Descubren el corazón fósil más antiguo del mundo: 380 millones de años de antigüedad.

El hallazgo, ocurrido en Australia, representa un hito científico de importancia trascendental para la investigación de la evolución de la vida planetaria.

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En Australia, un equipo científico dio con el hallazgo del corazón fosilizado más antiguo registrado hasta la fecha, correspondiente a un pez vertebrado que vivió hace aproximadamente 380 millones de años, un descubrimiento fundamental para la investigación de la evolución de la vida terrestre.

Conservado con sus tres dimensiones

El órgano, que fue descubierto dentro de un pez placodermo prehistórico ya extinto, junto con el estómago, el hígado y el intestino, es 250 millones de años más antiguo que el corazón de un vertebrado hallado en Brasil durante la década de 2010 y que representaba  el más antiguo conocido hasta el nuevo hallazgo.

El corazón se conservó con sus tejidos blandos y sus tres dimensiones.

Según precisaron desde la Universidad de Curtin, en Australia, el corazón mineralizado en la formación rocosa de Gogo, un arrecife prehistórico que se extiende sobre la región de Kimberley, en el noroeste Australia Occidental, se ha conservado con sus respectivos tejidos blandos y mantiene sus tres dimensiones.

Anatomía de tiburón moderno

“Como paleontóloga que ha estudiado los fósiles durante más de 20 años, me ha sorprendido mucho encontrar un corazón en tres dimensiones y bellamente conservado en un ancestro de 380 millones de años”, manifestó a través de un comunicado Kate Trinajstic, de la Universidad de Curtin y el Museo de Australia Occidental.

Los resultados de la investigación, publicados ayer por la revista científica Science, revelan que tanto el corazón fosilizado, como el resto de los órganos, se encontraban situados muy cerca de la boca y las branquias, tal como sucede con la actual configuración anatómica de los tiburones modernos.

Un salto evolutivo

“A menudo se piensa en la evolución como una serie de pequeños pasos, pero estos fósiles antiguos sugieren que hubo un salto mayor entre los vertebrados sin mandíbula y con mandíbula”, detalló en las conclusiones del estudio la científica Kate Trinajstic, líder de la investigación.

Desde los primeros vertebrados, hasta hoy, se produjeron cambios críticos.

El corazón fosilizado, que se encuentra muy cerca de la garganta, posee una forma similar a la letra “S” y cuenta con dos cámaras, lo cual evidencia, según el estudio científico, que desde los primeros vertebrados prehistóricos, hasta hoy, se produjeron cambios críticos en las cabezas y cuellos para acomodar finalmente las mandíbulas.

Imagen de portada: Istock

FUENTE RESPONSABLE: History Latinoamérica. 16 de septiembre 2022

Prehistoria/Evolución/Australia 

 

 

 

LUCA, el antepasado común universal de todos los seres vivos.

Para la gran mayoría de lectores, LUCA no es más que un nombre propio, identificable con Modric (el futbolista del Real Madrid), con el protagonista de una canción de Suzanne Vega o con el título de una película de Disney.

Pero cuando lo escribimos con mayúsculas nos estamos refiriendo a algo que entra dentro del campo científico, ya que son las siglas de last universal common ancestor o último antepasado común universal; es decir, el ancestro común más reciente a todos los seres vivos conocidos, tanto actuales como extintos, con una antigüedad que ronda los cuatro mil millones de años.

Aunque LUCA es un término que ideó, en un artículo publicado en 1999, el microbiólogo francés Patrick Forterre, en realidad no es la única forma de referirse a él, ya que también existen variantes como LUA (last universal ancestor, último antepasado universal) o LCA (last common ancestor, último antepasado común). Pero el sentido es el mismo en todas: una forma de vida de la que descienden todas las demás que conocemos y de la que no se ha encontrado evidencia fósil específica, aunque sus características pueden deducirse de las que tienen actualmente los genomas. Conviene aclarar, eso sí, que LUCA no sería el primer organismo con vida de la Tierra; ni siquiera el único de su época.

La idea de un ancestro común empezó a forjarse en el siglo XVIII, con los diagramas ramificados que hacían los naturalistas, denominados claves, de los que el primer ejemplo destacado -ya en 1801- fue el Arbre botanique de Augustin Augier, un sacerdote católico que trataba con ello de ilustrar sobre el orden perfecto de la naturaleza creada por Dios. Fue Jean-Baptiste Lamarck el que, ocho años más tarde, dio un paso adelante al incorporar una propuesta evolutiva paralela en la tableau que hizo para su obra Philosophie zoologique. Después llegaron otros como Robert Chambers, Edward Hitchcok, Heinrich Georg Bronn…

Hubo que esperar a 1859 para que Charles Darwin publicase El origen de las especies, en cuyo texto usaba la metáfora del árbol de la vida para sostener dos veces la hipótesis de que todas las formas de vida descendían de otra primordial. Aceptado por el mundo académico, no sin alguna controversia (recordemos el famoso debate de Oxford), el evolucionismo se confirmó como teoría formal en los años sesenta del siglo siguiente, cuando, en un paso de gigante que dio la ciencia, logró descifrarse el código genético, resultando que es universal. Antes, en 1924, el biólogo y bioquímico soviético Alexander Oparin había revolucionado los conceptos sobre el origen de la vida en la Tierra, explicándola como un desarrollo constante de la evolución química de moléculas de carbono en un caldo primitivo, estimulado por el calor.

La abiogénesis empezó en algún momento de la etapa cronológica que va desde los 4.410 millones de años (condiciones para la condensación del vapor de agua) a los 3.770 millones de años (primeros indicios de vida), siendo en ese segundo segmento cuando se calculaba que surgió LUCA hasta hace poco. Eso ha ido cambiando a la luz de los avances científicos. Si en el año 2000 se calculaba la edad de LUCA entre 3.500 y 3.800 millones de años (unos cientos de millones de años antes de los fósiles más antiguos), luego se recalculó entre 3.480 y los 4.280 millones, con lo que sería coetáneo del LHB (Late Heavy Bombardment, Bombardeo Intenso Tardío; un período de impacto frecuente de meteoritos en los planetas del Sistema Solar, Tierra incluida).

Ahora bien, en 2018, un estudio de la Universidad de Bristol sobre fósiles de microorganismos canadienses aplicando relojes moleculares de última generación (técnicas de datación de la divergencia de especies a partir del número de diferencias entre dos secuencias de ADN), ha adelantado esa cronología al eón Hádico (la división geológica más antigua de las que se compone el Precámbrico), situándola en torno a 4.350 millones de años. Eso significa unos pocos cientos de millones de años después de la formación de la Luna (que nació del impacto entre la Tierra y un protoplaneta bautizado como Tea, volviéndose inhabitable).

A mediados del eón Hádico habrían hecho aparición los primeras células procariotas, aquellas cuyo material genético está disperso en una parte irregular del citoplasma llamada nucleoide (frente a las eucariotas, que lo tienen en el núcleo, de ahí que el geólogo Stephen Drury definiera en broma a las procariotas como «bolsas de sustancias químicas»). LUCA sería, por tanto, una procariota, un tipo de organismos que se dividen en dos grandes tipos: arqueas, que son las más primitivas por carecer de núcleo y se subdividen en metanógenos (anaerobias, se alimentan de metano), halófilas (viven en ambientes muy salinos) e hipertermófilas (viven en medios de temperaturas extremas y posiblemente se tratase de las primeras células simples); y bacterias, algo más evolucionadas.

Al principio se incluyó a LUCA entre las arqueas basándose en los cladogramas (diagramas de distancias genéticas) de células vivas que indicaban que el dominio Archea (por utilizar la terminología de su descubridor) se separó muy pronto de los demás seres gracias a a su capacidad para resistir condiciones extremas. Posteriormente se descubrieron arqueas que vivían en ambientes menos hostiles y el análisis de fósiles revela que una simbiosis entre éstas y bacterias dio como resultado el gran paso evolutivo hacia la vida compleja: las mencionadas eucariotas, que gracias a su mayor tamaño (hasta diez mil veces más que las procariotas) tienen un núcleo con envoltura de ADN (ácido desoxirribonucleico) que favorecería el surgimiento de organismos pluricelulares y la diversidad de especies que los caracteriza.

El análisis de fósiles revela que una simbiosis posterior entre arqueas y bacterias dio como resultado el gran paso evolutivo hacia la vida compleja: las mencionadas eucariotas. Sin embargo, LUCA era unicelular y su bobina de ADN flotaba en el citoplasma. 

El fallecido microbiólogo estadounidense Carl Woese, el hombre que descubrió las arqueas en 1977, lo definió como una «entidad más simple y rudimentaria que los ancestros individuales que generaron los tres [dominios] y sus descendientes».

Según Woese, la herencia genética de todos los organismos modernos deriva de la transferencia horizontal de genes entre una antigua comunidad de organismos, ese ancestro común de existencia reforzada en 2010 por un análisis de secuencias moleculares. También introdujo el término progenote para aludir a una comunidad de organismos pre-celulares, anteriores pues a los procariontes, cuyos individuos estarían formados por un grupo esférico de lípidos y que constituiría el germen de nuestra herencia genética. 

El genoma de los progenotes, que pertenecían al mundo del ARN, era bastante diferente al de los organismos actuales, que es más preciso y menos variable, lo que induce a matizar a Woese porque las estimaciones indican que un ascendiente único -aunque flexible para un intercambio genético entre especies- resulta más probable.

 

Diferencias entre una célula eucariota y una procariota/Imagen: dominio público en Wikimedia Commons

LUCA, por tanto, probablemente formó parte de las procariotas extremófilas y, de hecho, se cree que evolucionó en ambientes que todavía existen; es el caso, por ejemplo, de las fumarolas hidrotermales subacuáticas que brotan, por ejemplo, en las dorsales oceánicas por la interacción entre el agua y el magma que brota debajo, en las que las temperaturas pueden superar los 100º y donde se cree que pudo originarse la vida en la Tierra. Pero, frente a arqueas y bacterias, que a medida que evolucionaron fueron reduciendo y simplificando su genoma, LUCA siguió el camino contrario: se hizo más complejo que algunas procariotas modernas.

Eso, decíamos antes, no significa que LUCA estuviera solo. Fue uno entre muchos, aunque el único cuyos descendientes consiguieron sobrevivir más allá de la Era Paleoarcaica junto con las eucariotas y bacterias (las cuales generaron su propia descendencia evolutiva); los otros fueron extinguiéndose a lo largo del reseñado eón Hádico y las dos primeras etapas del Arcaico (el Eoarcaico y el Paleoarcaico). 

No obstante, la cosa no sería tan sencilla puesto que el árbol de la vida actual es el resultado de la TGH (transferencia genética horizontal), también conocida como TGL (transferencia genética lateral); o sea, aquella transmitida entre organismos unicelulares y/o pluricelulares, en lugar de transmitirse verticalmente a la descendencia.

En 2016, un equipo de biólogos dirigido por Madeline C. Weiss analizó 6,1 millones de genes que codifican proteínas y 286.514 grupos de proteínas de genomas procarióticos secuenciados de varios árboles filogenéticos, identificando 355 grupos de proteínas que probablemente eran comunes a LUCA. 

