viernes, 12 de enero de 2018

Top 10: Lo mejor del 2017

Llega a su fin otro año y como ya es costumbre en este blog, les presento la lista (subjetiva) de los mejores descubrimientos en Paleontología. Puedes visitar el resto de los top 10 en los siguientes vínculos.


Ahora sí, demos paso a nuestro clásico top 10 en cuenta regresiva. Las menciones honoríficas estarán situadas antes del número 1. Sólo un trabajo donde se plantean hipótesis fue considerado para la lista. Ese tipo de trabajo donde se proponen ideas, no suelen ser de gran relevancia o que cambien algún paradigma (lo que hacen los descubrimientos que veremos a continuación).


Cortesía de Omar De Luna Sánchez.


10. Dietas peculiares

Comenzamos la lista con dos descubrimientos que cambian lo que sabíamos de la dieta de algunos bichos y que francamente, me resultaron una sorpresa. En primer lugar tenemos el descubrimiento de que dinosaurios herbívoros consumían de manera regular (los paleontólogos del estudio piensan que de forma estacional) crustáceos. ¿Cómo? Sí, estimado lector crustáceos, específicamente decápodos, o como mejor se les refiere: cangrejos. El hallazgo se produjo en coprolitos (excremento fósil) procedentes de la Formación Kaiparowits, del Cretácico tardío (Campaniano), de hace aproximadamente 77 millones de años. Desafortunadamente no se ha podido identificar con exactitud a la especie de dinosaurio que produjo los coprolitos, pero se sospecha de hadrosáuridos y ceratopsios.

Procedencia de los coprolitos con surimi cangrejos en su interior. Imagen modificada de Chin et al. (2017).

Pero ¿cómo y para qué consumir cangrejos? Los autores del estudio sugieren que fueron consumidos cuando los dinosaurios tomaron troncos sumergidos y parcialmente descompuestos, como complemento a su dieta. Ahora sí lo hemos visto casi de todo en dieta de dinosaurios. ¡Hasta madera comían! Madera "infestada" de cangrejos, pobrecitos animales. Aunque claro, queda la posibilidad de que los dinosaurios no despreciaran los cangrejos en los troncos y que los "buscaran" como fuente regular de aporte extra de proteína, de la misma forma que de cuando en cuando podemos ver algunos herbívoros de hoy mascando huesos o cosas más extrañas.

No todos los vegetarianos comen siempre sus verduras, algunos suplementan su dieta de formas inusuales.

Otro descubrimiento interesante que también tiene que ver con caca fósil es el hallazgo de coprolitos del Cretácico tardío final que presentan las primeras impresiones de material comido. Es decir, los coprolitos generalmente contienen material digerido, no digerido y parcialmente digerido que suele preservarse, pero por los procesos tafonómicos, las cacas suelen redondearse antes de ser encontradas. En este caso, se preserva un coprolito que porta la impresión de un ¡caparazón de tortuga! La parte genial es que ese caparazón puede ser identificado y de hecho, pertenece a la especie Taphrosphys sulcatus. Esta tortuga pertenece al grupo de las pleuródiras, esas que no pueden más que doblar el cuello al lado del carapacho, en vez de ocultarlo dentro de él.

Coprolito con impresión de tortuga. Las flechas indican el giro de la figura en B para la orientación en C. La figura en C, según los autores tiene la talla y forma aproximada de la apertura cloacal del depredador que defecó el coprolito. Modificado de Godfrey et al. (2017).

El dueño del coprolito, como en el caso anterior, es desconocido. Aunque se sospecha de mosasurios, cocodrilos y dinosaurios terópodos. La parte interesante es que el depredador ingirió a la tortuga cuando esta era apenas una cría y la tragó toda, lo que garantizó su paso íntegro por el tracto digestivo. La impresión es tan fina que conserva rasgos de la cutícula y se aprecia el sobrelapamiento que hay entre escamas y placas óseas. Hallazgos como este no se ven todos los días.

Fuentes:
Chin, K., Feldmann, R. M., & Tashman, J. N. (2017). Consumption of crustaceans by megaherbivorous dinosaurs: dietary flexibility and dinosaur life history strategies. Scientific reports, 7(1), 11163.
Godfrey, S. J., Weems, R. E., & Palmer, B. (2017). Turtle Shell Impression in a Coprolite from South Carolina, USA. Ichnos, 1-8.


