La extinción K/T de las abejas

El evento K/T es el nombre formal para el fenómeno de extinción de finales del Cretácico y principios del Paleógeno. Este suceso es popular por la extinción de los dinosaurios, pero hay que recordar que con los señores del Mesozoico, también perecieron diferentes grupos animales, vegetales e incluso de microorganismos. No todos estos grupos de organismos se extinguieron totalmente, sino que algunos vieron muy afectada su diversidad sin desaparecer del todo.

La extinción K/T es mejor conocida por la desaparición dramática de los dinosaurios. Ilustración de Renard "frenchfox".

Uno de estos grupos fue el de los xilocopinos (subfamilia Xylocopinae), unas abejas que aparecieron durante el Cretácico y cuya evolución estuvo fuertemente entrelazada con la de las emergentes plantas con flores. La relación de los xilocopinos con las flores ha sido íntima, pues las flores sobornan con alimentos a estas abejas para que ellas lleven a cabo la polinización. Hasta hace poco nadie sospechaba que este grupo de insectos había sufrido por la extinción K/T, pero un estudio reciente ha puesto de manifiesto este evento.

Filogenia calibrada de las cuatro tribus de la subfamilia Xilocopinae.

Mediante el análisis del ADN, los investigadores han descubierto que hace unos 65 millones de años, las relaciones de polinización se vieron afectadas profundamente, provocando la extinción masiva de las abejas xilocopinas. Aunque se han propuesto diversos agentes causantes del cambio climático que alteró las comunidades a nivel global, los eventos descubiertos hasta ahora incluyen el impacto de un cuerpo extraterrestre en Chicxulub (México) y la erupción masiva de volcanes en el Deccan (India).

Modelo de linajes a través del tiempo de abejas xilocopinas desde hace 107 Ma hasta la actualidad con un modelo de reloj molecular relajado. El evento de extinción está indicado con la barra azul.

Si bien, se conocen pocos fósiles de abejas cretácicas, futuros hallazgos probarán o refutarán la idea de esta extinción que hoy por hoy parece haber sucedido.

FUENTE PRINCIPAL:

Rehan, S. M., Leys, R., & Schwarz, M. P. (2013). First Evidence for a Massive Extinction Event Affecting Bees Close to the KT Boundary. PloS one, 8(10), e76683.

Repartición de nicho en dinosaurios

Es bien sabido por casi todos que los dinosaurios no eran precisamente pequeños. Su gran tamaño postula grandes interrogantes entre los científicos y el público curioso. Una de esas preguntas es ¿cómo le hacían los vegetarianos para repartirse los recursos? Sabemos por el estudio de la fauna actual que en los lugares con presencia de muchas especies de herbívoros, como las planicies de África, existe una repartición de los artículos alimenticios que surge de forma histórica cuando las especies mejor adaptadas a consumir ciertas plantas, desplazan a otras extinguiéndolas o forzándolas a explotar el mismo recurso de forma diferente o bien, cambiarlo por otro. Al resultado de esta batalla se le llama repartición de nicho.

Repartición de nicho entre especies del género Dendroica. Las aves consumen recursos similares (insectos) en diferentes estratos arbóreos, asegurando minimizar la competencia entre especies.

La repartición del nicho casi nunca es completa y las especies pueden traslapar sus hábitos alimenticios con la de otra siempre y cuando los recursos sean abundantes. Los ambientes aislados o con alto estrés estacional son los sitios con menos especies de herbívoros. A este respecto, los dinosaurios del antiguo continente-isla de Laramida son muy interesantes, pues en esta extensión de entre cuatro y siete millones de kilómetros cuadrados coexistieron muchas especies de megaherbívoros. Hasta ahora nadie se había puesto a investigar a detalle cómo es que tantas especies de saurios tan grandes habían coexistido sin problemas.

Paleogeografía de Norteamérica hace 85 millones de años.

Recientemente se publicó un estudio que responde a la pregunta. Los dinosaurios de Laramida se repartían los recursos de forma distinta, asegurando la coexistencia de muchas especies gigantes. El estudio evaluó la relación de la morfología craneal con los hábitos ecológicos, cuando más distinta fuera esta relación, más alejados estaban de traslaparse las dietas de los gigantes. El estudio se centró en la Formación geológica "Dinosaur Park" en Alberta (de hace unos 76.5 a 75 millones de años) y concluyó que tanto los ankilosáuridos (dinosaurios acorazados), ceratópsidos (dinosaurios con cuernos) y hadrosáuridos (dinosaurios 'pico de pato') tenían diferentes estrategias alimenticias, tanto a nivel de familia como entre especies contemporáneas dentro de la misma familia.