Reconstruir a éste no es tarea fácil, ya que sólo se pueden describir sus mecanismos bioquímicos basándose en los organismos vivos actuales, fruto de muchas transferencias genéticas horizontales y mutaciones. La conclusión fue que se trataba de un pequeño ser unicelular anaerobio, autótrofo (capaz de generar compuestos orgánicos complejos) y termófilo (adaptación a altas temperaturas ambientes), que a nuestros ojos de hoy muy bien podría pasar desapercibido entre un grupo de bacterias modernas.

Tenía un código genético, probablemente ADN, que le permitió sobrevivir al mundo del ARN. Ese código se expresó en proteínas, formadas a partir de aminoácidos libres gracias a la traducción de un ARN mensajero a través de ribosomas y ARN de transferencia. Contaba también con citoplasma, basado en agua y compartimentado por una membrana de bicapa lipídica, en el que flotaba libremente el ADN. 

LUCA se multiplicaba duplicando todo su contenido seguido de división celular y utilizaba quimiosmosis para producir energía electroquímica. Todo ello -y muchas más cosas que sería prolijo especificar aquí- lo dotaban de capacidad para vivir en esas chimeneas hidrotermales submarinas o en otros entornos geoquímicamente hostiles.

El cómo evolucionó para originar los diversos árboles filogenéticos es todavía más incierto y para explicarlo hay unas cuantas hipótesis. La primera, propuesta por el citado Oparin y el biólogo evolutivo británico John Burdon Sanderson Haldane, apoyada luego por un experimento de Stanley Miller Harold Urey, estuvo en boga hasta la segunda mitad del siglo XX y partía de la idea que vimos de que LUCA era hipertermófilo, por lo que se habría gestado en un caldo primigenio catalizado por tormentas eléctricas, calor volcánico y rayos solares. 

Sin embargo, los componentes de la atmósfera del inicio del Precámbrico impedían sintetizar los aminoácidos necesarios, por lo cual, en 1988, el bioquímico Günter Wächtershäuser introdujo algunas matizaciones reorientando el origen a las chimeneas hidrotermales, que presentaban condiciones más concentradas.

Así que LUCA sería muy parecido a una arquea, que son las suelen habitar en esos singulares sitios, pero están tan adaptadas a ellos que LUCA evolucionaría hacia las bacterias. 

Lo que nos lleva a la segunda hipótesis, la del microbiólogo indio Radhey Gupta, que identifica a LUCA con una bacteria grampositiva, monodérmica, de la que evolucionaron las bacterias gramnegativas didérmicas y las arqueas (las eucariotas serían posteriores a LUCA). Los últimos descubrimientos confirman que los procariontes primitivos -caso de las arqueas- poseen una sola membrana celular.

Una tercera hipótesis, la de Carl Woess, la vimos antes: LUCA formaba parte de los progenotes, de los que vienen los tres grandes dominios actuales, Archaea, Bacteria y Eucarya, fruto de una transferencia genética entre las células primarias de ARN y tres virus ADN. 

Los opositores a Woess niegan que un organismo de ARN se pueda considerar un ancestro o, al menos, lo consideran indemostrable, concluyendo que los progenotes son anteriores a LUCA y por tanto sin vinculación directa con la vida actual. Además se le discute su diseño del Árbol de la Vida por considerarlo descompensado: el reino bacteriano consta sólo de unos cuantos miles de especies mientras que el arqueano no llega a las doscientas (quizá algunos pocos miles por descubrir) y, frente a ellos, el eucariota suma varios millones.

Así llegamos a la hipótesis formulada por el biólogo evolutivo británico Thomas Cavallier-Smith, quien agrupaba a todos los procariontes dentro del reino de las bacterias y, dentro de éstas, LUCA tenía todas las características básicas de una bacteria gramnegativa (doble membrana celular lipídica, pared celular de peptidoglucano, ausencia de flagelo, división celular, etc.), siendo posteriores las grampositivas, cuyo metabolismo probablemente era fotosintético y anaerobio, habiendo generado el grupo de las neomura, del que a su vez derivan las arqueas y eucariotas (posteriormente, en 2020, Cavallier-Smith se auto corrigió considerando que el ancestro de las neomura fue una plancton bacteria y que las grampositivas no constituyen un grupo taxonómico propio). La crítica: ningún árbol filogenético molecular parece respaldarlo.

En suma, si queremos buscar a nuestro pariente más lejano hay que remontarse en el tiempo más de cuatro mil millones de años. Casi casi al poco de aparecer todo esto, teniendo en cuenta que la edad de la Tierra está calculada en aproximadamente 4.550 millones de años (la del universo, en 13.770 millones de años).

Cronología de la vida en la Tierra/Imagen: Wikipedia

Árbol de la Vida realizado por Charles Darwin en 1837 señalando un único ancestro común/Imagen: dominio público en Wikimedia Commons.

División del Precámbrico según la Comisión Internacional de Estratigrafía/Imagen: Wikipedia.

Una fuente hidrotermal en la dorsal Atlántica/Imagen: dominio público en Wikimedia Commons


Fuentes

Juan Antonio Aguilera, El origen de la vida | VVAA, Biología | VVAA, Una maravilla llamada vida. Cómo son, cómo funcionan y de dónde vienen los seres vivos | Marc Maillet, Biología celular | Werner Müller-Esterl, Bioquímica. Fundamentos para medicina y ciencias de la vida | Marcelo Dos Santos, Con ustedes… ¡LUCA! (en Axxón) | Bill Bryson, Una breve historia de casi todo | Nick Lane, John F. Allen y William Martin, How did LUCA make a living? Chemiosmosis in the origin of life | Wikipedia

Imagen de portada: Los primeros procariontes termófilos descubiertos fueron arqueas y bacterias en aguas termales de Yellowstone | foto Jon Sullivan en Wikimedia Commons

FUENTE RESPONSABLE: La Brújula Verde. Magazine Cultural Independiente. Por Jorge Álvarez. 14 de septiembre 2022.

Ciencia/Naturaleza/Origen/Evolución

 

 

 

 

 

Los neandertales se extinguieron hace 40.000 años, pero nunca ha habido más ADN suyo que hoy.

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Los neandertales han servido como reflejo de nuestra propia humanidad desde que se descubrieron en 1856. Lo que creemos saber sobre ellos se ha ido moldeando para adaptarlo a nuestras tendencias culturales, normas sociales y estándares científicos. Se consideraron especímenes enfermos. Después, nuestros primitivos primos subhumanos. Ahora nadie duda que fueron humanos avanzados.

Homo neanderthalensis era muy parecido a nosotros, convivimos con ellos, nos cruzamos con frecuencia. Los neandertales se extinguieron, mientras que nosotros sobrevivimos, florecimos y acabamos apoderándonos del planeta

Su cerebro era de media más grande que el nuestro

Los neandertales evolucionaron hace más de 400.000 años, probablemente a partir de Homo heidelbergensis. Tuvieron mucho éxito y se extendieron desde el Mediterráneo hasta Siberia. Eran muy inteligentes, con cerebros de media más grandes que los del Homo sapiens.

Desarrollaron estrategias de caza mayor, recolectaban plantas, hongos y mariscos, controlaban el fuego para cocinar, fabricaban herramientas compuestas, se vestían con pieles de animales, hacían cuentas con conchas y eran capaces de tallar símbolos en las paredes de las cuevas. 

Cuidaban de sus jóvenes, ancianos y enfermos, creaban refugios para protegerse, soportaban inviernos duros y veranos cálidos, y enterraban a sus muertos.

Los neandertales se encontraron con nuestros antepasados en numerosas ocasiones a lo largo de decenas de miles de años. Las dos especies compartieron el continente europeo durante al menos 14.000 años. Incluso tuvieron relaciones sexuales.

Nuestro ancestro común vivió hace menos de un millón de años. Kjærgaard, Nielsen & Maslin, Author provided

La muerte de una especie

La diferencia más significativa entre los neandertales y nuestra especie es que ellos se extinguieron hace unos 40.000 años. La causa exacta de su desaparición aún se nos escapa, pero probablemente fue el resultado de una combinación de factores.

En primer lugar, el clima de la última era glacial era muy variable, pasando de frío a calor extremo y viceversa, lo que supuso presión sobre las fuentes de alimentación de animales y plantas y significó que los neandertales tuvieran que adaptarse a los cambios ambientales constantemente.

En segundo lugar, nunca hubo muchos neandertales, ya que la población total nunca superó las decenas de miles de personas.

Vivían en grupos pequeños, de cinco a 15 individuos, en comparación con el Homo sapiens que formaba grupos de hasta 150 individuos. Estas pequeñas poblaciones neandertales aisladas pudieron ser cada vez más insostenibles genéticamente.

En tercer lugar, tuvieron que competir con otros depredadores, en particular los grupos de humanos modernos que surgieron de África hace unos 60.000 años. Creemos que muchos neandertales pudieron ser asimilados por las bandas más grandes de Homo sapiens.

¿Dónde están las pruebas?

Los neandertales dejaron numerosas huellas para que las examináramos decenas de miles de años después, muchas de las cuales pueden verse en la exposición especial que hemos ayudado a comisariar en el Museo de Historia Natural de Dinamarca. En los últimos 150 años hemos recogido huesos fósiles, herramientas de piedra y madera, hemos encontrado baratijas y joyas que dejaron atrás, hemos descubierto enterramientos y ahora hemos cartografiado su genoma a partir de ADN antiguo. Parece que el 99,7% del ADN de los neandertales y el de los humanos modernos es idéntico y no cabe duda de que son nuestros parientes extintos más cercanos.

Quizás lo más sorprendente es la evidencia de mestizaje que ha dejado rastros de ADN neandertal en los humanos vivos de hoy.

Muchos europeos y asiáticos tienen entre un 1% y un 4% de ADN neandertal. Los únicos humanos modernos sin rastro genético de los neandertales son las poblaciones africanas situadas al sur del Sahara. Irónicamente, con una población mundial actual de unos 8.000 millones de personas, esto significa que nunca ha habido más ADN neandertal en la Tierra.

99,7% humano. Artista: Tom Björklund / Moesgård Museum, Author provided

El análisis del genoma neandertal nos ayuda a conocer mejor su aspecto, ya que hay pruebas de que algunos evolucionaron hacia la piel pálida y el pelo rojo mucho antes que Homo sapiens. 

Los numerosos genes que comparten neandertales y humanos modernos están relacionados con cualquier cosa, desde la capacidad de saborear alimentos amargos hasta la de hablar.

También hemos aumentado nuestro conocimiento de la salud humana. Por ejemplo, parte del ADN neandertal que podría haber sido beneficioso para los humanos hace decenas de miles de años parece ahora causar problemas cuando se combina con un estilo de vida occidental moderno.

Hay vínculos con el alcoholismo, la obesidad, las alergias, la coagulación de la sangre y la depresión. Recientemente, los científicos sugirieron que una antigua variante genética de los neandertales podría aumentar el riesgo de complicaciones graves por contraer la covid-19.

Sostener un espejo

Al igual que los dinosaurios, los neandertales no sabían lo que les esperaba. La diferencia es que los dinosaurios desaparecieron repentinamente tras el impacto de un meteorito gigante procedente del espacio exterior. La extinción de los neandertales se produjo de forma gradual. Acabaron perdiendo su mundo, un hogar confortable que habían ocupado con éxito durante cientos de miles de años y que poco a poco se volvió contra ellos, hasta que la mera existencia fue insostenible.