9. Gateando por un sueño

La transición del agua a la tierra por parte de los vertebrados es considerado uno de los hitos evolutivos más importantes. Sin embargo, una vez en tierra, muchos linajes de vertebrados regresaron al agua. En el caso particular de los mamíferos tenemos muchos ejemplos. De estos, destacan el de los cetáceos, sirenios, pinípedos y los extintos demostilios, entre otros. La duda es, ¿cuándo exactamente dejaron la tierra y se aventuraron al agua? La duda recae particularmente en que la morfología no es clara, no se podía saber con seguridad si algo con patas como un Ambulocetus cuyo nombre significa "ballena andante", en realidad era andante. ¿O ya vivía en el agua de forma permanente? La respuesta parece estar en las costillas y no en las patas, como sugiere un nuevo estudio. La lógica es simple, las costillas forman la caja torácica y ésta revela si puede o no soportar el peso de la masa visceral en tierra. Si puede, el animal era semiacuático (como un león marino), pero si no, era un animal acuático obligado (como un delfín).

Fuerza torácica (TF(N)) contra la masa corporal y los hábitos de vida. La línea verde representa a los animales semiacuáticos, que deben tener una caja torácica fuerte debido a que sobre ella (y no sobre las patas) recae el peso del cuerpo. En rojo, la línea de animales con cajas torácicas terrestres, cuyo peso es sostenido por patas. Y en azul, las cajas torácicas de animales cuyo peso corporal es soportado por el agua. Imagen modificada de Ando y Fujiwara (2017).

Los resultados rompen un paradigma, pues se pensaba que tanto demostilios, como cetáceos primitivos con patas eran semiacuáticos, al puro estilo de un lobo marino. Después de todo, ¡tenían patas! Pero resultó que tenerlas no garantiza poderlas usar en tierra. Y ese fue el caso para algunos mamíferos de los que se sospechaba podrían haber sido semiacuáticos. El que pasó la prueba fue Desmostylus hesperus, pero los que no, fueron sus primos Paleoparadoxia tabatai Neoparadoxia repenningi, así como la ícónica ballena con patas Ambulocetus natans. Así que ahora sabemos que son las costillas y no las patas, el mejor indicador para saber si un animal era semiacuático o totalmente acuático.

Modelos caducos de Paleoparadoxia (Oda Takashi) Ambulocetus (Robin Liesens), contra modelos más acordes a su modo de vida (de Tatsuya Shinmura y Carl Buell, respectivamente).

Fuente:


8. Gansosaurio

Justo cuando piensas que un nuevo dromeosaurio ("raptor") será más de lo mismo (y generalmente lo es), BOOM, aparece algo totalmente nuevo. En esta ocasión se trata de Halszkaraptor escuilliei, un terópodo procedente de la Formación Djadokhta (Mongolia), que data del Cretácico tardío Campaniano, aproximadamente de hace 75-71 millones de años de antigüedad. Este nuevo dinosaurio presenta una estructura bastante peculiar. Tenía una cola relativamente corta, un tórax relativamente alto, acompañado de un esternón (placas esternales) bastante grande que daba anclaje a músculos bastante amplios para brazos tan cortos. Y no sólo eso, sino que el cuello era muy esbelto y largo, rematado en una cabeza inusual, con bóveda alta y un hocico corto y amplio a los lados.

Reconstrucción esquelética de Halszkaraptor escuilliei. Tomado de Cau et al. (2017).

Pero ¿estas características son sólo una nueva forma? Pues resulta que no, pues el gansosaurio este posee algunas características que sugieren una forma de vida novedosa, un ¡raptor semiacuático! El rostro porta una multitud de porosidades que albergaban muchísimos vasos sanguíneos que los autores del estudio han interpretado como una adaptación para sentir presas bajo el agua (de forma similar a los cocodrilos, algunas aves y mamíferos de hoy). Adicionalmente, los miembros delanteros muestran proporciones similares a los de vertebrados acuáticos como reptiles marinos de cuello largo (plesiosaurios y notosaurios) y aves acuáticas.

Restauración del aspecto en vida de Halszkaraptor escuilliei por el artista Lukas Panzarin.

