.

Mucho se dice sobre la dieta de nuestros ancestros y parientes cercanos extintos, la mayor parte de esa información sigue una agenda elitista para "convertir" personas hacia otro tipo de dieta o bien es parte de la actual moda de la "paleodieta". Ambas posturas sustentan afirmaciones que no son del todo ciertas y a decir verdad, dejan mucho que desear desde el campo científico. En este tema trataré de resumir en una línea temporal los cambios de dieta que nos llevaron a ser lo que actualmente somos: el primate con la dieta más diversa de todos.

La pirámide clásica de alimentos denota nuestra gran capacidad de consumir una enorme variedad de alimentos.

El candidato más antiguo (aunque debatido) a situarse en nuestro linaje evolutivo es el pequeño Ardipithecus ramidus, un homínino (subfamilia Homininae) etíope que vivió ente hace 5.6 y 4.4 Ma, entre el Mioceno tardío y el Plioceno temprano. Los estudios de isótopos estables de carbono y oxígeno sitúan a este primate como un consumidor de plantas C3 (árboles y arbustos) en ambientes de bosque y ocasionalmente sabana. Además, el estudio de su esmalte sugiere que consumía frutos y una pequeña cantidad de animales, probablemente insectos.

Ardipithecus ramidus en su paleoambiente. Ilustración de Jay Matternes.

Luego del Ardipithecus llegó otro género, el Australopithecus. Las especies más antiguas de este son Australopithecus anamensis de hace 4.2 a 3.9 Ma y Australopithecus afarensis de hace 3.9 a 2.9 Ma. Ambas del Plioceno medio de Etiopía y Kenya. Algo importante que hay que resaltar es que su distribución temporal no sincrónica y su morfología coinciden con la hipótesis de que A. anamensis es el ancestro directo de A. afarensis. Estos homíninos (tribu Hominini) muestran un patrón de dieta disímil, pues los análisis de isótopos ubican a A. anamensis como un consumidor de plantas de tipo C3 (como Ardipithecus), pero a A. afarensis como un consumidor de plantas C4/CAM (que incluyen suculentas y pastos). Los estudios microscópicos del esmalte de estas especies sugieren que A. anamensis se alimentaba casi únicamente de hojas, mientras que su descendiente A. afarensis incluía algo de pastos a la dieta. Estos estudios sin embargo son ciegos al consumo de animales, por lo que por ahora no sabemos si estos homíninos comían únicamente insectos u otros recursos animales.

Modelo de Australopithecus anamensis. Artista desconocido.

Macho de Australopithecus afarensis expuesto en el Museo de Historia Natural Smithsoniano.

La siguiente especie de la que hablaremos es Australopithecus africanus. Este homínino vivió entre hace ~3.03 y 2.04 millones de años en lo que hoy es Sudáfrica. Y a diferencia de sus primos más antiguos, los valores isotópicos del esmalte dental de esta especie indican que era un primate con una diete muy amplia, pues consumía tanto plantas de tipo C3 (árboles, arbustos y frutos) como de tipo C4/CAM (suculentas, pastos y gramíneas). Esta especie es de particular importancia, pues los paleoantropólogos piensan que fue la que dio origen al género Homo, nuestro género.

Hembra de Australopithecus africanus expúesta en el Museo de Historia Natural Smithsoniano.

Esta revolución en la dieta de los australopitecinos pronto daría un giro más e incluiría ampliamente el consumo de carne, pero eso lo veremos en otra entrega sobre dietas de nuestros parientes.

FUENTES:
Van der Merwe, N. J., Thackeray, J. F., Lee-Thorp, J. A., y Luyt, J. (2003). The carbon isotope ecology and diet of Australopithecus africanus at Sterkfontein, South Africa. Journal of Human Evolution, 44(5), 581-597.

Suwa, G., Kono, R. T., Simpson, S. W., Asfaw, B., Lovejoy, C. O., y White, T. D. (2009). Paleobiological implications of the Ardipithecus ramidus dentition. Science, 326(5949), 69-99.

Ungar, P. S., Scott, R. S., Grine, F. E., y Teaford, M. F. (2010). Molar microwear textures and the diets of Australopithecus anamensis and Australopithecus afarensis. Philosophical Transactions of the Royal Society B: Biological Sciences, 365(1556), 3345-3354.

Sponheimer, M., Alemseged, Z., Cerling, T. E., Grine, F. E., Kimbel, W. H., Leakey, M. G., ... y Wynn, J. G. (2013). Isotopic evidence of early hominin diets. Proceedings of the National Academy of Sciences. 1-6.

La supernova que no mató a los dinosaurios

Como veíamos en el tema anterior ("la primera evidencia biológica de una supernova"), las supernovas son explosiones estelares de enormes proporciones, capaces de alcanzar sistemas solares distantes.

Corría el año de 1971 y un par de científicos, Dale Russell y Wallace Tucker del Museo Nacional de Ciencias Naturales de Ottawa, Canadá y del departamento de Ciencia e Ingeniería Americana de Massachusett (respectivamente), sugería algo interesante y controversial. Que la extinción de los dinosaurios había sido causada por la explosión de una supernova en la vecindad cósmica.

Restos cósmicos de la Supernova 1604 o Supernova de Kepler.