Los neandertales tienen ahora un propósito diferente. Vemos nuestro reflejo en ellos. No sabían lo que les estaba pasando y no tuvieron más remedio que seguir por el camino que finalmente les llevó a la extinción. Nosotros, en cambio, somos dolorosamente conscientes de nuestra situación y del impacto que tenemos en este planeta.

La actividad humana está cambiando el clima y nos lleva directamente a una sexta extinción masiva. Podemos reflexionar sobre el lío en el que nos hemos metido y hacer algo al respecto.

Si no queremos acabar como los neandertales, más vale que nos pongamos las pilas y trabajemos colectivamente por un futuro más sostenible. La extinción de los neandertales nos recuerda que nunca debemos dar por sentada nuestra existencia.

Imagen de portada: Tom Björklund / Moesgård Museum, Author provided

FUENTE RESPONSABLE: The Conversation.

Evolución/Homo sapiens/Evolución humana/Neandertales.

 

 

Mendel y Darwin: una relación enigmática.

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Este año se cumplen 200 años del nacimiento de Gregor Johan Mendel en Heinzendorf (antiguo Imperio Austriaco, hoy República Checa). Este fraile agustino ha pasado a la historia como fundador de la genética, gracias a la publicación en 1866 de sus experimentos de cruzamientos con guisantes. Poco antes, en 1859, Darwin había publicado El origen de las especies, en el que proponía la teoría de la selección natural para explicar la evolución de los seres vivos. En un lapso de apenas ocho años se publicaron los dos trabajos fundacionales de la biología moderna.

Las trayectorias de ambos trabajos y de sus autores, lejos de converger y complementarse tal y como conocemos ahora, fueron muy distintas. La teoría de la evolución por selección natural rápidamente generó un terremoto de opiniones y controversias, sacudiendo los cimientos del pensamiento social y religioso del último tercio del siglo XIX. En términos modernos diríamos que fue trending topic. Vitoreado o vilipendiado, Charles Darwin se convirtió en un personaje eminente de su época.

Por el contrario, los cruzamientos de guisantes durmieron el sueño de los justos hasta su redescubrimiento en 1900. Después de su publicación, que pasó prácticamente inadvertida excepto para algunos estudiosos, Mendel se centró en sus obligaciones religiosas y dirigió el monasterio agustino de Bruno hasta su muerte en 1884.

Portada de los Anales de la Sociedad de Historia Natural de Bruno correspondiente al número en el cual se publicó el trabajo de Mendel (izquierda) y la primera página del trabajo de Mendel (derecha). Author provided

¿Se conocieron Mendel y Darwin?

El conocimiento que Mendel y Darwin pudieran tener de los descubrimientos del otro es objeto de debate histórico, centrado en la hipótesis de que un intercambio de ideas entre ambos podría haber acelerado el desarrollo de la biología moderna.

No hay datos históricos que permitan concluir si Darwin leyó o no el trabajo de Mendel, pero sí podemos afirmar con rotundidad que Mendel conocía a fondo el trabajo de Darwin. Obtuvo una copia de El Origen de las Especies en 1863, año en el cual concluyó los cruzamientos. Y, más importante, los análisis comparativos indican que Mendel utilizó en la redacción de su trabajo palabras y expresiones de clara influencia darwiniana.

Lápida conmemorativa de los cruzamientos con guisantes que está en el jardín del monasterio donde Mendel realizó sus experimentos. Boyes et al.

Mendel no era ajeno al hecho evolutivo. Uno de sus maestros en la Universidad de Viena, Franz Unger, ya preconizaba en 1851 la teoría del ancestro común, según la cual todas las especies proceden de otras anteriores. Es creencia popular que Darwin propuso la teoría de la evolución, pero no es cierto. El hecho evolutivo ya era objeto de estudio con anterioridad a Darwin. El mérito de éste consistió en proponer una explicación de cómo ocurre la evolución: mediante selección natural, según la cual los individuos mejor adaptados son los triunfadores en la generación de descendencia.

Mendel no solo analizó en profundidad El Origen de las Especies, también estudió otras obras de Darwin, especialmente La variación de los animales y plantas domesticados, por la relación directa con su propio trabajo.

Dos factores sorprenden en el análisis realizado por Mendel de la obra de Darwin.

  1. El desprendimiento de su condición de religioso a la hora de juzgarlo. Los historiadores coinciden en señalar la aceptación de la propuesta darwiniana por Mendel, a pesar de las graves consecuencias que podría acarrearle por la jerarquía eclesiástica.
  2. La perspicaz y acertada crítica sobre aquellos temas en los cuales las hipótesis o explicaciones darwinianas –que no resultados– diferían de las conclusiones obtenidas en los cruzamientos con guisantes. Allí donde Darwin muestra un carácter más teórico, Mendel se revela como un científico experimental puro.

Sabemos que Mendel envió hasta 40 copias de su publicación a destacados científicos contemporáneos y diversas sociedades científicas. Parece extraño que no enviara una copia a Darwin (así lo afirma la antigua directora del Museo de Mendel en Brno).

Darwin entendía algo de alemán, o hubiera podido conseguir una traducción. A priori, el trabajo de Mendel tendría que haber llamado su atención, pues el propio Darwin realizó hibridaciones entre múltiples especies de plantas y en palomas. ¿Por qué nunca lo discutió o mencionó? Darwin creía firmemente que los caracteres sometidos a evolución por selección natural eran aquellos que presentaban variaciones graduales entre individuos. Hoy los llamamos caracteres cuantitativos. Más aún, Darwin defendía la teoría de la pangénesis y la herencia mezclada, diametralmente opuesta a las conclusiones de Mendel. En buena lógica darwiniana, lo que Mendel había descubierto no tenía nada que ver con la evolución.

La síntesis evolutiva

Aun cuando la pangénesis fue rápidamente desechada tras el redescubrimiento del trabajo de Mendel en 1900, se mantuvo la creencia de que la genética mendeliana no podía explicar los cambios evolutivos. Fue necesario esperar hasta 1937 y la publicación de Genética y el origen de las especies por Theodosius Dobzhansky para que el abismo que separaba a genéticos de evolucionistas comenzara a cerrarse y surgiera la síntesis evolutiva.

El trabajo de Dobzahnsky permitió demostrar que la microevolución (la variación dentro de una especie) y la macroevolución (la variación entre especies) tienen la misma base: los genes mendelianos.

Theodosius Dobzhansky en Brasil en 1943. Wikimedia Commons

¡Qué no hubieran dado Gregor Mendel y Charles Darwin por compartir en el monasterio de Brno, ante unas jarras de la cerveza allí elaborada, las ideas de T. Dobzhansky! Este les hubiera explicado cómo los factores hereditarios descubiertos en los jardines colindantes fundamentan el origen y diversificación de todas las especies, pasadas, presentes y futuras de nuestro planeta.

Imagen de portada: Mendel y Darwin (Archivo)

FUENTE RESPONSABLE: The Conversation. 

Evolución/Genética/Historia de la Ciencia/Charles Darwin

 

 

Somos simios caros

Es cosa sabida que los seres humanos tenemos un encéfalo comparativamente más grande que el del resto de los mamíferos, incluidos los grandes simios –bonobos, chimpancés, gorilas y orangutanes–, que son nuestros parientes evolutivos más próximos. En parte por esa razón y en parte por su elevado nivel de actividad metabólica, nuestro encéfalo resulta ser un órgano caro. Consume del orden del 20% de la energía que gastamos en condiciones de mínima actividad física.

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No solo gastamos más en tejido nervioso. En poblaciones en las que no se ejerce control artificial alguno sobre la reproducción, los seres humanos tienen más crías y las tienen de mayor tamaño que las de cualquiera de los demás homínidos. También vivimos más años, bastantes más de los que cabría esperar de un mamífero de unos 60 kg de masa; para vivir más hace falta dedicar más recursos energéticos al mantenimiento y reparación de los tejidos.

Nuestro sistema digestivo, gracias al consumo de alimentos de digestión más fácil –carne y productos cocinados, principalmente– se ha reducido mucho con relación al de nuestros ancestros, y gasta por ello mucha menos energía. Además, nos desplazamos de forma más eficiente que esos otros homínidos. Pero esos factores no tienen un efecto de la entidad suficiente como para compensar las consecuencias de poseer un encéfalo cuyo gasto se ha elevado tanto, así como de los costes asociados a un mayor esfuerzo reproductor y una vida más larga.

El metabolismo es el conjunto de procesos químicos que sustentan las actividades que desarrolla un ser vivo. Por tanto, el gasto metabólico total es el que resulta de agregar el correspondiente a cada una de esas actividades. Están, por un lado, aquellas cuya finalidad es el mantenimiento de los sistemas vitales; a estas corresponde un nivel de actividad metabólica que denominamos basal. Viene a ser el mínimo nivel metabólico necesario para mantenernos con vida.

Tenemos, por otro lado, las implicadas en la defensa frente a patógenos, las que lleva a cabo el sistema inmunitario; cuantas más enfermedades infecciosas se sufren, más energía hay que gastar para combatirlas. Otras sirven para hacer reparaciones. Están también el crecimiento y la reproducción, actividades que comportan la producción de nuevos tejidos y que son, por ello, bastante costosas, muy especialmente para las madres. Y tenemos, por último, las que implican una cierta acción sobre el entorno, como son el desplazamiento o el trabajo.

Nuestro mayor gasto de energía

Cuando se compara el gasto metabólico diario total de las diferentes especies de homínidos, se observa que la nuestra es la que, para un ejemplar de la misma masa (sustraída la grasa corporal), experimenta un mayor gasto de energía. Y ello se debe a que el metabolismo basal de órganos y tejidos es, en general, más elevado (encéfalo, sistema digestivo e hígado son órganos con un gasto comparativamente alto) que el de otros homínidos. Y también, aunque en una medida menor, a que somos más activos que los miembros de esas especies.

Los individuos de nuestra especie gastamos más energía que nuestros parientes evolutivos más próximos para mantenernos con vida, crecer y reproducirnos. También somos más activos, en parte para conseguir la energía que necesitamos para afrontar ese mayor gasto. Y esto explica un dato poco conocido: los seres humanos almacenan, especialmente las mujeres, mucha más grasa que los demás simios. Es lógico que así sea; al gastar tanto, conviene dotarse de reservas abundantes porque, antes o después, vendrán mal dadas y cuando eso ocurra serán necesarias para sobrevivir. Y esto explica en parte que, una vez almacenada esa grasa, sea tan difícil deshacerse de ella.


La versión original de este artículo fue publicada en el Cuaderno de Cultura Científica de la UPV/EHU.


Imagen de portada: Gentileza de The Conversation

FUENTE RESPONSABLE: The Conversation. 12 de septiembre 2022.

Sociedad y Cultura/Metabolismo/Nutrición/Evolución/Grandes simios/ Sistema inmunitario.

 

Lo que revelan los fósiles sobre la hibridación de los primeros humanos.

El origen de la humanidad fue más complejo de lo que se pensaba.

