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Logran que embriones de pollo desarrollen hocico de dinosaurio

Un equipo de investigación internacional ha llevado a cabo la primera reversión evolutiva exitosa de las características del cráneo de un pájaro. El propósito del equipo es comprender los pilares moleculares de esa importante transición evolutiva.

Han sido Bhart-Anjan S. Bhullar, de la Universidad Yale en New Haven, Connecticut, y Arhat Abzhanov, de la Universidad Harvard en Massachusetts, quienes han encontrado el mecanismo para recrear elementos de la fisiología de los dinosaurios, basándose en el interés especial que existe en este tema debido a la importancia del pico en la anatomía aviar.hocido dinos

De acuerdo con la revista Evolution, los científicos han reproducido el desarrollo molecular ancestral para transformar en un laboratorio embriones de pollo en especímenes que ostentaron una configuración de hocico y paladar similar a la de pequeños dinosaurios como el Velocirraptor o el Archaeopteryx. Hace tiempo venimos comentando los avances en este tipo de intervenciones en embriones actuales.

A pesar de que esta investigación aporta datos nuevos y reveladores acerca de este componente esencial del esqueleto, no deja de intrigar la metodología del laboratorio, y hay quienes empiezan a hablar de estos científicos como los verdaderos doctores Frankenstein.

Cómo una gallina, unas semillas y rayos X emulan la creación de huellas de dinosaurios

Semillas de amapola, rayos X y una gallina de Guinea. Esto es todo lo necesario para recrear en vídeo cómo los dinosaurios caminaban y dejaron las huellas que ahora estudiamos. No obstante, la creación y conservación de una icnita no es algo sencillo. Implica la interacción entre un pie y un sustrato, el cual puede ser duro y plano o poroso y movedizo, como la arena, el barro, la arcilla o la nieve. Las huellas dejadas sobre estos materiales tienen más posibilidades de ser preservadas durante largos períodos, pero también son más complejas que las realizadas sobre una superficie más consistente porque a menudo implican movimientos de tracción y hundimiento. No se trata únicamente de pisar.

En un estudio publicado ayer en Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS), una pareja de científicos han elaborado un vídeo (de rayos X, XROMM) de una gallina de Guinea (o pintada) caminando sobre semillas de amapola para crear un detallado modelo en 3D de cómo se crean las huellas. Esperan que este modelo permita a los investigadores profundizar todavía más en la información contenida en las icnitas de los dinosaurios y así entender cómo se movían estos animales.

Peter Falkingham, investigador del Royal Veterinary College in London y uno de los autores del estudio, explica que eligieron un ave porque estos animales son descendientes directos de los dinosaurios, pero el hecho de haber escogido a una gallina de Guinea fue únicamente por caber en la máquina de rayos X y tenerlas a mano. Usaron semillas de amapolas porque se comportan como arena seca, pero son menos densas y es más sencillo ver a través de ellas en los rayos X.

En el estudio “The birth of a dinosaur footprint: Subsurface 3D motion reconstruction and discrete element simulation reveal track ontogeny”,  los responsables se dieron cuenta de que en la superficie las huellas eran más complicadas de interpretar, pero la impronta del pie del animal era más clara a dos centímetros bajo la superficie. Además, la pata del ave se hundió en las semillas unos cinco centímetros..

Aunque todavía tienen que hacer más pruebas, ya han encontrado similitudes entre los rastros dejados por esta gallina y las creadas por el dinosaurio jurásico Anomoepus. 

Un escaneo 3D muestra la verdadera anatomía del dodo

Un estudio mediante escaneo láser revela una anatomía diferente de la que se había descrito hasta ahora para el dodo, una enorme ave no voladora que se dio por extinguida en 1693 debido a la llegada de los humanos a las islas Mauricio. El análisis de su mandíbula permitirá entender mejor cómo funcionaba y qué presas cazaba el dodo. Además, nuevos huesos descubiertos darán pistas sobre la forma de desplazarse de este animal. El trabajo ha sido presentado por Hanneke Meijer, investigadora postdoctoral del Institut Català de Paleontologia (ICP), en el congreso anual de la Society of Vertebrate Paleontology, un encuentro celebrado la semana pasada en Berlín.

Aunque su presencia es importante en la cultura popular, sorprendentemente se sabe muy poco de la anatomía y la biología del dodo (Raphus cucullatus). En el estudio, los investigadores realizaron un modelo en 3D del único esqueleto completo de un mismo individuo de esta especie mediante escaneo láser, una tecnología que permite reproducir fielmente en tres dimensiones los distintos huesos que lo componen sin dañarlos, según informa el ICP. Se trata de un espécimen encontrado en 1903 y que actualmente se encuentra en el Museo de Historia Natural de Port Louis, en Mauricio. En el estudio, los investigadores también escanearon un segundo esqueleto del Museo de Ciencias Naturales de Durban, en Sudáfrica, formado por restos de individuos distintos.