Repartición de nicho en dinosaurios de la formación "Dinosaur Park". A la izquierda, relaciones fiolgenéticas de los dinosaurios analizados. En los cuatro paneles de la derecha, análisis de morfoespacio en dinosaurios coetáneos A) los tres grupos principales, B) subfamilias de ceratópsidos, C) subfamilias de hadrosáuridos y D) géneros de hadrosáuridos. Note que no existe traslape significativo en ningún grupo, salvo con Lambeosaurus y Corythosaurus.

Este estudio abre la puerta a nuevas e interesantes aproximaciones de la ecología dinosauriana. Esperemos que con el tiempo se desarrollen técnicas que permitan averiguar más sobre el tipo específico de plantas que consumían estos reptiles.

FUENTE PRINCIPAL:

Mallon, J. C., & Anderson, J. S. (2013). Skull Ecomorphology of Megaherbivorous Dinosaurs from the Dinosaur Park Formation (Upper Campanian) of Alberta, Canada. PloS one, 8(7), e67182.

¿Los dientes llegaron antes que las mandíbulas?

Esta entrada guarda relación con "aletas pares, una historia con mandíbulas" (clic para ver). Gracias por votar y recuerden dejarnos sus comentarios para mejorar este blog.

Los peces son un grupo artificial que engloba a cualquier criatura presente o extinta que tenga un cuerpo medianamente fusiforme (como de salchicha) y que respire por medio de branquias. A estos vertebrados basales, los agrupamos como agnatos cuando no tienen mandíbulas y como gnatostomados cuando sí las tienen. Si bien, el grupo "Agnatha" es una quimera de 'peces' con distintos ancestros, estudiarlos con esto bien claro en mente nos puede ayudar a comprender cómo evolucionaron las mandíbulas, pues al parecer estas aparecieron una única vez y a partir de un ancestro agnato. E igualmente interesante es comprender de dónde vienen los dientes que hoy se guarecen en nuestras bocas.

Relaciones de parentesco de los vertebrados primitivos alias "peces". Note como la mayoría de los grupos no tienen ancestros comunes cercanos. Los placodermos y el grupo corona de vertebrados son los únicos en toda la filogenia con mandíbulas.

Existen diferentes hipótesis del origen de los dientes, entre ellas encontramos la que sugiere que los 'padres' de nuestros dientes fueron los Conodontos. Estas criaturas fueron un enigma durante décadas, hoy sabemos que eran pequeños vertebrados "anguiliformes" sin mandíbulas, pero dientones. Estos dientes temibles se localizaban en el interior de sus faringes y tienen la peculiaridad que son el ejemplo más antiguo de una estructura mineralizada en un vertebrado. Según la hipótesis de origen conodonto, los dientes aparecieron antes que las mandíbulas y antes que el esqueleto mineralizado.

Estructura de un conodonto. A) reconstrucción en vida. B) Reconstrucción de la cabeza y la ubicación de los elementos dentales (M y S) y placas faríngeas (Pb, Pa). C) Esquema de fósil de conodonto. D) Esquema de la cabeza de un conodonto fósil.

Un nuevo estudio examinó la microestructura de los dientes de dos grupos de conodontos por medio de poderosos rayos X. Los resultados indican por una parte, que los paraconodontos son los ancestros de los euconodontos, resolviendo un problema taxonómico que también tenía décadas. Por otro lado, la evolución de los dientes euconodontos a partir de ancestros paraconodontos supone el fin a la idea que los primeros evolucionaron sus dientes de forma independiente y que la heredaron a sus desconocidos y aún no encontrados descendientes con mandíbulas.

Hipótesis filogenética propuesta por Murdock et al. (2013) entre paraconodontos y euconodontos, así como la evolución de los caracteres dentales de los conodontos.

Esta idea está acorde a lo que observamos en el registro fósil de 'peces', la aparición de los dientes tomó lugar luego de la aparición de las mandíbulas y no al revés.

FUENTE PRINCIPAL:

Murdock, D. J., Dong, X. P., Repetski, J. E., Marone, F., Stampanoni, M., & Donoghue, P. C. (2013). The origin of conodonts and of vertebrate mineralized skeletons. Nature, 502(7472), 546-549.