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Muchas personas que viven hoy en día tienen un pequeño componente de ADN neandertal en sus genes, lo que sugiere un papel importante para la mezcla con linajes humanos arcaicos en la evolución de nuestra especie. La evidencia paleogenética indica que la hibridación con los neandertales y otros grupos antiguos ocurrió varias veces, y la historia de nuestra especie se parece más a una red o un arroyo trenzado que a un árbol. Claramente, el origen de la humanidad fue más complejo de lo que se pensaba.

Es esencial utilizar múltiples líneas de evidencia para investigar el impacto de dicha hibridación. El ADN antiguo rara vez se conserva bien en especímenes fósiles, por lo que los científicos deben reconocer posibles híbridos de sus esqueletos. Esto es vital para comprender nuestro complejo pasado y lo que nos hace humanos. 

La profesora Katerina Harvati, del Centro Senckenberg para la Evolución Humana y el Paleoambiente de la Universidad de Tübingen, Alemania, junto con la profesora Rebecca R. Ackermann, del Instituto de Investigación de la Evolución Humana de la Universidad de Ciudad del Cabo, Sudáfrica, han investigado el impacto de la hibridación utilizando cráneos fósiles e identificados híbridos potenciales individuales en el pasado. Su trabajo ha sido publicado en la revista Nature Ecology and Evolution.

Análisis cuidadoso de los datos extraídos de restos fósiles de humanos antiguos.

Para ello, las investigadoras analizaron una gran cantidad de restos fósiles de humanos antiguos del Paleolítico Superior de Eurasia, que datan de hace aproximadamente 40 a 20 mil años. Varios de estos individuos han producido ADN antiguo que muestra un pequeño componente de ascendencia neandertal en sus genes, lo que refleja su reciente mezcla con este grupo. Los huesos de sus cráneos se compararon con muestras (no mezcladas) de neandertales y humanos modernos tempranos y recientes de África.

Los investigadores examinaron tres regiones del cráneo: la mandíbula, la caja craneana y la cara, en busca de signos reveladores de hibridación. «Estos pueden incluir, por ejemplo, una morfología intermedia en comparación con los neandertales o los humanos modernos, anomalías dentales o tamaños inusuales. Estas son características que vemos en los híbridos de varios mamíferos, incluidos los primates«, explican Harvati y Ackermann. Su estudio mostró que las señales de hibridación eran evidentes en los cráneos y las mandíbulas, pero no en las caras.

Cuando es posible, las hibridaciones han de confirmarse con datos genéticos.

En los individuos con antecedentes genéticos conocidos, los investigadores también consideraron si los signos de hibridación en el esqueleto coincidían con el porcentaje de ascendencia neandertal. El hecho de que no lo hiciera sugiere que «la presencia de variantes genéticas particulares es probablemente más importante que la proporción general de ascendencia neandertal«, según las investigadoras.

Harvati y Ackermann también identificaron a algunos de los individuos estudiados como híbridos potenciales, incluidos individuos del Medio Oriente, bien conocido por ser una región de contacto para los grupos humanos, pero también más allá, tanto en Europa occidental como en la oriental. Sin embargo, «cuando sea posible, el estado híbrido individual debe confirmarse utilizando datos genéticos y, como tal, consideramos estas identificaciones como hipótesis a probar«, indica Harvati. Este fue el primer estudio de este tipo, según ella, y agrega que «esperamos que esto aliente a los investigadores a observar más de cerca estos fósiles y combinar múltiples líneas de evidencia para identificar la hibridación humana en el registro fósil«.

Factor innovador de la evolución

En otros organismos, desde plantas hasta grandes mamíferos, se sabe que la hibridación produce innovación evolutiva, incluidos resultados novedosos y diversos. «Se estima que alrededor del 10% de las especies animales producen híbridos, incluidos, por ejemplo, bóvidos, osos, gatos y cánidos«, asegura Ackermann. 

Los híbridos también se conocen en primates, nuestros parientes cercanos, como los babuinos, según ella. «Debido a que la hibridación introduce una nueva variación y crea nuevas combinaciones de variación, esto puede facilitar una evolución particularmente rápida, especialmente cuando se enfrentan a condiciones ambientales nuevas o cambiantes«.

La hibridación, por lo tanto, puede haber proporcionado a los humanos antiguos características genéticas y anatómicas que les dieron importantes ventajas cuando se extendieron desde África por todo el mundo, lo que resultó en nuestra especie físicamente diversa y evolutivamente resistente, afirman los autores.

Imagen de portada: Primeros humanos modernos (izquierda) y neandertal. Crédito: Ilustración artística: Gleiver Prieto; Copyright: K. Harvati.

FUENTE RESPONSABLE: Nature Ecology and Evolution. Fantasymundo. Por Alejandro Serrano. 5 de septiembre 2022.

Sociedad y Cultura/Evolución/Antropología/Paleogenética.

¿Solo venimos de África? Paleontólogos españoles cuestionan la trayectoria de nuestra especie. 2da. Parte.

¿Por qué Oriente Próximo?

En ese sentido, «siempre se dice que hemos salido de África, desde las primeras especies humanas hasta nosotros; pero ¿y si volvimos a entrar?», se pregunta el experto. 

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La paleoclimatología y la paleogeografía apoyan esta idea. Algunos trabajos explican que el paisaje del noreste de África y de la península arábiga ha sufrido transformaciones radicales. «Durante las fases interglaciares, las lluvias son abundantes y el Sáhara reverdece, así que los homínidos se pudieron mover con facilidad en estas condiciones», apunta Bermúdez de Castro. 

Además, hay yacimientos en la península arábiga, hoy desértica, que evidencian la existencia de fases tan húmedas como para albergar hipopótamos. En definitiva, en ciertos momentos del Pleistoceno, era un lugar propicio para el movimiento de especies. «Los humanos pueden haber salido de África, pero también pudieron regresar, porque en realidad Oriente Próximo no es más que es una prolongación de este continente», añade el experto, o también «una zona de transición» o «un cordón umbilical» entre continentes.

Restos fósiles de ‘Homo antecessor’. (EFE)

El puzle de la evolución humana es cada vez más complejo, pero los investigadores del Cenieh creen que si se encuentra la pieza del ancestro común en Oriente Próximo, encajaría perfectamente con todo lo que sabemos hasta ahora. Sería una especie «hermana» del ‘Homo antecessor’ de Atapuerca, que probablemente habría coincidido o estaría muy próxima en el tiempo, pero no en la ubicación, y que habría evolucionado en esta zona para después migrar hacia África, ya convertida en ‘Homo sapiens’, y a Europa, como ‘Homo neanderthalensis’. 

¿Cómo sería exactamente esa especie aún no encontrada? Algunos investigadores tratan de resolver la cuestión mediante algoritmos matemáticos. El resultado une las características que encontramos en fósiles de neandertales y en ‘sapiens’ antiguos y actuales, pero hay expertos que consideran que la realidad sería diferente. 

Por ejemplo, el británico Chris Stringer considera que el ancestro común debe ser un mosaico con caracteres arcaicos y modernos, pero no una mezcla intermedia. «Nosotros estamos totalmente de acuerdo. Por ejemplo, la cara de ‘Homo antecessor’ es moderna y podría ser una característica común», apunta Bermúdez de Castro.

Una especie muy próxima a Atapuerca

De hecho, considera que el ancestro común podría parecerse mucho a esta especie de Atapuerca. Un trabajo publicado por ‘Nature’ en 2020 avala esta idea. 

Los investigadores lograron secuenciar proteínas del esmalte de un diente de ‘Homo antecessor’ de 800.000 años y encontraron que tenían una estrecha relación con ‘Homo sapiens’, neandertales y denisovanos. A pesar de que la península ibérica es un lugar muy aislado, rodeada por el mar y los Pirineos y «apartada del meollo de la evolución», hasta aquí habría llegado este grupo emparentado con el antepasado de los humanos modernos que aún no ha aparecido.

¿Por qué aún no se han encontrado los fósiles clave en Oriente Próximo?

«Estoy seguro de que hay numerosos yacimientos por explorar, que nos darían muchas pistas», comenta el codirector de Atapuerca. Sin embargo, apenas se ha explorado esta posibilidad. Aunque en Israel se está excavando mucho, en otras zonas de la región es mucho más difícil debido a los conflictos bélicos o a problemas económicos. 

«Son lugares muy complicados», lamenta, pero tarde o temprano, la única manera de confirmar o refutar la hipótesis de los paleoantropólogos españoles será que aparezcan nuevos fósiles que encajen en el edificio de la evolución humana. 

Mientras tanto, Bermúdez de Castro sigue revisando la bandeja de entrada de su correo. Los expertos internacionales han acogido de forma bastante favorable su planteamiento. Al menos, «no están en desacuerdo, no hay reacciones adversas», comenta. La mayoría coincide en que «el paradigma actual está un poco anquilosado». Por eso, si en el futuro los hallazgos confirman la nueva hipótesis, «estaré encantado de haber levantado la liebre».

Imagen de portada: José María Bermúdez de Castro. (EFE/Santi Otero)

FUENTE RESPONSABLE: El Confidencial. Por José Pichel. 20 de agosto 2022.

Sociedad y Cultura/Etiopía/Sáhara/Antropología/Evolución

¿Solo venimos de África? Paleontólogos españoles cuestionan la trayectoria de nuestra especie. 1era. Parte.

UN CAMBIO EN EL PENSAMIENTO TRADICIONAL

‘Homo sapiens’ salió de África, pero es probable que sus antecesores evolucionaran en Oriente Próximo, según una hipótesis que cambia el paradigma de la paleoantropología.

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En los últimos días, José María Bermúdez de Castro se ha visto sorprendido por un aluvión de correos electrónicos de colegas paleoantropólogos de todo el mundo. No se lo esperaba, pero es lo que pasa cuando publicas una hipótesis bien fundamentada que puede revolucionar toda una disciplina científica. 

En este caso, el nuevo paradigma cambiaría un pilar fundamental de lo que creíamos saber sobre el linaje de nuestra especie. El Homo sapiens’ apareció en África, eso está claro, pero los expertos han dado por sentado que sus antecesores siempre pertenecieron a este continente y ahora algunos expertos se atreven a cuestionarlo. 

Bermúdez de Castro, uno de los codirectores de las excavaciones de Atapuerca (los otros dos son Juan Luis Arsuaga y Eudald Carbonell), acaba de publicar junto a María Martinón-Torres, directora del Centro Nacional de Investigación sobre la Evolución Humana (Cenieh, con sede en Burgos), un artículo en la revista ‘Quaternary International’ que pone en duda las ideas actuales sobre el árbol genealógico de nuestra especie y, en particular, sobre la localización geográfica de sus antecesores. 

Al revisar el registro fósil, los autores no encuentran pruebas de que el continente africano fuera el hogar del último ancestro común de los ‘sapiens’ y los neandertales (‘Homo neanderthalensis’). En cambio, parece haber indicios que apuntan a Asia y, en particular, a Oriente Próximo.

«Vamos contra el paradigma actual que, por inercia, afirma que todo está en África. Lo que hacemos en este artículo es mover el cesto y hacer reflexionar a los colegas. En ciencia no hay nada resuelto, todo es dinámico y está sujeto a las evidencias que hay», explica Bermúdez de Castro en declaraciones a Teknautas. 

