El oso ursino más antiguo (y ¿vegetariano?)

En un post de hace ya ¡siete años! Hablé de las especies de osos que existen en la actualidad. Estas especies se han mantenido y no se han descrito nuevas, así como tampoco se ha extinto alguna (afortunadamente).

Post viejito, pero con información vigente. Haz clic aquí si quieres echarle un ojo.

Estas especies se agrupan tradicionalmente en tres subfamilias: Ailuropodinae, que sólo contiene únicamente al oso Panda gigante: Ailuropoda melanoleuca. Tremarctinae, que contiene a los actuales osos de anteojos de Sudamérica: Tremarctos ornatus. Y a la Ursinae, que contiene al resto de osos, generalmente cobijados bajo el mismo género: Ursus. Esta última es la que se considera más exitosa, pues fue más diversa en el pasado y aún hoy, lo sigue siendo.

Ursus arctos, el oso pardo. La especie de oso más exitosa del planeta.

La cosa es que recién se publicó un artículo donde describen una nueva especie de ursino. El estudio estuvo a cargo de investigadores del Instituto de Paleontología de Vertebrados y Paleoantropología de la Academia China de Ciencias y del Museo Americano de Historia Natural. Y el artículo fue publicado en la revista científica iScience (Inclusive Science: Ciencia inclusiva), de la editorial Cell.

En dicho artículo se describe una especie nueva: Aurorarctos tirawa. Nombre que significa "oso de la aurora del dios Tirawa". Esta figura es una deidad importante para los Pawnee, pueblo indígena de las grandes planicies de Estados Unidos de América. A. tirawa fue descubierto en la cantera Stewart, ubicada en el norte de Nebraska. Su edad corresponde al Mioceno medio y a la edad biogrocronológica de mamíferos terrestres de América del Norte conocida como Barstoviano, que tiene una edad aproximada de entre 15 y 12.5 millones de años.

El Mioceno en las grandes planicies de EUA. Arte de Jay Matternes.

El holotipo, es decir, el material fósil que representa a la especie consta de una mandíbula con algunos dientes preservados (del premolar cuarto al molar segundo). Pero además, se conocen otros restos, como los molares superiores correspondientes con los del holotipo y una parte distal de húmero.

Material fósil de A. tirawa. A) Húmero. B) Mandíbula holotipo. C-E) Premolar y molares superiores. Tomado de Jiangzuo y Flynn (2020).

Y bueno, la cosa es que tras llevar a cabo un análisis filogenético, los autores recuperaron a Auroractos tirawa como un miembro basal de la subfamilia Ursinae. Pero no sólo es basal, es también el miembro más antiguo conocido del grupo, precediendo a otros por al menos 3 millones de años. Pero eso no es todo, en el análisis filogenético, los autores reemplazan a la subfamilia Tremarctinae con la tribu Arctotheriini, algo que desgraciadamente, no se discute en el artículo y que probablemente sea discutido por otros investigadores más adelante.

Análisis filogenético calibrado con el tiempo geológico. Tomado de Jiangzuo y Flynn (2020).

Pero el estudio no sólo es importante por eso, sino que además tras analizar la dentición de A. tirawa, los autores descubrieron que esta especie, como la mayoría de su grupo, era omnívora, pero notaron además una fuerte propensión al consumo de plantas. Lo que hace que al menos en la base del grupo, la tendencia dietaria fuera esa, el consumo de vegetación. Esta nueva especie y su húmero, muestran además que su ecoespacio preferido era el arborícola, lo que sugiere que el modelo previo, de ursinos surgiendo de un ancestro terrestre es erróneo y explica además, el por qué casi todos los osos ursinos en sus formas juveniles y adultas medianas, son capaces de trepar árboles.

Reconstrucción artística de Aurorarctos tirawa. Tomado de Jiangzuo y Flynn (2020).

Este nuevo descubrimiento le da por ende, un rostro completamente distinto al ancestro de los osos avanzados modernos y nos da pistas para saber que la clave de su éxito está precisamente, en el consumo de plantas. Al final, este oso demuestra que a veces, sí se podía vivir de ensalada.