Este dinosaurio fue una sorpresa tanto en su forma como en su estilo de vida inferido. Esperemos que próximamente nos aguarden nuevas sorpresas como estas.

Fuente:
Cau, A., Beyrand, V., Voeten, D. F., Fernandez, V., Tafforeau, P., Stein, K., ... & Godefroit, P. (2017). Synchrotron scanning reveals amphibious ecomorphology in a new clade of bird-like dinosaurs. Nature. 552, 395–399.


7. Pollos del terror

Una de las cosas más curiosas del registro fósil de las aves es cómo evolucionaron de forma paralela distintos linajes terrestres. Particularmente aquellos de animales gigantes como las avestruces y las moas. Y si bien, la mayoría de esas aves gigantes tienen sedes taxonómicas más o menos volátiles, poco sabíamos de la posición filogenética de las primeras aves gigantes, conocidas popularmente como diatrimas, las gastornítidas o gastornitiformes (cuando se elevan a categoría de orden). Lo único que sabemos es que son del hemisferio norte y que "tienen" que ser de un linaje antiguo, después de todo son aves del Paleoceno y Eoceno. Ah y que eran veganas.

Gastornis sp. por el artista Daniel (DanneArt).

Por otra parte, tenemos a los "patos demoniacos de la perdición" (demon ducks of doom), un grupo de aves gigantes de Australia relativamente recientes, que aparecen en el Oligoceno y se extinguen completamente hasta el Pleistoceno. Estas aves son conocidas como dromornítidas (o dromornitiformes cuando se solía pensar que representaban un orden). Su posición taxonómica previa era que eran o parientes de los patos (orden Anseriformes) o patoides primitivos (Anseriformes troncales). Otro misterio.

Dromornis sp. por el artista Daniel (DanneArt).

Un nuevo estudio de este año propone algo novedoso. Que estos dos grupos de aves que aparentemente no tienen conexión, son en realidad parientes. Y propone que no son los Anseriformes, sino los Galliformes, los parientes más cercanos de estas aves. Ya sea que se sostenga que este grupo (diatrimas + dromornítidas) sea considerado como Anseriformes troncales o como orden propio (Gastornithiformes). Otra cosa interesante de este estudio es que encuentra que Vegavis iaai no es un anseriforme, sino un miembro basal de la dupla diatrimas/dromornítidas. Pero el estudio no se detiene ahí, sino que también encuentra que Presbyornis y sus parientes (Presbyornithidae) son en realidad Anseriformes corona y no troncales o un orden separado como se proponía.

Presbyornis sp. por el artista José Vitor E. da Silva.

Y para poner la cereza en el pastel, se encuentra que las aves del terror verdaderas, las forrusrácidas (familia Phorusrhacidae) son en efecto parientes de las cariamas o chuñas modernas. Y que la misteriosa Brontornis burmeisteri, que en una entrada antiquísima del blog aparecía como forrusrácida y que a ratos, brincaba a ser un anseriforme gigante, en realidad sí es una forrusrácida. Estos nuevos cambios a la taxonomía de las aves gigantes y extintas son por demás interesantísimos, sobre todo para los amantes de las aves.

Cladograma de Worthy et al. (2017) traducido. En la base se aprecian las litornítidas de las que destaca Paracathartes, pues su sede anterior era incierta. Más adelante se aprecian distintos grupos de aves gigantes no voladoras (indicadas por el círculo negro y grande). De ellas destacan las gastornítidas y las dromornítidas.

Fuente:
Worthy, T. H., Degrange, F. J., Handley, W. D., & Lee, M. S. (2017). The evolution of giant flightless birds and novel phylogenetic relationships for extinct fowl (Aves, Galloanseres). Open Science, 4(10), 170975.


6. Masticadito primero

Casi nunca hablo de invertebrados en el blog... Y no es porque los odie, es que se muy poco de ellos. Y hay un grupo que desde la carrera me ha parecido sumamente interesante, el de los quelicerados. Ese grupo de artrópodos incluye a las arañas, los escorpiones, los ácaros y otros menos conocidos como los "cangrejos" herradura (xifosuros), las "arañas" de mar (picnogónidos), las "arañas" patonas (opiliones), las "madres de alacrán" (solífugos), los "escorpiones" marinos (euriptéridos), entre otros más. Pero eso sí, una de las características clave que me dieron en la carrera sobre estos animales es que en vez de tener tres segmentos corporales principales como los insectos (cabeza, tórax y abdomen), los quelicerados sólo cuentan con dos: el abdomen y el opistosoma (donde está la cabeza). Esto, más la característica presencia de quelíceros, son lo que distingue al grupo. Los quelíceros vienen en tres formas: agujas, como los de las arañas, pinzas como los de los escorpiones y pinzas segmentadas como los de los ácaros y escorpiones de mar.