Cuando en los años 90 los investigadores de Atapuerca descubrieron y definieron la especie ‘Homo antecessor’, que vivió hace más de 800.000 años, la propusieron como ese ancestro común desconocido, pero precisamente la situación de la península ibérica, en el extremo más occidental de Europa, hizo que se descartara esta hipótesis. 

Parecía poco probable que las demás especies humanas se hubieran dispersado y hubieran evolucionado desde esta esquina tan aislada si vemos el mapa de Europa, Asia y África en conjunto. 

Desde entonces, nadie se ha atrevido a situar ninguna rama del linaje que desemboca en nuestra especie fuera de África, pero la realidad es que «sigue quedando la duda de dónde está el ancestro común» de los humanos modernos, con origen en el continente africano, y de los neandertales, vinculados tradicionalmente a Europa, pero también a Oriente Próximo, según estudios recientes. La mayor parte de los investigadores admiten que esa especie desconocida podría tener entre 550.000 y 765.000 años. Es difícil precisar más porque la genética está basada en la tasa de mutación, que es variable, y no sirve para datar.

La falta de evidencias en África

Su ubicación tampoco está clara y esta cuestión es la que ponen sobre la mesa Bermúdez de Castro y Martinón-Torres en el artículo de ‘Quaternary International’, que revisa todos los hallazgos relevantes de África. 

Para algunos autores, los fósiles del yacimiento de Jebel Irhoud (Marruecos), con 300.000 años de antigüedad, ya se podrían considerar de ‘Homo sapiens’. 

En cambio, otros afirman que los primeros fósiles con los rasgos que definen claramente a nuestra especie desde el punto de vista anatómico serían los de Omo Kibish (Etiopía), que tienen 230.000 años. En cualquier caso, el problema es que en este continente no se han encontrado registros que marquen una tendencia evolutiva hacia ‘Homo sapiens’. 

Más bien, al contrario, hay hallazgos que se alejan mucho de ese ancestro común que debería presentar características ya muy próximas a nosotros, por ejemplo, el cráneo de Bodo (también de Etiopía), de hace 600.000 años.

María Martinón-Torres, coautora del artículo y directora del Cenieh. (EFE)

«Si nos vamos hacia atrás en el tiempo, no encontramos ninguna evidencia que nos diga que el ancestro común está en África, pero eso es lo que propone la mayor parte de la gente, simplemente, porque siempre hemos pensado que todo sale de este continente. 

Sin embargo, nosotros y otros colegas creemos que Eurasia también tiene un papel destacado en la evolución durante los últimos dos millones de años», comenta el paleoantropólogo. De hecho, además del ‘Homo antecessor’ de Atapuerca, en Asia se han encontrado el ‘Homo floresiensis’, el ‘Homo luzonensis’ y los denisovanos (aún no clasificados como especie o subespecie).

Estos ejemplos muestran que algunas especies humanas evolucionaron lejos de su origen africano, pero la cuestión es encontrar al misterioso pariente común que iba a dar lugar a los neandertales europeos y a los ‘sapiens’ de África. ¿Dónde deberíamos buscarlo? 

«Nuestra propuesta es fijarnos en un punto intermedio. En Oriente Próximo, hay fósiles de hace 300.000 o 400.000 años que se denominan mosaicos, es decir, tienen características que recuerdan a los europeos, a los asiáticos y a los africanos. Esto nos está diciendo que pueden estar relacionados con ese ancestro que nadie encuentra», aclara el experto, que también es investigador del Cenieh.

Imagen de portada: José María Bermúdez de Castro. (EFE/Santi Otero)

FUENTE RESPONSABLE: El Confidencial. Por José Pichel. 20 de agosto 2022.

Sociedad y Cultura/Etiopía/Sáhara/Antropología/Evolución

Cómo sobrevivieron nuestros ancestros al asteroide que mató a los dinosaurios.

A través de la oscuridad, la ceniza y el calor mortal, un diminuto animal peludo se escabulle por el paisaje infernal que dejó el peor día para los seres vivos en la historia de la Tierra.

Rebusca entre los escombros, agarra un insecto para comer y se escabulle de regreso a su refugio. A su alrededor están los cuerpos muertos y moribundos de los dinosaurios que han aterrorizado a los mamíferos durante generaciones.

Estas fueron las primeras semanas y meses después de que un asteroide de 10 km de ancho chocara contra la costa del actual México con la fuerza de más de mil millones de bombas nucleares, poniendo fin al Cretácico de manera espectacular.

En los albores de la era que siguió, el Paleoceno, los bosques estaban en llamas, las costas se vieron sacudidas por tsunamis y grandes cantidades de roca vaporizada, cenizas y polvo se elevaban kilómetros hacia la atmósfera.

Pero este mundo no estaba desprovisto de vida. Entre los supervivientes estaba el primate más antiguo conocido, el Purgatorius, que parecía un cruce entre una musaraña y una ardilla diminuta.

Seguramente el número de estos animales disminuyó en medio de esta catástrofe global, pero la especie sobrevivió.

Así era la vida de los primeros mamíferos poco después de que el asteroide golpeara y extinguiera tres cuartas partes de las especies vivas de la Tierra.

Solo la Gran Mortandad, hace 252 millones de años, fue más mortífera (aunque menos repentina), al acabar con el 95 % de la vida en los océanos y el 70 % de la terrestre.

El asteroide que acabó con el Cretácico se llevó consigo famosos dinosaurios como el Tiranosaurio y el Triceratops, así como criaturas menos conocidas pero extrañas como el Anzu o «pollo del infierno».

Había dinosaurios con pico de pato, dinosaurios de cuello largo y dinosaurios con armaduras por todo el cuerpo. Rápidamente, todos murieron.

A la sombra de estos reyes y reinas del Cretácico superior, los mamíferos como el Purgatorius eran pequeños y rudimentarios, muchos de ellos llenando los tipos de nichos ecológicos que hoy ocupan los roedores.

¿Cómo fue que este grupo diverso de criaturas aparentemente vulnerables, incluidos nuestros antepasados, sobrevivieron al día del juicio final?

Purgatorius

FUENTE DE LA IMAGEN – ANDREY ATUCHIN. Se cree que el Purgatorius, el primer primate conocido, fue uno de los sobrevivientes del asteroide.

Es una pregunta que Steve Brusatte, autor de The Rise and Reign of the Mammals (El ascenso y reinado de los mamíferos) y sus colegas de la Universidad de Edimburgo han estado investigando.

Algo que Brusatte enfatiza es que el día que golpeó el asteroide fue un día muy malo para cualquier cosa que estuviera viva, incluidos los mamíferos, las aves (los dinosaurios aviares) y los reptiles.

«Este no fue un asteroide normal, fue el asteroide más grande que ha golpeado la Tierra en al menos los últimos 500 millones de años», dice Brusatte. «Los mamíferos estuvieron a punto de seguir el camino de los dinosaurios».

Había mucho que perder. Ya en el Cretácico superior había una diversidad sorprendentemente rica de mamíferos, dice Sarah Shelley, investigadora postdoctoral en paleontología de mamíferos en Edimburgo.

«Muchos de ellos eran estas pequeñas cosas insectívoras que estaban en los árboles o excavando», explica.

Sin embargo, no todos eran comedores de insectos. Estaban los misteriosos multituberculados, llamados así por los peculiares nódulos en sus dientes.

«Tienen estos dientes en bloque con muchas protuberancias en ellos, y delante tenían un diente con forma de cuchilla. Casi parece una sierra», señala Shelley. «Solían comer frutas, nueces y semillas».

También había carnívoros: uno de los más grandes de la época era el Didelphodon, un pariente marsupial que pesaba alrededor de 5 kg, casi del tamaño de un gato doméstico.

«Por su cráneo y anatomía dental, tenía una mordida realmente poderosa, por lo que definitivamente es carnívoro. Posiblemente trituraba huesos», dice Shelley.

Gran parte de esta diversidad se perdió cuando el asteroide golpeó: alrededor de nueve de cada 10 especies de mamíferos se extinguieron, según Brusatte, lo que brindó una oportunidad sin precedentes para los sobrevivientes.

«Imagina que eres uno de nuestros diminutos ancestros, del tamaño de un ratón, una pequeña cosa mansa que se esconde en las sombras, y soportas este momento de la historia de la Tierra», explica Brusatte.

«Sales por el otro lado y, de repente, los dinosaurios desaparecen y el mundo se abre».

Esta extinción masiva sentó las bases para una gran profusión de diversificación que finalmente dio lugar a ballenas azules, guepardos, lirones, ornitorrincos y, por supuesto, a nosotros.

el Vilevolodon.

FUENTE DE LA IMAGEN – SARAH SHELLEY. Los mamíferos vivieron junto con los dinosaurios y fueron en general, pequeños, como el Vilevolodón.

Pero primero, hay un pequeño problema: los bosques del mundo habían sido arrasados por incendios y el cielo estaba lleno de ceniza, lo que ahogaba la luz del Sol e impedía que las plantas llevaran a cabo la fotosíntesis.

Los ecosistemas se estaban derrumbando «como castillos de naipes», como dice Brusatte. La superficie de la Tierra se calentó más que un horno en un torbellino de pulsos de calor y después de eso, llegó un invierno nuclear en el que las temperaturas promedio cayeron 20°C durante más de 30 años.

Muchos de los depredadores más peligrosos de los mamíferos habían desaparecido, pero el mundo se había vuelto inimaginablemente hostil a la vida.

Entonces, ¿qué hicieron los mamíferos?

Quédate pequeño

Los modestos tamaños corporales de los mamíferos, previamente limitados por la competencia y la depredación de los dinosaurios, se convirtieron en una ventaja para la «fauna del desastre», como se conoce a los sobrevivientes del asteroide.

«Estos mamíferos probablemente se veían y actuaban como un ratón o una rata», dice Brusatte.

«Ahora, en este nuevo y valiente mundo, proliferaban porque se adaptaban muy bien a esas condiciones realmente catastróficas justo después del impacto».

Ser pequeño puede haber ayudado a los animales a reponer su número. En los animales modernos, «cuanto más grande es el animal, más largo será el tiempo de gestación», explica Ornella Bertrand, investigadora postdoctoral en paleontología de mamíferos en la Universidad de Edimburgo.

Por ejemplo, el elefante africano se gesta durante 22 meses, mientras que el embarazo de un ratón dura alrededor de 20 días.

Frente al apocalipsis, el ratón tiene mejores probabilidades de mantener su población.

Además de la gestación, un cuerpo más grande suele tardar más en alcanzar la madurez sexual, otra razón por la que los dinosaurios no tuvieron éxito, especialmente los más grandes.

«Les tomaba bastante tiempo convertirse en adultos. Para uno como el T-Rex, se necesitaban alrededor de 20 años», señala Brusatte.

«No es que no crecieran rápido, es solo que muchos de ellos eran tan grandes que les tomaba mucho tiempo pasar de una pequeña cría a un adulto».

Métete bajo tierra

Otro indicio de cómo los mamíferos sobrevivieron a las secuelas del asteroide surge de las formas corporales «tan extrañas» que se observaron en el Paleoceno y más allá.

Shelley analizó los huesos del tobillo (huesos pequeños, duros y densos que se conservan bien) para ver cuán similares eran entre sí los mamíferos del Paleoceno temprano y los mamíferos vivos en la actualidad.