Los extraños dinosaurios de Madagascar

En esta ocasión le daré seguimiento al tema "nuevo dinosaurio en Madagascar" (clic para ver). Gracias a nuestros lectores por votar nuestros temas y recuerden, si les gusta el blog, recomiéndenlo.

Madagascar es una isla situada al este del sur de África que ha estado aislada por más de 88 millones de años, lo que ha permitido que evolucionen numerosas criaturas únicas a la isla. Madagascar posee al rededor de un 75% de especies que sólo habitan en la isla, de las que destacan los lémures, los eupléridos (o fossa) y los tenrecs. El mecanismo de aislamiento geográfico ha producido este fenómeno en repetidas ocasiones en la isla, siendo uno de los eventos más notables el sucedido durante el Cretácico con sus dinosaurios.

Algunos mamíferos endémicos a Madagascar. Del lado izquierdo con ocho paneles, léumures o lemuroideos. Del lado derecho, en la parte superior, con cuatro paneles, eupléridos y del lado derecho, en la parte inferior, con cuatro paneles, los tenrecs.

Existen varios dinosaurios carnívoros únicos a Madagascar. Tenemos al pequeño Dahalokely tokana, un pequeño bastante desconocido y recién descubierto. Está el extraño Masiakasaurus knopfleri que pertenece a una familia de dinosaurios con mandíbulas y dientes que apuntaban hacia afuera del hocico, lo que ha llevado a suponer que eran pescadores, aunque no se ha confirmado esta hipótesis. Existió además el curioso Majungasaurus crenatissimus que antes era llamado Majungatholus atopus y que poseía brazos aún más ridículos que los del T. rex. Finalmente tenemos al pequeñín emplumado que fuera confundido con un ave, Rahonavis ostromi que hoy sabemos era un "raptor" (dromeosáurido). Además de los carnívoros se conocen algunos vegetarianos, de los que destacan los cuello largos Archaeodontosaurus descouensi, que tenía dientes primitivos en una mandíbula bastante avanzada; Lapparentosaurus madagascariensis cuya identidad familiar es desconocida y Rapetosaurus krausei, un animal cuyo tamaño es relativamente modesto para ser un titanosaurio (unos 15 metros de largo).

Algunos de los dinosaurios de Madagascar a escala. De izquierda a derecha Masiakasaurus (por Sergio Pérez), Dahalokely, Majungasaurus y Rahonavis (por "Durbed") y al fondo Rapetosaurus (por Sergey Krasovskiy). 

Pero no todos estos dinosaurios vivieron al mismo tiempo. Los más antiguos son Archaeodontosaurus  y Lapparentosaurus que datan del Jurásico medio. El solitario Dahalokely vivió poco después del aislamiento de Madagascar, hace unos 80 millones de años y el resto datan de hace unos 70 millones de años. Lo que pocos notan es que los dinosaurios que son posteriores a la separación de Madagascar son en lo general enanos, mientras que los que habitaron la isla cuando era parte de la India tenían un tamaño "normal".

Dimensiones de Lapparentosaurus madagascariensis.

Estudiar las faunas fósiles de Madagascar siempre brinda sorpresas, en el caso de los dinosaurios no fue diferente. Esperemos que futuros hallazgos arrojen más luz sobre la evolución de estas criaturas en una de las islas más interesantes del globo.

Los genes saltarines del celacanto

Este tema está ligado a "Secuencian el genoma del Celacanto" (clic para ver). Gracias a los lectores que quisieron saber más al respecto, recuerden votar al final de cada tema y recomendar nuestra página si les gustó el contenido.

El nombre formal de los "genes saltarines" es en realidad transposones o elementos genéticos transponibles. Se trata de secuencias de ADN que tienen la capacidad de cambiar su ubicación dentro del cromosoma donde residen o bien, cambiar por completo de cromosoma. Los transposones no poseen secuencias de funciones vitales, aunque pueden poseer secuencias de resistencia, pero aún más importante, pueden arrastrar consigo genes vitales completos o fragmentos de éstos, alterando drásticamente el genoma de su dueño.

Tipos de transposones según su contenido.

Estos cambios que afectan la evolución de los organismos casi no son mencionados, pero son cruciales para entender en un marco más amplio los mecanismos de alteración genética. En un estudio previo donde se secuencía el genoma del famoso celacanto (Latimeria chalumnae), los investigadores señalaban que el ritmo de cambio de las secuencias protéicas de este "fósil viviente" era muy baja y que esto explicaba su escaso cambio morfológico.