Fuente (de libre acceso):

Jiangzuo, Q. & Flynn, J. J. (2020). The earliest ursine bear demonstrates the origin of plant-dominated omnivory in Carnivora. iScience, 101235. DOI:https://doi.org/10.1016/j.isci.2020.101235

Rayos durante el impacto K/Pg

El evento de extinción masiva de finales del Cretácico es quizá uno de los que más ha llamado la atención del público general, pues es el fenómeno que puso fin al reinado de los grandes dinosaurios (no avianos). Y desde la década de los ochenta, se ha ido gestando información que refuerza la idea de que un bólido  espacial, en este caso un meteorito, fue el responsable de este fenómeno. A este meteorito, así como al cráter que dejó tras de sí se le denomina como el pueblo de donde se obtuvieron las evidencias: Chicxulub.

Representación artística del impacto. Imagen de Don Davis.

El impacto tuvo lugar hace 66 millones de años y entre las múltiples catástrofes que desató encontramos incendios forestales masivos, que parecen estar vinculados a la extinción de grupos particulares de aves, como las enantiornites.

Representación de los incendios masivos de finales del Cretácico. Arte de Philipp M. Krzeminski.

Post al respecto (más detallado) en este enlace.

Además, se sabe que el impacto produjo megatsunamis y sismos de una intensidad nunca antes vista por el ser humano. Y que esperemos no ver nunca. Pero además, el impacto produjo inicialmente lo que se conoce como "cortina de eyecta" (eyecta blanket en inglés), que es cuando el material expulsado desde dentro del cráter se desplaza hacia afuera del mismo de forma horizontal, arrasando todo en su paso.

Diagrama de cómo se dispersa la cortina de eyecta desde el punto de impacto. Tomado de nuestro video de "Las primeras víctimas del asteroide que mató a los dinosaurios".

Precisamente, un nuevo estudio publicado en la revista científica Nature, presenta un nuevo tipo de material asociado directamente a esta cortina de eyecta: los "Guijarros de Pook" (Pook’s Pebbles en inglés).

Micrografía de uno de los guijarros de Pook. Tomado de Kletetschka et al. (2020).

Al analizarlos, los científicos descubrieron que estaban cargados magnéticamente y que además, estas cargas estaban completamente dispares entre sí. Esto último indicaría que el evento que las cargó cuando eran líquidas aún, tomó lugar durante la expulsión de la cortina de eyecta. Y por si no fuera poco, los científicos descubrieron que este material sufrió deformaciones importantes (recristalización  de la calcita, específicamente) a tan solo 0.2 mm de haberse enterrado, lo que significa que durante su caída experimentaron intenso calor y presión.

Uno de los guijarros de Pook, listo para el análisis. Tomado de Kletetschka et al. (2020).

Esta evidencia se interpreta como una cortina de eyecta que estaba experimentando no sólo una gran presión y temperatura, sino además, intensos rayos que se formaban con la fricción del material expulsado tras el impacto. Esta imagen es digna de una película apocalíptica (o quizá hasta más). Imagina una cortina de material rocoso líquido, súper calentado, a gran presión y que para colmo, trae consigo una red eléctrica de rayos como ningún otro, barriendo con todo a su paso. Una escena de pesadilla.

Photoshop de baja calidad hecho por un servidor. Autor original desconocido.

Esto recuerda al fenómeno de los rayos en medio de las erupciones volcánicas. Ahora sólo imagínalo en cortina y en versión infernal.

Tomado de Barcroft TV.

Estudios como este complementan nuestra visión de un fenómeno que ocurrió poco más de 66 millones de años en el pasado, uno que acabó por modelar el presente al provocar un recambio de fauna y flora como no había ocurrido sino millones de años antes. El evento K/Pg que le dio forma al Cenozoico, la era de los mamíferos.

Fuente:

Kletetschka, G., Uria, A. O., Zila, V., & Elbra, T. (2020). Electric discharge evidence found in a new class of material in the Chicxulub ejecta. Scientific Reports, 10(1), 1-11.