«Descubrimos que los mamíferos del Paleoceno eran raros. Eran diferentes a los mamíferos modernos», dice Shelley. «Y lo que los une es el hecho de que tienen estas morfologías realmente gruesas y robustas».

El Periptychus

FUENTE DE LA IMAGEN – SARAH SHELLEY. El Periptychus, que puede estar relacionado con los cerdos, vacas y borregos, fue parte del grupo que vivió después de los dinosaurios.

Estos mamíferos tienen grandes inserciones musculares y generalmente huesos fuertes, y entre los animales vivos tienen mayor similitud con las especies que habitan en el suelo y excavan madrigueras, dice Shelley.

«Entonces, la hipótesis que surgió de aquí fue que los animales que sobrevivieron a la extinción lo lograron principalmente porque pudieron excavar para meterse bajo tierra para sobrevivir el período inmediato al impacto y los incendios, el invierno nuclear».

Debido a que los sobrevivientes eran, no hay otra forma de decirlo, musculosos, sus descendientes también heredaron su forma corporal robusta.

«Puedes verlo durante ese período de 10 millones de años durante el Paleoceno», indica Shelley. «Incluso para ser un animal que vive en los árboles, siguen siendo muy fornidos».

Si los mamíferos realmente adoptaron la vida bajo tierra, ya sea escondiéndose o haciendo uso de los refugios subterráneos de otros, Bertrand sospecha que esto también podría reflejarse en su agilidad, o en la falta de ella.

«Sabemos que hubo un colapso del bosque y que todos esos animales que vivían en los árboles ya no tenían un hábitat», explica.

«Entonces, una de las hipótesis sería que había menos animales capaces de comportarse de forma muy ágil».

Bertrand planea investigar los huesos del oído interno de los mamíferos de esta era para ver si apoyan la idea de una vida subterránea después del asteroide.

El oído interno es crucial para el equilibrio, por lo que si un animal está adaptado para hacer movimientos ágiles y afinados, esto a veces se refleja en la estructura de estos delicados huesos.

Sin embargo, si fueron excavadores corpulentos, tal agilidad no habría sido necesaria. «Podría darnos más pistas», dice.

Dicho eso, apunta a los inconvenientes de depender demasiado de los huesos para inferir cómo se movía un animal, algo que la sorprendió mientras miraba unas recientes competencias atléticas.

«Estaba viendo a las gimnastas haciendo cosas locas y pensé, ‘qué curioso, tenemos el mismo esqueleto y yo no puedo hacer nada de eso'», se ríe Bertrand.

«Pensé, bueno, eso es realmente interesante porque tal vez tener esa capacidad puede ayudarte a sobrevivir, pero por los huesos no lo sabrías».

Come cualquier cosa

El asteroide destruyó la mayoría de las plantas vivas, el primer eslabón de muchas cadenas alimenticias en la tierra.

Los mamíferos generalistas que tenían la capacidad de convertir sus paladares en cualquier cosa tuvieron más éxito que aquellos con dietas más específicas.

«Los animales que superaron la extinción sobrevivieron básicamente por no estar demasiado especializados», indica Shelley.

Por ejemplo, el Didelphodon (el pariente marsupial carnívoro del tamaño de un gato) se alimentaba de animales que eran pocos y distantes entre sí después de la extinción.

«Se especializó demasiado y perdió su nicho», afirma Shelley. «En cambio si eres un animal pequeño puedes adaptar tu dieta y tu estilo de vida más rápidamente. Esa es una buena manera de sobrevivir a la extinción».

Además de aquellos que pudieron generalizarse, había unas pocas especialidades que habrían funcionado bien, dice Brusatte.

En particular, los comedores de semillas fueron afortunados. «Las semillas eran un banco de alimentos que estaba disponible para cualquier animal que ya tuviera la capacidad de comerlas», señala.

«Entonces, si eras algo así como un T.-Rex, no tenías suerte. La evolución no te otorgó la capacidad de comer semillas. Pero para las aves con pico y algunos mamíferos que eran comedores de semillas especializados, ¡qué suerte del destino! ¿no crees?».

Además de sustentar a la fauna del desastre, las semillas ayudaron a restablecer los bosques y otra vegetación cuando se desvaneció el invierno nuclear.

«Esas semillas sobrevivieron en el suelo y luego, cuando la luz del Sol regresó, esas semillas comenzaron a crecer», asegura Brusatte.

No pienses demasiado

A medida que avanzaba el Paleoceno, los ecosistemas se recuperaron y los mamíferos comenzaron a llenar los nichos que dejaron vacíos los dinosaurios no aviares.

«Los mamíferos comenzaron a diversificarse inmediatamente después de que los dinosaurios se extinguieran y comenzaron a volverse muy diversos en todas las formas posibles», dice Bertrand.

Por un lado, los cuerpos se hicieron más grandes rápidamente. Pero durante un tiempo, el equipo de Edimburgo descubrió que el tamaño de los cerebros de los mamíferos no siguió ese ritmo.

«Creo que eso es muy importante, porque podríamos pensar que la inteligencia es lo que nos hace sobrevivir y ser tan capaces de dominar el planeta», afirma Bertrand. «Pero, según los datos disponibles, no son los grandes cerebros los que hicieron que los animales sobrevivieran después del asteroide».

Hyrachyus (izq), y Arctocyon

FUENTE DE LA IMAGEN – SARAH SHELLEY. Los grandes herbívoros como el Hyrachyus (izq), y los grandes carnívoros como el Arctocyon, evolucionaron después de que murieran los dinosaurios.

De hecho, en el Paleoceno temprano, los mamíferos con cerebros grandes en relación con el tamaño de su cuerpo pueden haber estado en desventaja.

«La pregunta es ¿para qué desarrollarías un cerebro grande?», dice Bertrand.

 «Un cerebro grande es realmente costoso de mantener. Si tienes un cerebro grande, necesitas alimentarlo para poder mantenerlo; si no puedes porque no hay suficiente comida, morirás».

En cambio, volverse grande y musculoso fue la adaptación conveniente. El herbívoro Ectoconus alcanzó alrededor de 100 kg en unos pocos cientos de miles de años después de la extinción.

En tiempo geológico, eso es un abrir y cerrar de ojos. «Realmente es una locura que se hayan vuelto tan grandes y especializados tan rápido», señala Shelley. «Y mira, una vez que obtienes herbívoros más grandes, surgen carnívoros más grandes, y comienzan a aparecer bastante rápido».

Hay muchos otros mamíferos misteriosos que también aumentaron de tamaño rápidamente.

«Como los taeniodontes: se hicieron grandes muy rápido, realmente grandes», indica Shelley. No hay esqueletos completos de los taeniodontes, pero el cráneo es del tamaño de una calabaza grande, y parecen ser una de esas especies que se volvieron fornidas y se adaptaron para excavar.

«Tienen estos diminutos espacios para esos ojos pequeños y brillantes, dientes enormes delante, que se parecen a los de los roedores, pero eso es todo», dice Shelley. «Son realmente enigmáticos».

Esta colección de vida mamífera que siguió a la fauna del desastre ha sido pasada por alto durante demasiado tiempo, afirma Shelley.

«Han sido llamados arcaicos, primitivos y generalizados, cuando en realidad simplemente son diferentes», explica.

«Sus antepasados sobrevivieron a la segunda extinción masiva más grande en la historia de la vida. No eran solo idiotas generalizados que se abrieron paso por la vida. Estaban sobreviviendo, prosperando y haciéndolo realmente bien».

En muchos sentidos, estos mamíferos entraron en los vacíos ecológicos dejados por los magníficos e hiper especializados dinosaurios tan bien adaptados al Cretácico superior, pero tan profundamente mal equipados para lidiar con un mundo golpeado por asteroides.

«Es asombroso pensar que tenías un grupo como los dinosaurios que habían existido durante tantas decenas de millones de años, que habían hecho cosas tan sublimes como convertirse en gigantes del tamaño de aviones, carnívoros del tamaño de autobuses y todo eso, y luego todo se derrumbó en un instante cuando la Tierra cambió tan rápido», explica Brusatte.

«No eran adecuados para esa nueva realidad y no pudieron adaptarse».

asteroide

FUENTE DE LA IMAGEN – NASA/JPL-CALTECH. El asteroide que mató a los dinosaurios se dirigió a la Tierra con más rapidez que una bala.

La arbitrariedad del evento es algo que parece resonar en el equipo de Edimburgo.

«Estamos aquí en gran parte por casualidad», dice Bertrand. «El asteroide podría haber pasado por alto la Tierra, podría haber caído en otra área del planeta en el océano y habría marcado una diferencia en términos de qué especies fueron seleccionadas. Todo el asunto, cuando lo pienso, es una locura».

Brusatte está de acuerdo. «Podría haber pasado rozando, podría haber agitado las capas superiores de la atmósfera, podría haberse desintegrado a medida que se acercaba a la Tierra. Podría haber hecho cualquier cosa, pero por pura casualidad se dirigió directamente hacia la Tierra».

Para los mamíferos vivos hoy en día, tal vez es bueno que haya sido así.

Este artículo se publicó en BBC Future. Puedes leer la versión original en inglés aquí.

Imagen de portada: NASA/DON DAVIS

FUENTE RESPONSABLE: Martha Henriques; BBC Future. 16 de agosto 2022.

Sociedad/Evolución/Ciencia

 

 

El misterio de cómo tenían sexo los dinosaurios.

Estoy sentada en la oficina de Jakob Vinther, tratando de imaginarme si los tiranosaurios tenían -cómo decirlo cortésmente- penes. «Entonces, alguien tiene que ser…» tartamudeo, con creciente nerviosismo. «… penetrado», dice casualmente mi anfitrión completando la frase.

Nos encontramos en la Universidad de Bristol, en Reino Unido, donde Vinther es profesor de macroevolución, especializado en el registro fósil. Examiné su cuarto, principalmente para evitar el contacto visual mientras me recuperaba. Es exactamente lo que la niña dentro de mí esperaría de un paleontólogo.

Los estantes están llenos de una especie de lasaña fósil, donde capas de tomos académicos y papeles están mezclados con reliquias de un mundo perdido.

Entre lo más destacado está un insecto antiguo, con las venas de sus delicadas alas y moteado colorido claramente visibles, los restos de un calamar vampiro con su bolsa de tinta negra tan bien preservada que todavía contiene melanina, y unos extraños gusanos prehistóricos que son parientes de esos que se encuentran en los arrecifes coralinos. 

En la esquina hay una cómoda con cajones que -espero- contengan todo tipo de interesantes restos petrificados. El lugar se siente como el cruce entre un museo y una biblioteca.

A pocos metros se encuentra la estrella del show, un psittacosaurus, literalmente un «lagarto pico de loro». Se cree que este dulce y pequeño herbívoro, pariente cercano del triceratops, caminaba sigilosamente por el bosque de lo que hoy en día es Asia, hace unos 120-133 millones de años.

El espécimen que estoy mirando es mundialmente famoso -no por su piel, que está tan intacta, ni por su cola, que incluye un característico fleco de plumas puntiagudas. No, este dinosaurio se conoce mejor como el que dejó su trasero para que futuras generaciones lo estudiaran (Más sobre eso abajo).