Quelícero en forma de pinza de un solífugo. Fotografía de Jon Richfield.

Se pensaba que estas formas básicas aparecieron con el grupo y que eran su carácter ancestral por excelencia. Sin embargo, un estudio reciente encontró que el artrópodo del Esquisto de Burgess conocido como  Habelia optata, es en realidad un quelicerado. Pero no sólo eso, sino que además ¡no posee quelíceros! Y la estructura más sobresaliente de su región oral son unas placas llamadas "gnatobases", que no son homólogas a los quelíceros. En su lugar, unos menudos apéndices orales en forma de patita, llamados "endópodos", son el homólogo de los quelíceros. El nivel de convergencia de los apéndices orales en Habelia es impresionante, son muy similares a lo que podemos encontrar en ciempiés y algunos crustáceos.

Nueva imagen de Habelia optata, restauración de Joanna Liang. En rojo se señala lo que los autores del estudio consideran que podría ser el homólogo de los quelíceros en este grupo de artrópodos del Cámbrico.

Gracias a estas y a otras características anatómicas, Habelia representa un nuevo grupo de animales quelicerados, denominados Habeliida, que contiene a otro miembro famoso del esquisto de Burgess, Sanctacaris uncata. El estudio también concluye que los megaquéridos como  LeanchoiliaAlalcomenaeusOestokerkusYohoiaFortiforceps Jianfengia en realidad son mucho más basales y que los trilobites son en realidad el grupo hermano de los quelicerados (al fin ¡sede para los trilobites!).

Relaciones de parentesco propuestas por Aria y Caron (2017).

Sin duda, el año que se nos viene debe de incorporar estudios como estos.

Fuente:
Aria, C., & Caron, J. B. (2017). Mandibulate convergence in an armoured Cambrian stem chelicerate. BMC Evolutionary Biology, 17(1), 261.


5. Engarrapatados

Hablando de quelicerados, pues resulta que un grupo de ellos puede ser parásito, se trata de las garrapatas, la superfamilia Ixodoidea, que pertenece a los ácaros. Estos animales son ectoparásitos hematófagos, lo que significa que se "pegan por fuera" se sus huéspedes para alimentarse de sangre. Una gran variedad de animales se puede llenar de garrapatas pero éstas son casi siempre específicas a los grupos que parasita. Hay garrapatas de reptiles, de mamíferos y de aves. Las que parasitan aves tienen ganchos especiales en las patas que les permiten andar entre las plumas y no caerse a la menor sacudida. Y resulta que preservadas en ámbar, se descubrieron dos nuevas especies del Cretácico tardío (ca. 99 millones de años): Deinocroton draculi Cornupalpatum burmanicum. Estas especies fundan una nueva familia: Deinocrotonidae y se caracterizan por ser parásitas de animales emplumados.

Arriba, ejemplares tipo de Deinocroton draculi. Abajo, ejemplar tipo de Cornupalpatum burmanicum, con acercamiento. Modificado de Peñalver et al. (2017).

Una de ellas, C. burmanicum fue encontrada enredada en una pluma, mientras que D. draculi se asume como una garrapata en el mismo nicho porque se encontró llena de "pelos" (hastisetae) del mismo tipo que los encontrados en C. burmanicum. Estas hastisetas son de larvas de escarabajos de la familia Dermestidae (subfamilias Megatominae y Trinodinae) y estos pequeñines se alimentan de excrementos, plumas muertas y despojos dejados por los pollos de las aves en los nidos. Las hastisetas llegaron a las garrapatas porque las larvas de escarabajo los mudan en cuantiosas cantidades, llegando a formar gruesos tapetes en los nidos, que luego son transferidos hacia los pollos y adultos al sentarse en el nido.

Larva de escarabajo megatomino en ámbar del Báltico. Imagen tomada de aquí.