Nuevas especies de ceratópsidos

Volvemos con más Paleonews. En esta ocasión, la descripción de dos especies nuevas de dinosaurios ceratópsidos, esos con cuernos y golas que todo niño (y dinofan) ama. Los recién llegados fueron descritos en una publicación de la revista PeerJ titulada "Transitional evolutionary forms in chasmosaurine ceratopsid dinosaurs: evidence from the Campanian of New Mexico", "Formas evolutivas transicionales en dinosaurios ceratópsidos kasmosaurinos: evidencia del Campaniano de Nuevo México".

Título del paper nuevo.

Este artículo tiene como autores a Denver W. Fowler​ y a Elizabeth A. Freedman Fowler, investigadores del Museo de Dinosaurios de las Badlands de Dakota del Norte, el Museo de las Rocallosas y el Departamento de Ciencias Naturales de Dickinson, Dakota del Norte. En síntesis, el paper analiza la posición estratigráfica de varios dinosaurios ceratópsidos kasmosaurinos, con especial atención a las golas (las estructuras alargadas de la parte posterior del cráneo).  Esto en las formaciones geológicas Kirtland y Fruitland.

Procedencia estratigráfica y correlación de los ejemplares estudiados por Fowler y Freedman Fowler (2020).

Varios de estos ejemplares estaban sin identificar o se sostenía que eran del género Pentaceratops. Para probar esta hipótesis, los autores llevaron a cabo un estudio morfológico usando una herramienta conocida como morfometría geométrica, misma que permite ver la variación de las estructuras y poder así entender mejor cómo se modifican las formas. Esto es de particular importancia en un contexto evolutivo y en este caso, taxonómico, pues permitió la descripción de nuevas especies.

Análisis de morfometría geométrica en cráneos de kasmosaurinos. Tomado de Fowler y Freedman Fowler (2020)

La primera de estas especies fue: Navajoceratops sullivani, descubierta en la base del miembro Hunter Wash Mbr, de la Formación Kirtland y que posee una antiguedad aproximada de 75 millones de años. Esta especie se destaca por la posesión de un surco medio de la gola bastante cerrado, en el que los epoccipitales (huesos que forman el margen de la gola) más grandes se aproximan hasta casi cerrar dicho surco. Además, la especie posee un par de epoccipitales en la región media del surco, muy por debajo de donde se les suele encontrar.

Reconstrucción de Navajoceratops sullivani, note los aspectos en la gola previamente descritos en el texto. Arte de Ville Sinkkonen.

La segunda especie descrita es: Terminocavus sealeyi, descubierta en la parte media del miemrbo Hunter Wash, también en la Formación Kirtland, pero con una edad aproximada de 74.7 millones de años. Esta otra especie presenta el surco medio de la gola casi cerrado, con los epoccipitales que en Navajoceratops se encuentran en contraposición, mucho más reducidos. Además, carece de los epoccipitales accesorios que presenta su pariente (y probable ancestro) Navajoceratops, en la parte media del surco de la gola.

Reconstrucción de Terminocavus sealeyi, note los aspectos descritos en el texto. Arte de Ville Sinkkonen.

Estas dos especies representan un vínculo evolutivo entre Utahceratops gettyi, presente en la parte media de la Formación Kaiparotiws de Utah, con una antigüedad de 76 a 75.6 millones de años, con el tardío Anchiceratops ornatus de la Formación Horseshoe Canyon y de una antigüedad de 72 a 71 millones de años. Y en esta línea anagenética nueva detectada, se tiene por el medio a una especie nuevo no descrita pero identificada como afín a Pentaceratops.

Línea filética propuesta en el artículo. Utahceratops de Lukas Panzarin. Pentaceratops de Sergey Krasovskiy. Navajoceratops y Terminocavus de Ville Sinkkonen. Anchiceratops de John Sibbick.

Sin duda, un avance en el entidimiento de la evolución de los dinosaurios con cuernos. Y sin duda, cada nueva especie de estos carismáticos reptiles es siempre bienvenida.

Ilustración de Ville Sinkkonen.