Vuelvo mi atención a nuestra conversación. Vinther me está contando sobre un descubrimiento particularmente emocionante en un conocido yacimiento de fósiles en China, la Formación Yixian, en la provincia de Liaoning, donde se encontró una pareja de tiranosaurios, completa con plumas y todo, en un antiguo lago. Sospechosamente cerca el uno de la otra, según él. De hecho, lo que quiere saber es: ¿estaban teniendo sexo?

Un problema espinoso

Con las técnicas científicas modernas, los investigadores han estado adquiriendo perspectivas espectaculares de las minucias de la vida de los dinosaurios a un ritmo sin precedentes. Muchas hubieran sido impensables hace una década.

Fósil de arqueópterix

FUENTE DE LA IMAGEN – GETTY IMAGES

Los fósiles descubiertos y las técnicas modernas han avanzado el entendimiento de la estructura de los dinosaurios.

Un trabajo de detección molecular ha identificado los glóbulos rojos y el colágeno de terópodos de hace 76 millones de años, un grupo que incluye a los más grandes depredadores que hayan caminado la Tierra. Reveló señales de distintivos químicos que indican que los triceratops y los estegosaurios eran de sangre fría -algo poco usual en los dinosaurios- y que un herbívoro espinoso y de armadura pesada, el nodosáurido, era de color anaranjado.

Los científicos han descubierto que el espinosaurio -famoso por su gran «vela» dorsal- probablemente usaba sus dientes de 15 cm de largo y mandíbula de cocodrilo para cazar en aguas profundas, así como evidencias de que los iguanodontes pudieron haber sido sorpresivamente inteligentes, y que los pterosaurios (técnicamente no son dinosaurios sino lagartos alados) solían caminar en busca de presas.

Pero la investigación de cómo exactamente se apareaban los dinosaurios no ha dado resultados. Hasta el día de hoy, los científicos ni siquiera pueden distinguir con exactitud entre los machos y las hembras, y menos decirte cómo cortejaban o qué tipo de genitales tenían. Sin ese conocimiento fundamental, mucha de su biología y comportamiento sigue siendo un misterio total. Una cosa sí es cierta: tenían sexo.

Volviendo a los fósiles de los tiranosaurios, Vinther explica que una clave de su postura comprometida podría venir de otro sitio en un extinto lago, el yacimiento de Messel en Alemania. Esta cantera convertida en un tesoro de fósiles es legendaria por su flora y fauna inmaculadamente preservada.

La cantera de Messel, Alemania

FUENTE DE LA IMAGEN – GETTY IMAGES. La cantera de Messel, en Alemania, ha producido extraordinarios especímenes fosilizados.

Hasta ahora ha producido caballos del tamaño de zorros, hormigas gigantes, primates antiguos y varios animales con los estómagos llenos, uno de ellos un escarabajo dentro de un lagarto dentro de una culebra. También se han encontrado un gran número de tortugas de agua dulce, incluyendo por lo menos nueve parejas que murieron en medio de sus encuentros amorosos. En algunos casos, con sus colas todavía tocándose, como sucede durante la copulación. Y eso es crucial para su teoría.

Se cree que el yacimiento de Messel es un cementerio prehistórico tan rico debido a un secreto tóxico. En la época del eoceno -hace entre 36 y 57 millones de años- era un cráter volcánico lleno de agua con laderas empinadas, rodeado de un frondoso bosque subtropical.

Nadie sabe cómo mataba a sus víctimas, pero la teoría es que continuó siendo geológicamente activo después de haberse formado, y periódicamente soltaba nubes de sofocante dióxido de carbono a su entorno. Es posible que las desafortunadas tortugas fueran sorprendidas en ese evento, hundiéndose hasta el suelo donde su lujuria fue preservada durante milenios.

No obstante, esas espinosas tortugas no están exactamente en la misma posición sexual en la que murieron. En lugar de estar montadas la una sobre otra, como es costumbre, están mirando en dirección contraria, como si de repente hubieran cambiado de parecer.

Detectando mi confusión, Vinther se echa para atrás en su silla y, con el aire de alguien para quien el sexo prehistórico es un perfecto tema de conversación, explica que después de morir, las tortugas se distanciaron pero quedaron unidas por sus genitales. Han quedado pegadas todo este tiempo por la -¡ejem!- anatomía reproductiva de su pareja.

Y eso nos lleva de vuelta a la pareja de tiranosaurios fosilizados, en la que se ven asombrosos paralelos. «Están mirando en dirección opuesta, con las colas superpuestas», dice Vinther. «Creo que fueron sorprendidos en el acto».

Sin otros ejemplos, Vinther reconoce que la teoría es altamente especulativa y, hasta ahora, es simplemente una idea inédita. Sin embargo, si los animales efectivamente están entrelazados en un abrazo antiguo, podría revelar algo sobre un órgano blando que nadie ha encontrado fosilizado todavía. Es correcto, podría ser posible que los tiranosaurios tuvieran pene.

Esqueleto de un tiranosaurio

FUENTE DE LA IMAGEN – GETTY IMAGES. No se sabe bien para qué servían las pequeñísimas extremidades superiores del tiranosaurio, pero algunos creen que hubieran podido tener una función en el apareamiento.

Un trasero en lo profundo de un lago

Sin embargo, hay otra fuente, menos ambigua de hechos sexuales de los dinosaurios: un fósil que ha cautivado la atención del mundo con su trasero. Ese es el psittacosaurus.

Vinther me lleva hasta su preciada pieza y me cuenta los antecedentes.

Estamos en el cretácico inferior en el biota de Jehol, un antiguo ecosistema en el norte de China. Digamos que es un hermoso día soleado en esa tierra templada, y la pequeña psittacosaurus decide dejar su densamente boscoso hogar para ir a beber en uno de los muchos lagos de la zona. Mide unos 91 cm de la cabeza a la cola -es parecida a un perro labrador corpulento- y es casi adulta, aunque todavía inexperta.

La psittacosaurus deambula en dos patas hasta la orilla -con los años dejó de caminar a cuatro patas- pero luego llega la tragedia. Justo cuando se agacha para tomar un sorbo con su pico de loro, se resbala, cae y se ahoga. Al sumirse hasta el fondo del lago, cae de espaldas y abierta de patas, preservando accidentalmente sus genitales para que simios del futuros reflexionen al respecto.

Naturalmente, Vinther está particularmente interesado en que yo inspeccione ese famoso trasero. Señala un área oscura de piel debajo de la cola. Y ahí están: las partes pudientes del dinosaurio, preservadas contra toda expectativa desde el cretácico inferior, una época tan distante que equivale más o menos a 1,6 millones de vidas humanas.

¡Qué pena», el psittacosaurus en la oficina de Vinther no es el fósil real. Lo que estoy viendo es un modelo a escala del animal como se hubiese visto en vida, que él mismo comisionó.

Así que, ¿qué es lo que la parte trasera de este pequeño dinosaurio nos puede decir?

N TAMURA / WIKIPEDIA CREATIVE COMMONS. Esta ilustración de un psittacosaurus lo muestra con su distintivo pico de loro y plumas puntiagudas en la cola.

En primer lugar, al igual que los parientes más cercanos de los dinosaurios -las aves y cocodrilos- este individuo tiene una cloaca. Esta apertura de múltiples usos es común en todos los vertebrados terrestres, excepto los mamíferos, y se trata de un orificio único a través del cual defecan, orinan, tienen sexo y dan a luz. Eso no era inesperado, pero es un descubrimiento nuevo. Nadie había confirmado que los dinosaurios tenían la misma anatomía que sus primos evolutivos.

«Así que puedes ver, si miras aquí abajo [señala la cloaca del psittacosaurus, debajo de la cola] que hay mucho pigmento», dice Vithner. Explica que eso es melanina, y puede ser en parte responsable del extraordinario nivel de preservación de este espécimen.

Aunque tendemos a pensar que la melanina es el compuesto oscuro que le da el color a nuestra piel, tiene una gama de usos diversos en el mundo natural, desde su aplicación como pigmento de la tinta de calamar hasta su función como capa protectora en el fondo de nuestros ojos.

También es un potente antimicrobiano. Comúnmente se encuentra en altas concentraciones en el hígado de anfibios y reptiles, donde impide el desarrollo de microbios potencialmente dañinos. Pero crucialmente, también se encuentra en muchas otras situaciones donde puede ser útil.

«Por ejemplo, los insectos… usan la melanina como un tipo de sistema inmunológico para protegerse contra las infecciones. Así que si le metes una aguja a una polilla [no se recomienda], la zona alrededor del hueco que hiciste secretará melanina», indica Vinther.

Por esa razón, muchos animales, incluyendo los humanos, tienen concentraciones más altas de melanina -y, por ende, piel más oscura- alrededor de los genitales. 

Y eso es igual de cierto para los dinosaurios. Al mirar a esa lejana pariente, que -como uno de mis colegas señaló- está congelada en una posición como se intentara pasar frente a mí a hurtadillas, me siento rara reconociendo una similitud tan íntima.

Fósil de un nodosaurus

FUENTE DE LA IMAGEN – WIKIPEDIA CREATIVE COMMONS. El fósil de nodosaurus mejor preservado del mundo todavía contiene sus células productoras de melanina, con lo que se ha deducido que era de color anaranjado.

Despliegue sexual

Pero hay otros descubrimientos intrigantes, y aquí es donde queda claro que toda mi incomodidad hasta ahora ha sido un precalentamiento. Antes de que me dé cuenta de lo que sucede, Vinther me está explicando con entusiasmo las muchas otras características del trasero del psittacosaurus.

«Ahora podemos reconstruir la morfología de la cloaca, y podemos mostrar que tenía algo así como dos tipos de labios que brotaban así», dice Vinther, haciendo una señal de V con sus dedos. «Y en el exterior, eran pigmentados. Pero esta es la parte interesante, porque no están alrededor de la apertura, [como sería lógico] si estuvieran allí para prevenir un infección microbiana. Así que estaban desplegando el pigmento ahí para anunciarse».

Si eso es verdad, sería algo sin precedentes: desplegar el trasero a las parejas potenciales, como hacen los mandriles, es extremadamente inusual en aves modernas, las descendientes de los dinosaurios. 

«Usaban una cantidad de señalizaciones visuales», afirma Vinther, explicando que tenían una visión a color excelente. A diferencia de la mayoría de los mamíferos que solo pueden ver dos colores, las aves pueden ver los tres que ven los humanos además de la luz ultravioleta. «Pero es inútil desplegar los colores de sus cloacas porque están cubiertas de plumas». Igualmente, los cocodrilos dependen más de los olores.

Vinther especula que, al igual que las aves, los dinosaurios pudieron haber tenido excelente visión a color, en cuyo caso tendría sentido que aquellos que no tenían plumas pudieran haber aprovechado la oportunidad para desplegar sus cloacas.

Desafortunadamente, no es posible saber si este psittacosaurus es macho o hembra, o exactamente qué órganos sexuales poseía, porque sus respectivas partes están escondidas internamente. 

Eso deja a los dinosaurios con dos posibles estrategias de apareamiento: el llamado «beso cloacal», en el que los dos dinosaurios hubieran alineado sus cloacas, con el macho eyaculando su semen directamente dentro de la hembra -una estrategia común en las aves- o la versión más conocida, que involucra el pene (como hacen los cocodrilos).