Los candidatos a ser los engarrapatados son dinosaurios no avianos emplumados y desde luego, aves. Sin embargo, por los tiempos de aparición de diferentes grupos y por la antigüedad de las plumas, se sabe que el huésped no pudo haber sido un ave moderna (neornita). Esto suma nuevas e interesantes interacciones al mundo de los dinosaurios mesozoicos. Ahora se podrán hacer ilustraciones con dinosaurios rascándose las garrapatas o al menos, intentándolo.

Restauración del aspecto en vida de  Deinocroton draculi. En la imagen se muestran dos machos no hinchados y una hembra hinchada de sangre en su huésped. Arte de Oscar Sanisidro.

Fuente:
Peñalver, E., Arillo, A., Delclòs, X., Peris, D., Grimaldi, D. A., Anderson, S. R., ... & Pérez-de la Fuente, R. (2017). Parasitised feathered dinosaurs as revealed by Cretaceous amber assemblages. Nature communications, 8(1), 1924.


4. Sangre de ictiosaurio

Los tejidos blandos siempre son una sorpresa, pero más cuando aún no se habían descrito para un grupo específico de vertebrados. En esta ocasión hace su lugar al puesto 4 el hallazgo de sangre fósil de ictiosaurio. O siendo más específicos, de eritrocitos (glóbulos rojos) y posibles leucocitos (glóbulos blancos) fosilizados. Estos microfósiles fueron encontrados al seccionar un nódulo con cobertura de pirita y al examinar la vértebra de ictiosaurio preservada en él. El fósil data del Jurásico temprano, aproximadamente de hace 182.7 millones de años.

Acercamientos a (arriba) fibras de colágeno y (abajo) eritrocitos en la superficie de hueso de ictiosaurio. Tomado de Plet et al. (2017).

Lo interesante del hallazgo es que confirma la hipótesis tan desacreditada (pero aún no refutada) de la Dra. Schweitzer, que sugiere que el hierro es el responsable de la preservación de tejidos blandos improbables en el registro fósil, que incluye ADN, proteínas e incluso, glóbulos rojos en dinosaurios. Para saber más al respecto te recomiendo leer: células de dinosaurio y ADN de dinosaurio en este blog. Lo más interesante es que estos glóbulos rojos son anucleados es decir, no poseen núcleos. La parte curiosa es que los eritrocitos de los reptiles sí poseen núcleos, mientras que sólo los de los mamíferos carecen de estas estructuras celulares. Esto permite a los glóbulos rojos mamiferianos ser más eficientes para transportar oxígeno y precisamente esta condición en los ictiosaurios refleja un estilo de vida más similar a un delfín que a una lagartija. Otra más a la lista de convergencias de los ictiosaurios.

Posibles glóbulos blancos (WBC-like structure) en ictiosaurio. Plet et al. (2017).

Sin embargo, algunos dudan de que estos sean realmente eritrocitos y plantean que por la talla (minúscula) podrían ser contaminantes. Si quieres leer más al respecto de este descubrimiento, te recomiendo el post: Sangre de ictiosaurio, donde proporciono más detalles.

Crédito de la imagen: Curtin University.


Fuente:
Plet, C., K. Grice, A. Pagès, M. Verrall, M. J. L. Coolen, W. Ruebsam, W. D. A. Rickard y L. Schwark. (2017). Palaeobiology of red and white blood cell-like structures, collagen and cholesterol in an ichthyosaur bone. Scientific Reports. 7(13776): 1-10.


3. Bebés inútiles

Los bebés de los animales vienen en dos formas: precociales y altriciales. Los primeros son aquellos que al momento de nacer/eclosionar, pueden valerse por sí mismos, son fuertes e independientes. Sin  embargo, los del segundo tipo son unos inútiles buenos para nada, como nuestros bebés, que requieren de nuestros cuidados para poder sobrevivir. Los tetrápodos exhiben toda una variedad de crías, tanto precoces como altriciales. Y averiguar, de qué tipo era una cría de animal extinto es un lío. Sin embargo, este año pudimos aprender sobre las crías de unos animales increíbles, los pterosaurios.

Ejemplos de crías precoces, como la del pato, contra crías altriciales, como los pollos de paseriforme indeterminado (abajo). Fotografías de Susanne Nilsson y Doha Qatar respectivamente.