Pero exactamente ¿qué efectos tendría sobre nuestro planeta que una estrella explote? La respuesta vino en 1995, cuando otro par de científicos, John Ellis y David N. Schramm de la División de Física Teórica de la Organización Europea de Investigación Nuclear, Suiza, estudiarían lo que podría suceder. Los efectos de una supernova explotando cerca de nuestro sistema solar, serían simplemente devastadores, la capa de ozono sería aniquilada y no se restauraría sino hasta cientos de años después, permitiendo que los dañinos y mutagénicos rayos UV llegaran a la tierra y eliminaran gran parte de las criaturas del globo.

La capa de ozono está formada de oxígeno triatómico y es capaz de filtrar los nocivos rayos ultravioleta, mismos que son altamente mutagénicos, pues son capaces de interactuar con el ADN de nuestras células. Arte de  Bsip Stephant.

Y aunque no podemos descartar en el acto una supernova, ahora podemos buscar el isótopo de hierro 60 en el límite K/T (momento de la extinción de los dinosaurios) y comprobar o refutar la idea de que un evento de tal magnitud tuvo lugar. No se ha hecho, pero existen otras causas que si se han demostrado y que pudieron devastar ampliamente a las comunidades del Cretácico tardío, al punto de extinguir a tantos de sus integrantes que pasarían a la historia como una de las grandes muertes del planeta. Entre estas causas tenemos al menos evidencia de dos impactos extraterrestres y de erupciones volcánicas masivas.

"Estrella de la muerte". Ilustración de Joe Tucciarone.

La extinción de los dinosaurios es sin duda, un tema interesante que nunca deja de qué hablar.

FUENTES:

Russell, D., y Tucker, W. (1971). Supernovae and the extinction of the dinosaurs. Nature. 229: 553-554pp.

Ellis, J., y Schramm, D. N. (1995). Could a nearby supernova explosion have caused a mass extinction?. Proceedings of the National Academy of Sciences, 92(1), 235-238.

Flamingosaurio marino

Los reptiles marinos tuvieron su apogeo durante el Mesozoico. Produjeron decenas de formas entre las que tenemos "cocodrilos" marinos, ictiosaurios similares a delfines, mosasaurios emparentados a varanos y serpientes, plesiosaurios de cuellos largos, pliosaurios de grandes cabezas y cuellos cortos, las primeras tortugas y las más grandes, tuátaras marinas y toda una gama de criaturas denominadas sauropterigios que eran similares a los plesiosaurios/pliosaurios, pero con adaptaciones únicas.

Algunos reptiles marinos. A) un mosasaurio, B) un plesiosaurio, C) un placodonte, D) una tortuga, E) un ictiosaurio, F) un talatosaurio, G) un esfenodonto (tuátara) y H) un "cocodrilo". Tomado de "The Evolution of Marine Reptiles" de R. Motani (2009).

Recién se acaba de publicar una nota de un nuevo sauropterigio en la revista "Naturwissenschaften" (ciencias naturales) que viene a darle un giro a lo que sabíamos sobre las adaptaciones dietarias de estas criaturas. Pues se trata de un análogo de un flamingo submarino, una suerte de primer y más antiguo reptil-ballena denominado Atopodentatus unicus. Sin duda una criatura notable.

a) Esqueleto de Atopodentatus. b) cráneo de Atopodentatus. Tomado de Cheng et al. (2014).

Reconstrucción de Atopodentatus unicus por Julius T. Csotonyi.

RESUMEN EN ESPAÑOL:

La fauna de Luoping (Triásico medio, Anisiano) es probablemente la más antigua de las faunas triásicas en el área de Guizhou-Yunnan, China. El ensamble de reptiles comprende ictiosaurios, sauropterigios (formas tipo Pachypleurosauria), saurosfárgidos, protorosaurios y arcosauriformes. Aquí, reportamos un reptil peculiar, recientemente descubierto para esta fauna. Su dentición forma una valla tipo peine y porta más de 175 dientes pleurodontos en cada rama de las mandíbulas superiores e inferiores, la corona de los dientes tiene forma de aguja en la parte distal y en forma de cuchilla proximalmente; el rostro se curva fuertemente hacia abajo y la porción anterior de la mandíbula se expande tanto dorsal como ventralmente para formar una estructura con forma de pala finalmente, las falanges unguales tiene forma de casco. Las especializaciones de la mandíbula y la dentición indican que este reptil pudo haber estado adaptado a una alimentación de tipo filtrador de fondo. Es obvio que esos dientes delicados no son lo suficientemente fuertes para capturar presas, pero probablemente eran usados como barrera para filtrar microorganismos o invertebrados bentónicos como gusanos marinos. Estos eran colectados por las mandíbulas especializadas, que pudieron haber funcionados como palas o excavadoras (la mandíbula) y como una pinza o raspador (el rostro). Nuestro análisis preliminar sugiere que el nuevo reptil podría estar más cercanamente emparentado a Sauropterygia que cualquier otro reptil marino.

FUENTE:

Cheng, L., Chen, X. H., Shang, Q. H., & Wu, X. C. (2014). A new marine reptile from the Triassic of China, with a highly specialized feeding adaptation. Naturwissenschaften, 1-9pp.