Dos urogallos en un baile de cortejo

FUENTE DE LA IMAGEN – GETTY IMAGES. Muchas de las teorías sobre el comportamiento sexual de los dinosaurios se basan en las danzas de cortejo de sus parientes cercanos, las aves.

Sin más evidencia y ninguna otra cloaca de dinosaurio fosilizada para estudiar, no se ha llegado a ningún consenso.

Pero probablemente esto ya es suficiente en cuanto a los genitales de los dinosaurios. ¿Qué hay de los otros aspectos de su reproducción? ¿Tenían rituales de apareamiento, tal vez peleas o bailes elaborados? ¿Tendrían machos y hembras apariencias distintas? Y ¿cómo podríamos saber qué características usaban para atraer al sexo opuesto?

Una vela erótica

Parece difícil descifrar el comportamiento sexual de animales extintos hace tiempo, pero Rob Knell, un experto de la Universidad Queen Mary en Londres, me asegura que hay algunas pistas escondidas en el registro fósil.

«Pues, uno de los asuntos con los dinosaurios es que hay una cantidad de cosas raras, lo que algunos llaman ‘estructuras estrambóticas'», dice Knell. «Esa es parte de su atracción carismática. O sea, las placas del estegosaurio, la gran vela del espinosaurio, la cresta y cuernos del triceratops y de otros ceratopsios… La gran cresta que tenía el hadrosaurus… todas estas cosas son candidatas a ser rasgos sexuales selectivos».

En muchos casos, los científicos han debatido durante siglos las funciones de estas estructuras.

Modelo de un espinosaurio frente al Museo de Historia Natural de Barcelona

FUENTE DE LA IMAGEN – GETTY IMAGES. La gran vela dorsal del espinosaurio es una de las «estructuras estrambóticas» que los dinosaurios pudieron haber desplegado para atraer a parejas.

Pero Knell explica que, en el pasado, los paleontólogos eran reacios a interpretar estas características como herramientas para atraer a o competir por parejas. Podían pensar que ese era su principal propósito pero, sin poder comprobarlo, la especulación no parecía científica.

«Un ejemplo serían las placas dorsales del estegosaurio», dice Susannah Maidment, investigadora superior en paleobiología del Museo de Historia Natural de Londres. «También tenemos este tipo de cresta tubular en la cabeza del hadrosaurus… no sabemos para qué sirve».

Aquí es donde entra la ciencia moderna. En 2012, Knell decidió examinar más de cerca el problema. Estaba particularmente interesado en estudiar las características excéntricas que se parecieran bastante a los despliegues de apareamiento de animales actuales, o aquellas que han desafiado una explicación.

Estas incluyen los cuernos faciales y crestas de los triceratops y sus parientes -como el psittacosaurus, que tiene inusuales pinchos laterales en ambas mejillas-, la cresta en la cabeza de depredadores como el dilophosaurus, que cuenta con dos prominentes rugosidades sobre los ojos, los largos cuellos del diplodocus, y las plumas de los ancestros de las aves.

¿Quién es macho, quién es hembra?

Aunque no hay una manera definitiva de determinar cuál era el uso de estas raras características anatómicas, Knell -junto a otro equipo internacional de científicos- pronto se dio cuenta de que hay unas pistas importantes en animales actuales, si se sabe dónde mirar.

Una es la dismorfia sexual, por la que machos y hembras de la misma especie se ven diferente.

Es raro que ambos sexos tengan estilos de vida y estrategias de supervivencia completamente diferentes, así que cuando despliegan características físicas diferentes generalmente es para que el macho atraiga directamente a la hembra (como el colorido plumaje del pavo real macho) o para competir entre ellos por el derecho a copular (como los cuernos de un venado).

Desafortunadamente, esta pista en particular no es muy útil para entender a los dinosaurios, pues los científicos no pueden distinguir a los machos de las hembras. Aunque descubren discrepancias entre individuos fosilizados, no tienen manera de saber si están observando sexos diferentes o especies diferentes.

Dos esqueletos de dinosaurios

FUENTE DE LA IMAGEN – GETTY IMAGES

Los científicos todavía no pueden diferenciar entre un dinosaurio macho y uno hembra.

El factor edad

Esto nos lleva a la siguiente señal delatora. Cuando una característica física aparece solo en adultos maduros y no en crías o animales juveniles, suele ser para el sexo, como las melenas de los leones machos, que se cree sirven para anunciar su disponibilidad. Sin embargo, esta pista también puede ser complicada.

En 1942, los científicos desenterraron un llamativo cráneo nuevo en Montana, EE.UU. Claramente pertenecía a un formidable depredador, pero era relativamente pequeño comparado a el del principal rey de los depredadores, el tiranosaurio rex.

El equipo concluyó que este pertenecía a un adulto de una especie nueva y finalmente -después de varias décadas de debate- el descubrimiento se llamó nano tiranosaurio. En los años siguientes, varios otros probables ejemplares fueron identificados.

Luego, en 2020, un equipo hizo un examen más minucioso. Analizaron los huesos de dos posibles tiranosaurios pigmeos y se dieron cuenta de que probablemente nunca fueron de otra especie, en cambio, eran tiranosaurios rex que habían muerto durante la adolescencia.

De hecho, ahora se cree que estos animales juveniles hubieran sido tan diferentes de los adultos que casi se comportaban como si no estuvieran emparentados, cada uno ocupando su propio y singular nicho en la cadena alimenticia prehistórica.

Y los tiranosaurios rex no son los únicos dinosaurios que pueden haber experimentado cambios dramáticos a medida que se desarrollaban.

«Hay un gran debate sobre el torosaurus y el triceratops», comenta Maidment. Aunque los dos parecen similares en líneas generales, el primero realmente tenía un cráneo gigantesco -uno de los más grandes de cualquier animal terrestre- y una enorme gorguera alrededor del cuello con dos inmensos huecos. El segundo es mucho más pequeño, con su correspondiente pequeña cresta sin huecos.

«Estos son dos dinosaurios que vivieron juntos hasta el final del cretáceo en América del Norte. Unos creen que el torosaurus es un triceratops muy antiguo, y otros piensan que se trata de dos especies separadas», dice Maidment, indicando las otras variantes que algunos estiman que simplemente representan las diferentes etapas en la vida del triceratops. «La gente ha discutido si son especies diferentes pero, en realidad, podrían simplemente ser etapas ontogénicas (de desarrollo) del triceratops. No se han podido poner de acuerdo».

Esqueleto de triceratops

FUENTE DE LA IMAGEN – GETTY IMAGES. La enorme cresta del triceratops ha desconcertado a los científicos. ¿Para qué servía exactamente?

Así que, esa estrategia para identificar los rasgos eróticos no siempre funciona. Afortunadamente, existe otra manera, y es hacer un modelo de para qué cosas podrían servir estas estructuras.

«Lo que podemos hacer es decir, ‘bien, esto es consistente con una estructura que evolucionó para este propósito. Y no es consistente con una estructura que evolucionó para cualquier otro propósito'», señala Knell.

Un ejemplo es la cresta del triceratops. A lo largo de los años, generaciones sucesivas de científicos han quedado desconcertados por este enorme rasgo, con una variedad de explicaciones que van desde la protección del cuello contra depredadores hasta la regulación de la temperatura.

Más recientemente, se ha sugerido que habría servido para que la especie pudiera identificar a los miembros de su propio grupo. De manera que Knell y sus colegas investigaron más a fondo y encontraron que esa idea realmente no funcionaba. Hay poca variación entre las crestas de las diferentes especies de triceratops, así que es poco probable que hubieran servido para ese propósito.

Con esa teoría potencialmente descartada, se vuelve más razonable especular que eran usadas para llamar la atención de otros triceratops o pelear contra otros machos, lo que les ayudaba a tener sexo.

Y hay evidencia de esto. En un estudio de 2009, se analizaron los patrones de heridas en los cráneos de varios triceratops y se encontró que eran consistentes con peleas contra otros triceratops. Los investigadores quizás descubrieron señales fantasmales de antiguas rivalidades sexuales.

Pero, ¿qué hay de otros rituales de apareamiento? ¿Hubieran podido los tiranosaurios rex gesticular con sus pequeños bracitos para atraer a las hembras para copular, como recientemente sugirieron los productores del programa «Planeta Prehistórico»? ¿Es posible que los paquicefalosáuridos chocaran sus cabezas en peleas por dominio sexual?

Knell está convencido de que, en términos generales, pudieron haberlo hecho.

Señala las similitudes entre dinosaurios y aves, y el hecho de que estas últimas son solo una versión con pico y sin dentadura de sus antiguos primos con plumas.

Esto es particularmente cierto de los dinosaurios aviares, que evolucionaron en las aves modernas -como el velociraptor, que era más como un pavo asesino que los esbeltos depredadores que se ven en la serie de películas de «Jurassic Park».

Ilustración de un velociraptor

FUENTE DE LA IMAGEN – GETTY IMAGES. Algunos expertos creen que los velociraptors tenían plumas, haciéndolos parecer más a un pavo.

«Si uno les echa una mirada a las aves de ahora, hay una gran gama de despliegues que llevan a cabo. ¿Por qué harían algo diferente los dinosaurios?», sostiene Knell. «No hay razón para pensar que hubiera algo raro del apareamiento de los dinosaurios que no hubiera sido legado a las aves… así que, sí, pienso que hubieran tenido despliegues curiosos de apareamiento».

Increíblemente, podría haber evidencia física de estos comportamientos. En 2016, unos científicos en Colorado desenterraron unas peculiares depresiones, como charcos antiguos.

Una inspección más detallada reveló marcas de raspaduras y huellas de patas de tres dedos, un sello distintivo de depredadores como el T. rex, que se remontan al cretáceo. Estas eran depresiones en el suelo que fueron hechas por dinosaurios. Y tienen una asombrosa similitud con las que hacen las avestruces actuales.

Los avestruces hembras son amantes caprichosas, y los machos deben ejecutar elaboradas danzas de cortejo para animarlas. Estas incluyen una carrera, mucho aleteo y una «ceremonia de raspadura», una demostración de sus capacidades para escarbar, necesarias para la elaboración de nidos en el piso. Los investigadores sugieren que los autores de estas marcas pudieron haber estado haciendo lo mismo hace 100 millones de años.

Marcas de raspaduras y huellas de patas de tres dedos encontradas en Colorado

FUENTE DE LA IMAGEN – GETTY IMAGES

Las marcas de raspaduras y huellas de patas de tres dedos que fueron encontradas en Colorado sugieren un comportamiento parecido al de las avestruces en sus rituales de apareamiento.

No obstante, Knell reconoce que tal vez nunca sepamos mucho sobre los extravagantes detalles de muchos rituales de apareamiento de los dinosaurios. Hasta las especies actuales más emparentadas, como varias aves, tienen despliegues ampliamente divergentes.

Por otro lado, en años recientes hemos adquirido una perspectiva antes inimaginable de la vida de los dinosaurios. Quién sabe, tal vez en unas décadas conoceremos una incómoda cantidad de detalles sobre maneras en que cortejaban y también sobre la clase de genitales que tenían.

Imagen de portada: GETTY IMAGES. El comportamiento sexual de los dinosaurios sigue estando en las sombras.

FUENTE RESPONSABLE: BBC Future. Por Zaria Gorvett. 1° de julio 2022.

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