Por años se había especulado sobre las capacidades de las crías de pterosaurio. El artista Mark Witton y colaboradores, habían incluso generado un gran argumento a favor de la hipótesis de crías de pterosaurio precoces y capaces de vivir por sí mismas (clic para ver). Sin embargo, el estudio directo de huevos de pterosaurio de la especie Hamipterus tianshanensis mostró embriones en distintos estados de desarrollo, desde los poco formados, a los que estaban a punto de eclosionar. Y el resultado fue asombroso, las crías nacerían incapaces de volar y en un estado que corresponde con bebés altriciales, completamente dependientes de los padres. Esta evidencia no sólo muestra que los pterosaurios eran padres que cuidaban a sus crías, sino que además, eran más similares a las aves que a los reptiles en el aspecto del cuidado de los pequeños. A pesar de que sus huevos eran muy reptilianos por fuera.

Masa de fósiles (A) de Hamipterus tianshanensis, huevos (B) y huevo con embrión (C). Tomado de Wang et al. (2017).

Si bien, debemos ser cautos antes de trasladar estos resultados a todos los pterosaurios, sí son la primera instancia para poder decir, con embriones en mano, que estos animales eran altriciales. Sin duda, las playas del Cretácico temprano de China donde anidaban estos reptiles voladores debieron ser un sitio muy bullicioso, lleno de bebés llorones.

Restauración del momento de eclosión de crías de Hamipterus tianshanensis. Arte de Zhao Chuang.

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Fuente:
Wang, X., Kellner, A. W., Jiang, S., Cheng, X., Wang, Q., Ma, Y., ... & Li, N. (2017). Egg accumulation with 3D embryos provides insight into the life history of a pterosaur. Science, 358(6367), 1197-1201.


2. Cambios de look

Ora chunchakeando lo que necesito es cambiar de look... O al menos es lo que estos bichos ya necesitaban. El paleoarte es la forma más inmediata en la que los descubrimientos fósiles llegan a las personas y retratar la vida del pasado lo más fiel a la realidad que fue, sólo es posible gracias a nuevos descubrimientos.

Los primeros en la lista son los "raptores", "paravianos no avialanos" para los más estrictos. En un trabajo donde se estudiaron los tejidos blandos de diferentes especímenes de Anchiornis huxleyi, se completó el perfil de la forma corporal más completa de un dinosaurio (adulto) a la fecha, con excepción del Psittacosaurus publicado el año pasado. Existía debate general sobre la extensión de los tejidos blandos en distintas zonas del cuerpo y con la técnica de fluorescencia estimulada por láser, la duda queda saldada. En el caso de la cola, la "panza" por debajo del pubis y la pantorrilla, los paleoartistas dieron en el clavo, la piel no tiene mucho de sobra. Por otro lado, el paleoarte tiene mal entendidas otras partes. Por ejemplo, los pies constan de almohadillas de piel que las huellas indicaban desde hace tiempo, pero casi nadie los dibuja. Y lo más notorio son los miembros delanteros, pues se confirma lo que los paleontólogos sospechaban hace tiempo, los brazos de los "raptores" no iban desnudos, sino que tenían "alitas". Estos dinosaurios tenían dos membranas; la que unía el brazo y antebrazo se denomina propatagio y la que une el antebrazo con la mano, postpatagio. Además de eso, los dedos III y IV estarían parcialmente unidos, lo que hace imposible las "manos de pianista" de los raptores noventeros.

Estudio de la morfología y extensión de los tejidos blandos de Anchiornis. Los colores indican diferentes especímenes y regiones de los mismos. Note cómo los brazos son la parte más impacatante. Tomado de Wang et al. (2017).

Eso en cuanto al "pellejo". Pero, ¿qué tal las plumas? Por cierto tiempo hemos estado viendo paleoarte de paravianos con plumas bastante peinadas. El contorno de los animales es casi el mismo que el de la "carne" debajo. Pero si observamos a las aves modernas, seguramente debió haber existido más variación. ¿No? Pues un estudio reciente descubrió que en Anchiornis huxleyi ese era el caso. Tras examinar las plumas de contorno que pudieron encontrar, un equipo descubrió que dichas plumas, que forman el cuerpo y no las partes especializadas de las alas, eran de naturaleza semi-abierta. Esto debió darle un look bastante "esponjoso" a Anchiornis. El cánon artístico entonces debe cambiar y debemos estar atentos, pues esta esponjosidad al parecer puede extenderse a dinosaurios como Sinosauropteryx Caudipteryx, aunque esto no es concluyente aún. Las plumas de este tipo pudieron haber servido para mantener a los dinosaurios secos y calientitos, ya que no estaban adaptadas para mejorar el aerodinamismo. Intrigante ¿no?