El simpático celacanto.

Un nuevo estudio que consideró el estudio de los transposones nos guía en el sentido contrario y apunta a que la evolución del celacanto pudo ser más rápida de lo que se pensaba. El "truco" es que si bien, las secuencias de ADN de proteínas cambian lentamente por sí mismas, el número de elementos transponibles en el genoma del celacanto es mucho mayor que el de tetrápodos como mamíferos y aves, lo que le permitiría sufrir cambios evolutivos sin modificar per se sus secuencias, sino dejando que éstas sean arrastradas y modificadas por los transposones.

Gracias a este estudio, la supuesta lenta evolución del celacanto está siendo desestimada y el proceso evolutivo cobra más dimensiones, alejándolo del esquema unidimensional de sólo considerar a las mutaciones como el motor del cambio evolutivo.

FUENTE PRINCIPAL:

Chalopin, D., Fan, S., Simakov, O., Meyer, A., Schartl, M., & Volff, J. N. (2013). Evolutionary active transposable elements in the genome of the coelacanth. Journal of Experimental Zoology Part B: Molecular and Developmental Evolution. 9999: 1-12pp.

Problemas para clonar un dinosaurio (1)

Este tema es producto de la votación de nuestros lectores "De-extinción, la resurrección de especies extintas" (clic para ver) para saber más al respecto. Gracias y sigan votando para más "quiero saber más".

Existen muchos problemas para clonar a un dinosaurio, ya habrá tiempo y espacio para hablar de cada uno de ellos, pero por ahora me centraré en aquello que llamo "el prisionero adecuado". Existe toda una gama de fósiles, la mayoría los identifica como sólo huesos, pero existen formas muy diversas que van desde dientes, moldes del cerebro, huellas, excrementos vómito e incluso animales congelados. Entre ellos encontramos al popular ámbar, una resina natural que ha sido endurecida por el paso del tiempo y ha sido convertida en lo que los humanos llamamos "piedra preciosa". Algunas de ellas contienen en su interior prisioneros diversos que van desde florecillas a pequeños anfibios y reptiles.

Los fósiles contenidos en el ámbar van de florecillas a pequeños vertebrados como el gecko de la derecha.

Un dinosaurio no cabe en ámbar, entonces ¿cómo esperamos que este tipo de fósil ayude en su clonación? Según la novela de Michael Crichton "Parque Jurásico", habría que buscar mosquitos, pues estos insectos tienen el hábito de succionar sangre. Ante nosotros tenemos una dificultad que quizá no resulta tan obvia, ¡no todos los mosquitos se alimentan de sangre! Así es, no todas las especies de estos dípteros son vampiros, la mayoría se alimentan de néctar y otros más son cazadores de otros insectos. De hecho, sólo las hembras de ciertos miembros de la familia Culicidae son hematófagas (se alimentan de sangre) y sólo lo hacen para poder reproducirse.

Hembra de Anopheles stephensi alimentándose de un ser humano.

Si bien existen otros insectos "vampiros", estos no se encuentran en ámbar del Mesozoico (la era de los dinosaurios). Podría pensarse que los mosquitos hematófagos son abundantes, pero en realidad sólo se conocen dos fósiles de ámbar con mosquitos vampíricos, uno procede de Canadá y otro de Birmania. El mosquito canadiense (de hace 79 millones de años) tiene dos problemas: no muchos investigadores creen que sea un Culícido (mosquito vampiro) y es un macho (y sabemos que los machos no succionan sangre). El mosquito de Birmania (de hace 100-90 millones de años) es más prometedor pues si es un Culícido confirmado y además es hembra.

Paleoculicis minutus, el mosquito canadiense.

Entonces el problema de tener representado al "prisionero adecuado" es que sólo tenemos un mosquito potencialmente utilizable para extraer ADN, pero nadie se atrevería a dañar al que además representa al Culícido más antiguo del registro fósil.

FUENTES:

Poinar, G. O., Zavortinik, T. J., Pike, T., y Johnston, P. A. (2000). Paleoculicis minututs (Diptera: Culicidae) n. Gen., n. Sp., from Cretaceous Canadian amber, with a summary of described fossil mosquitoes. Acta Geologica Hispanica, 35(1), 119-130.

Borkent, A., y Grimaldi, D. A. (2004). The earliest fossil mosquito (Diptera: Culicidae), in mid-Cretaceous Burmese amber. Annals of the Entomological Society of America, 97(5), 882-888.