Fuente:

Fowler DW, Freedman Fowler EA. 2020. Transitional evolutionary forms in chasmosaurine ceratopsid dinosaurs: evidence from the Campanian of New Mexico. PeerJ 8:e9251 https://doi.org/10.7717/peerj.9251

Paleonews: Serie de crecimiento de T. rex

Bienvenidos de nuevo al blog. De hoy en adelante usaré este medio para principalmente discutir noticias. Y los temas más complejos los seguiré tratando a manera de video en el canal. Si es un matusalénico que no conoce el canal, te invito a visitarlo.

Link al canal.

Y ahora sí. A lo que venimos. Se acaba de publicar un nuevo estudio en la revista PeerJ sobre Tyrannosaurus rex. Y como es casi obligatorio, toca hablar del dinosaurio más popular de todos.

El nuevo estudio corre a cargo de uno de los mayores expertos en tiranosaurios, el Doctor Thomas D. Carr. El paper lleva por título "A high-resolution growth series of Tyrannosaurus rex obtained from multiple lines of evidence", que se traduce como "una serie de crecimiento de Tyrannosaurus rex obtenida con múltiples líneas de evidencia".

Artículo de libre acceso haciendo clic aquí.

Este estudio tiene una aproximación nueva (para mí al menos) e interesante: un ontograma. Que es como un cladograma, pero con ejemplares de la misma especie y de diferentes edades. Y es que, es interesante porque si es cierto que la máxima de "la ontogenia recapitula la filogenia", entonces, un ontograma sería capaz de recuperar los cambios de estado de carácter de la especie durante su desarrollo. Los estados de carácter, para los que no estén empapados en sistemática filogenética, son las diferentes formas que puede tomar un mismo carácter. Por ejemplo, tenemos por decir, la forma de una falange: esbelta, media y gruesa. Cada uno de estos estados de carácter se codifica observando (y estableciendo criterios que reduzcan/eliminen la subjetividad del mismo) los diferentes ejemplares.

Ontograma de T. rex. Tomado de Carr (2020).

Y bueno ¿Qué pasó? Pues que con ayuda del ontograma se pudo recuperar la serie de transformaciones morfológicas por las que atravesaba esta especie. Y una de las cosas más interesantes que se pudo observar es que T. rex atravesaba por una "pubertad loca", que presentaba cambios morfológicos tan extremos que sólo son semejantes a la metamorfosis que presentan algunos peces óseos derivados (Teleostei). Eso explica por qué sus juveniles eran considerados otra especie (tose en nanotirano).

Promoción descarada de un video nuestro: https://youtu.be/JmYC3Zd24sY

Y es que, Carr ya ni se molesta en -otra vez- discutir por qué Nanotyrannus lancensis no es una especie válida, pues un estudio similar ya había sido llevado a cabo. Acá, sólo se limita a destruir de una vez por todas el asunto no tan zanjado del "surco dentario". Así que ya no hay más nanotirano, sólo T. rex.

Otra conclusión valiosa del estudio es que gracias a la serie de crecimiento y estudios histológicos, ahora se pueden saber varias cosas de la ontogenia de T. rex como ¿Cuándo se hacía adulto? ¿Cuándo estamos hablando de un subadulto? Y similares.

Ontogenia de T. rex resumida. Tomado de Carr (2020).

Vemos que la especie era juvenil hasta los 12 años de edad, empezando su madurez sexual (el equivalente de nuestra pubertad) a los 13 años y finalizando su "adolescencia" a los 15 años. Se les consideraba subadultos de los 14 y hasta los 17 años, mientras que el término de desarrollo somático les llegaba hasta los 18 años. T. rex se consideraba adulto joven de los 17 y hasta los 22 años de edad. Y se consideraba adulto pleno pasando los 22 y entrando a los 23 años, cuando su cráneo adquiría ya la estructura externa base que tendría el resto de su vida. Y pasando los 28, se consideraban venerables ancianitos (organismos seniles). En este sentido, Scotty y Sue eran ya chochitos.

Distribución de ejemplares analizados con respecto a su edad y estado ontogenético. Tomado de PeerJ blogs. Como dato curioso, nuestro logo (que llevo tatuado en el brazo) sería recién un adulto.