Nuevo paradigma de cobertura de plumas por  Rebecca Gelernter. La pluma representa la morfología abierta de las que fungen como contorno. En esta reconstrucción se toma en cuenta lo descubierto por los autores del estudio anterior. Note cómo los dedos no van desnudos y los externos de la mano están unidos por tejido blando. Tomado de Saitta et al. (2017).

Dejemos a los dinosaurios y pasemos a sus primos, los pterosaurios. Estos reptiles voladores son exclusivos del Mesozoico y durante el Cretácico vieron su fin. Antes de su desaparición sólo quedaba una familia, los azdárquidos (Azhdarchidae). Por lo delicado de sus huesos, estos animales son poco conocidos, pero sabemos que tenían envergaduras que iban de los 3 a los 10-12 metros. Uno de los más famosos del grupo es Quetzalcoatlus y su morfología es la que se pensaba la típica del grupo. Una enorme cabeza sostenida por un cuello largo y esbelto. Este año, un par de vértebras cervicales de las que una, es particularmente corta han levantado sospechas y se propuso un nuevo modelo morfológico. Si todo en la interpretación de la vértebra está en lo correcto, pertenecería a un pterosaurio gigante, similar a Hatzegopteryx o quizá a este mismo. La morfología de la vértebra sugiere que su dueño era de cuello corto, lo que es completamente distinto a lo que se pensaba antes para este grupo (i.e. todos eran de cuellos largos y esbeltos). Esperemos que este modelo sea correcto porque de serlo, abre la puerta a una mayor diversidad morfológica en los últimos pterosaurios que vivieron y borran esa imagen de copy/paste en la morfología del grupo.

Arriba, anteriores restauraciones del aspecto de Hatzegopteryx. Abajo, restauración bajo la hipótesis del cuello corto. Tomado de Naish y Witton (2017).

Hasta ahora esta lista ha estado plagada de vertebrados voladores o terrestres, pero ¿qué tal los marinos? Si pensamos en animales extintos marinos del Paleozoico, nuestro awesomebro interno nos grita un nombre: Dunkleosteus terrelli. Ese gigantesco placodermo que parece salido de una peli de ciencia ficción en realidad existió. Pero de él sólo tenemos la parte frontal del cuerpo, el resto lo inferimos gracias a parientes cercanos mejor preservados. Pero hay un problema. No podemos escalar lo sabido a un bicho más grande porque los estilos de vida son muy distintos. Quizá le estemos poniendo el cuerpo de un recogedor de "basura" a un feroz depredador. Precisamente con eso en mente, un grupo de científicos se puso manos a la obra y al recolectar información sobre la forma de los diferentes animales marinos que son equiparables a Dunkleosteus, generaron un modelo de predicción de la forma de este animal. La sorpresa es que no se parece en nada a lo que los artistas venían dibujando y por el contrario, se parecía más a los dibujos de los chicos que entusiasmados, hacían a un "tiburón maligno" de Dunkleosteus. Específicamente, el animal parece que tuvo cola tiburonesca con dos lóbulos, siendo mayor el superior (heterocerca). Esto también sugiere sus hábito e hipotetiza una vida: depredador pelágico. Ojalá nuevos descubrimientos corroboren esta hipótesis novedosa.

Nuevo modelo de la parte trasera de Dunkleosteus (en escala de grises) por Hugo Salais. En color, el modelo caduco, obra de Satoshi Kawasaki.

Fuentes:
Wang, X., Pittman, M., Zheng, X., Kaye, T. G., Falk, A. R., Hartman, S. A., & Xu, X. (2017). Basal paravian functional anatomy illuminated by high-detail body outline. Nature Communications, 8, 14576.
Saitta, E. T., Gelernter, R., & Vinther, J. (2017). Additional information on the primitive contour and wing feathering of paravian dinosaurs. Palaeontology.