Representación del dodo del siglo XVII. Wikicommons

Representación del dodo del siglo XVII. Wikicommons

Una de las sorpresas que se llevaron los investigadores al analizar las imágenes es que los esqueletos contienen huesos que eran desconocidos en esta especie y que nunca habían sido descritos, como la rótula. Los investigadores atribuyen este desconocimiento a que no había una plena conciencia del concepto de extinción en 1693 y que, posteriormente, no hubo un excesivo interés en conocer la biología de esta ave. El estudio del espécimen en 3D también permitirá hacer simulaciones de cómo este gran animal se desplazaba.

El dodo era un pájaro enorme (podía llegar a medir un metro de alto y pesar unos 18 kilos) de la familia Columbidae (a la que pertenecen las palomas y las tórtolas). “El cráneo del dodo es tan grande y su pico tan robusto que es fácil de entender que los primeros naturalistas lo relacionaran con los buitres u otras aves rapaces antes que con una paloma”, explica Hanneke Meijer, investigadora del ICP Miquel Crusafont.

Los antepasados ​​del dodo llegaron a Mauricio hace unos 8 millones de años. A menudo las especies en las islas evolucionan de forma muy diferente a como lo hacen en el continente y, en el caso del dodo, perdió la capacidad de volar, probablemente debido a la ausencia de depredación. La historia de esta especie es un ejemplo del efecto perturbador de los humanos sobre los ecosistemas: fue descubierta en 1598 en Mauricio y en menos de un siglo ya se había extinguido. Se cree que se convirtió en presa fácil de los cerdos y las ratas que los marineros habían introducido en la isla.

La forma de sus huevos ayudó a las aves a sobrevivir a la extinción

Investigadores de la Universidad de Lincoln (Reino Unido) sugieren que la forma de los huevos de las aves primitivas del Mesozoico fue un elemento clave para que estos animales sobrevivieran a la extinción masiva que acabó con los dinosaurios (y otras especies). En el estudio, publicado en la revista Royal Society journal Open Science, se analiza las cáscaras de huevo de la transición de los dinosaurios terópodos a las aves modernas.

Los resultados indican que las aves primitivas (desde hace 250 millones de años) ponían huevos con formas muy diferentes a los huevos incubados por el linaje que sobrevivió a la extinción hace 65 millones de años.

Los huevos del Mesozoico eran alargados y significativamente más simétricos que los demás huevos de aves. Además, su textura era más porosa de lo esperado en relación a su tamaño. No obstante, “la gama de formas de huevos en las aves modernas ya se había alcanzado en el Cenozoico”, según Dr. Charles Deeming, autor de “Egg shape changes at the theropod–bird transition, and a morphometric study of amniote eggs”, quien ha explicado a la BBC que cree que “las aves modernas sobrevivieron al evento que provocó la extinción porque aplicaban la incubación por contacto, que prevalece hoy día, construían nidos y se sentaban sobre sus huevos, mientras antes, la mayoría de las aves solían enterrarlos, como los terópodos, y eso los hacía potencialmente más vulnerables”.

Aunque la forma de los huevos pudo ser un factor que influyera en el éxito del linaje de aves que sobrevivió a la extinción, no es la causa principal. Deeming espera que, a partir de este estudio, se investigue más cómo eran los métodos de incubación y comportamientos de anidación que permitieron la supervivencia de estas criaturas.

La muñeca de dinosaurio que propició el ala de las aves

Pasar de tener hasta nueve huesos en la muñeca a sólo cuatro es la adaptación clave para que las aves pudieran volar. Las alas de las aves modernas fueron evolucionando durante millones de años desde los primeros dinosaurios, de forma que las muñecas pasaron de ser duras y rectas a doblarse y convertirse en hiperflexibles (permitiendo que las alas se plieguen contra el cuerpo de los animales cuando no están volando).

Este es el objeto de estudio de un grupo de expertos de la Universidad de Chile que ha publicado recientemente su trabajo “New Developmental Evidence Clarifies the Evolution of Wrist Bones in the Dinosaur–Bird Transition” en la revista especializada Plos Biology.

Existe controversia entre los biólogos y paleontólogos sobre la correspondencia entre los huesos de dinosaurios y los de las muñecas de las aves. En este estudio, se analiza con detalle su evolución y se revelan varios procesos no detectados previamente como la formación del hueso semilunar tras la fusión de dos huesos de dinosaurios (confirmando la teoría que planteó Yale John Ostrom en los años 70) o la aparición de nuevo del hueso pisiforme en las aves (involucrado en el proceso de volar) tras haberse perdido en un momento dado de la evolución.