Este estudio es importante porque permite entender como nunca antes, los cambios ontogenéticos de un dinosaurio que ha sido estudiado por 115 años y que sin duda, establece una nueva forma de estudiar la ontogenia de los dinosaurios. Esperemos que más dinosaurios (y otros organismos) puedan ser estudiados de esta forma, pero eso sólo pasará cuando se tenga una muestra fósil representativa.

Fuente:

Carr TD. 2020. A high-resolution growth series of Tyrannosaurus rex obtained from multiple lines of evidence. PeerJ 8:e9192 https://doi.org/10.7717/peerj.9192

Corrigendum: la posición del oído de los dinosaurios (no avianos)

Hace casi un año que no posteo nada en el blog. Y es que es complicado. Por principio, está el proyecto del canal de Youtube, que me deja sin tiempo para hacer cosas como escribir. Y por otro lado, ya casi nadie lee y el público del blog fue en picada antes de iniciar siquiera el canal. Parece una tendencia general, las redes sociales, breves, audiovisuales y memeras, han sustituido a los blogs. En fin. La cosa es que en mayo del año pasado (yo juraba que había pasado menos), publiqué una entrada sobre la posición del oído en dinosaurios no avianos:

Esta fue bien recibida por muchos. Pero pasó el tiempo y debido a que estoy metido como asesor científico en dos proyectos, cada vez me tocaba ver más y más de anatomía de arcosaurios (no sólo de dinosaurios), para poderlos reconstruir. Para no hacer la historia larga, me di cuenta que el post tenía un error fatal: los meatos auditivos externos (oídos de aquí en adelante) de los dinosaurios NO estaban donde dije que estaban.

Resulta que los análogos que usé: aves (dinosaurios modernos) y cocodrilos (parientes vivos cercanos), "me mintieron". O mejor dicho, no noté que erré en las observaciones. El argumento central del post fue que los oídos de estos animales están EN la cabeza, así como el de muchos otros "reptiles". Y esto es cierto, así como también es cierto casi todo en el post, salvo dos "detalles".

1. El oído de las aves aparenta salir de la fenestra, pero en realidad sale del foramen de la caja craneana del que se desprende el par craneal encargado del oído (el VIII). Pero sucede que su caja craneana es enorme. Y por eso aparenta estar donde está la fenestra.

Región de la que emerge el oído aviano. Tomado de Witmer (1990).

2. Esta región en los dinosaurios no avianos está poco derivada y la encontramos más alejadas de la fenestra temporal. 

Zona de la que emerge el nervio auditivo (pars VIII) de Allosaurus fragilis. Obra de brantworks.com

En el cráneo de un dinosaurio no aviano podemos ver que dicho foramen parece emerger directo desde la fenestra.

Cráneo de Dromaeosaurus con la caja craneana señalada en amarillo y la fenestra temporal bordeada en rojo. Autor desconocido.

Pero el nervio hace una jugada poco eficiente (lo que de nuevo, revela que las estructuras fueron evolucionando y no surgieron perfectas, producto de diseño) y da la vuelta por detrás, para salir por la parte trasera del cráneo y situarse detrás del cuadrado.

En este modelo de cráneo de T. rex señalo (al inicio del gif) la salida que podría tener el nervio, pero cómo acaba saliendo por detrás del cráneo y va a dar detrás del cuadrado (ese hueso en forma de reloj de arena con la ventana oval). Modelo de BLM National Operations Center Geospatial Imaging.

Las aves expandieron el paraoccipital y crearon una estructura nueva, llamada "receso timpánico", que los dinosaurios no avianos no poseen. Dicho receso lo encontramos en esta zona:

El receso timpánico en las aves, una suerte de "cuenco" óseo donde se localiza el oído. Tomado de Nomina anatomica avium.

Receso en el modelo 3D de un cráneo de cuervo. Obra de lior304805.

Espero ya lo puedan notar. Este cráneo de pavo fue prestado a su servidor por Joaquín Eng Ponce.

O sea: las aves literalmente le hicieron un "techo" al oído, para alojarlo dentro de la cabeza, moviéndolo de la parte trasera del cráneo hacia dentro del mismo. Pero ¿qué pasa con los cocodrilos? Pues ellos también tienen el oído metido en la cabeza. Y no sólo eso, sino que además, poseen orejas, siendo los únicos reptiles con este tipo de adaptación.

La "oreja" de un alígator, levantada. Autor desconocido.

Veamos el cráneo de un cocodrilo. Todo parece indicar que todo esto es la fenestra temporal inferior.

Fotografía de Grigg y Kirshner (2015).

Pero eso es un error. Pues resulta que en realidad, la fenestra es sólo esto:

Imagen tomada del modelo 3D de Youbie's Collection.

Pero ¿qué pasó ahí? Resulta que indagando más, encontré un artículo de Montefeltro y colaboradores del 2016 donde estudian (por primera vez) esta peculiaridad. Y no sólo se quedaron en cocodrilos modernos y ya, sino que se fueron al registro fósil y resulta que existe algo llamado "cámara meatal", que es la forma que adoptaron los cocodrilos y sus parientes para alojar el oído dentro de la cabeza.

Cámara meatal (señalada en azul) de Osteolaemus tetraspis. Foto de Montefeltro et al. (2016).

Resulta que notosuquios (los crocodiliformes exitosos y diversos del Cretácico), talatosuquios (los crocodiliformes marinos, con otras formas de agua dulce) y los protosúquidos (crocodiliformes terrestres que aparecieron durante el Triásico) tenían ya este rasgo. Con lo que se adelantaron a las aves en llevar sus oídos al interior de la cabeza por poco más de ¡100 millones de años! Es decir, tuvieron evolución paralela tras un centenar de millones de años.

Filogenia con las posiciones y anatomías del oído de la cámara meatal de los Crocodyliformes. Los talatosuqios eran un poco raros en este sentido, pues tenían la cámara reducida y probablemente poseían un oído con la condición primitiva: fuera de la cabeza. Figura de Montefeltro et al. (2016).

Así que, reuniendo de nuevo la evidencia, todo parece indicar que:

1. Aves y cocodrilos (los únicos arcosaurios vivientes) poseen el oído dentro de la cabeza por evolución paralela.

2. Los dinosaurios no avianos (y aves primitivas no Ornithothoraces) poseían un oído primitivo, fuera de la cabeza.

Y ahora, con esto entendido. Ya podemos situar el meato auditivo externo en la mayoría de los dinosaurios. Su posición sería la siguiente:

En un "prosaurópodo" (Plateosaurus de Jaime A. Headden).

En un saurópodo (Diplodocus de Jaime A. Headden). Note cómo estos dinosaurios desarrollaron de forma paralela a las aves y cocodrilos, un ingreso del oído al cráneo. Y esto es porque se sospecha que era uno de sus mejores sentidos, lo que explica su posición.

En un oviraptórido. Ilustración de Jaime A. Headden.

En un anquilosaurio. Ilustración de Jaime A. Headden.

En un estegosaurio. Modelo de Idaho Virtualization Laboratory.

Los ceratópsidos poseen un caso extraño. No parece haber paso entre su caja craneana y el punto donde debe ir el nervio ótico hacia el oído.

En un paquicefalosaurio (Modelo de Stegoceras de WitmerLab).

En un hadrosáurido. Edmontosaurus regalis de Jaime A. Headden.

Referencias:

Witmer, L. M. (1990). The craniofacial air sac system of Mesozoic birds (Aves). Zoological Journal of the Linnean Society, 100(4), 327-378.

Bever, G. S., Brusatte, S. L., Carr, T. D., Xu, X., Balanoff, A. M., & Norell, M. A. (2013). The braincase anatomy of the Late Cretaceous dinosaur Alioramus (Theropoda: Tyrannosauroidea). Bulletin of the American Museum of Natural History, 2013(376), 1-72.

Grigg, G. & Kirshner, D.  (2015). Biology and evolution of crocodylians. Csiro Publishing. 649p.

Montefeltro, F. C., Andrade, D. V., & Larsson, H. C. (2016). The evolution of the meatal chamber in crocodyliforms. Journal of Anatomy, 228(5), 838-863.