La investigación ha seguido dos líneas: el laboratorio dirigido por Alexander Vargas de la Universidad de Chile ha examinado fósiles almacenados en varias colecciones del museo a la par que han recogido nuevos datos evolutivos de siete especies de aves modernas. Además, Joao Botelho ha desarrollado una nueva técnica que permite estudiar en 3D las proteínas específicas en esqueletos embrionarios. Al combinar estos datos de fósiles y embriones, los científicos han dado un gran paso en evidenciar  cómo evolucionó la muñeca de las aves.

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La evolución del linaje que llevó a las aves. Botelho JF.

Un nuevo árbol genealógico aporta más datos sobre la rápida evolución de las aves

“No hubo un momento concreto en el tiempo en el que un dinosaurio se convirtió en un pájaro y no hay un único eslabón perdido entre ellos. Lo que creemos es que el esqueleto clásico del pájaro fue construido gradualmente a lo largo de decenas de millones de años. Una vez que las piezas se reunieron por completo, se abrió un gran potencial evolutivo que permitió a las aves evolucionar a una gran velocidad”. Esta es la conclusión a la que han llegado un grupo de investigadores de la Universidad de Edimburgo liderado por el paleontólogo Steve Brusatte.

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Nuevo árbol genealógico. Stephen Brusatte

Los autores del estudio que publica Current Biology han examinado los vínculos evolutivos entre las aves antiguas y sus parientes dinosaurios más cercanos mediante el análisis de más de 850 funciones corporales en 150 especies extintas y con técnicas estadísticas para estudiar sus resultados y construir un árbol genealógico detallado. Así, el árbol más completo jamás creado de dinosaurios carnívoros revela detalles de cómo las aves evolucionaron a partir de ellos.

Al parecer, las características anatómicas típicas de las aves, como plumas, alas y fúrculas (o hueso de los deseos), evolucionaron poco a poco en sus antepasados dinosaurios a lo largo de decenas de millones de años. Sin embargo, una vez que la forma del cuerpo de un ave en pleno funcionamiento estaba completa, comenzó una explosión evolutiva, lo que provocó que su ritmo de evolución se acelerara, lo que finalmente llevó a las miles de especies de aves que conocemos hoy en día.

Con los fósiles que han analizado, los paleontólogos afirman que la aparición de las aves hace unos 150 millones de años fue un proceso gradual, de forma que algunos dinosaurios se convirtieron cada vez más en aves con en el tiempo, lo que hace que sea muy difícil trazar una línea divisoria en el árbol genealógico entre los dinosaurios y las aves.

Según informa la Universidad de Edimburgo, estos resultados apoyan una controvertida teoría de la década de 1940 que afirma que la aparición de nuevas formas corporales en grupos de especies pudo provocar un aumento de su evolución.

De dinosaurios a aves: 50 millones de años reduciendo su tamaño e innovando

La mayoría de los paleontólogos están de acuerdo en que las aves descienden de los dinosaurios. Pero, ¿cuánto tardó esta transición y cómo ocurrió? Científicos de la Universidad de Adelaida (Australia), Bolonia (Italia) y Southampton (Reino Unido) sostienen que algunos terópodos fueron reduciendo su tamaño y adaptando su esqueleto durante 50 millones de años de forma sostenida. Han encontrado evidencias de esta miniaturización tras examinar 1549 pequeñas características anatómicas de 120 especies de estos dinosaurios carnívoros y aves primitivas.

Los detalles de su estudio se han publicado esta semana en la revista Science bajo el título “Sustained miniaturization and anatomical innovation in the dinosaurian ancestors of birds”. Los investigadores han configurado un árbol genealógico que muestra que el linaje que evolucionó hacia las aves (maniraptora) es el único que fue “encogiéndose” continuadamente durante 50 millones de años hasta reducir su tamaño al de un pájaro. Además, desarrollaron nuevas adaptaciones (como plumas, brazos transversales, alas, reorientación de la masa corporal, cráneos con hocico reducido, huesos huecos) de forma cuatro veces más rápida que otros dinosaurios.

Esta evolución y su adaptabilidad ayudó a las aves a sobrevivir al impacto del meteorito, ya que pudieron aprovechar nuevos nichos ecológicos gracias a su capacidad de subir a los árboles y volar (y, por consiguiente, cazar insectos y buscar nuevos territorios por aire), además de controlar mejor su temperatura corporal.