Menciones honoríficas

Lisanfibios, la reivindicación

Los únicos anfibios vivos son las salamandras, las ranas y las cecilias. O dicho de forma científica, los Caudata, Salientia y Gymnophiona, en el mismo orden. Se supone que estos animalitos forman un grupo llamado Lissamphibia. Sin embargo, los lisanfibios han sido sujeto de mucho debate. Primero, por su relativa ausencia en el registro fósil durante el tiempo en el que surgieron. Posteriormente, porque algunos estudios habían sugerido que no eran un grupo monofilético. Es decir, no tenían un ancestro común inmediato y por eso, no eran un grupo válido. El problema principal eran las cecilias, que al estar tan modificadas (carecen de patas), no cuadraban. Y al más puro estilo de un partido de tenis sistemático, las pobres eran y no eran parientes cercanas de los batracios (grupo compuesto por salamandras y ranas). Este año, un nuevo estudio mostró la razón. Como se sospechaba, faltaban fósiles. Y al encontrar una nueva cecilia troncal (muy primitiva y poco modificada), el árbol de los anfibios se hizo mucho más grande. La nueva especie es Chinlestegophis jenkinsi, del Triásico tardío de Colorado, EUA. Y como se sospechaba, las cecilias no son parientes cercanas de ranas y salamandras. Entre estos grupos existieron muchos anfibios que vivieron del Pérmico al Jurásico, pero todos ellos de un grupo llamado Temnospondyli. O en otras palabras, se reivindica a los lisanfibios como un grupo natural, surgido de entre los temnospóndilos, pero las cecilias no son parientes tan cercanas de los batracios. Esto hace que Lissamphibia se expanda mucho más que antes y que los estimados moleculares para la aparición del grupo por fin cuadren. Algo que personalmente esperaba que ocurriera en algún punto.

Nueva propuesta de árbol evolutivo de los lisanfibios y sus parientes luego de incluir a Chinlestegophis jenkinsi. Ilustraciones de Dmitry Bogdanov, excepto por: Amphibamus Rhinesuchus por Nobu Tamura; Gerobatrachus por Satoshi Kawasaki; Nanolania por Smokeybjb; y Chinlestegophis jenkinsi por Nix Draws Stuff. Cladograma modificado de Pardo et al. (2017).

Fuente:
Pardo, J. D., Small, B. J., & Huttenlocker, A. K. (2017). Stem caecilian from the Triassic of Colorado sheds light on the origins of Lissamphibia. Proceedings of the National Academy of Sciences, 201706752.

Completito

Jurassic Park sentó en la cultura popular la idea de encontrar así como así dinosaurios completos y que el excavarlos era tan fácil como meter la mano en los huecos del cráneo para sacar la arena. Los paleontólogos que trabajamos recuperando fósiles del campo sabemos que eso es pura fantasía. Los restos completos son extremadamente raros y los que están además, con presencia de tejidos blandos y de elementos articulados aún más. A esos fósiles excepcionales no tardamos en llamarlos "momias", aunque no hayan pasado por ningún proceso de embalsamammiento. Una de esas "momias" se hizo viral en internet al presentarse como el dinosaurio más completo encontrado, lo cual dista de ser cierto, pero tiene su mérito. El dinosaurio, un anquilosaurio descubierto en una mina de Alberta, Canadá, su nombre, Borealopelta markmitchelli. Se trata de un nodosáurido del Cretácico temprano Aptiano, de entre 125 y 113 millones de años. Entre otras cosas, es el anquilosaurio más completo encontrado, pero no sólo eso, sino que conserva tejidos blandos, concretamente escamas y el estudio de éstas llevó a conocer su coloración real. Sabemos que el bicho era rojizo, pero la cosa no para ahí, sino que además presentaba contrasombreado (con la parte más clara en el vientre). Esto sugiere que su coloración era críptica, especializada para hacer pasar desapercibido a un animalote de 1.3 toneladas de peso. Imagínate que no sólo eres grande, sino que además estás lleno de púas de hueso sólido, pero incluso con eso, los depredadores quieren comerte. Eso lleva consigo a la evolución del mecanismo de contrasombreado, indicando que la depredación no era algo que los anquilosaurios desconocieran. Sin duda, algo nuevo que aprender del mundo de los dinosaurios.

Restauración del aspecto en vida de Borealopelta markmitchelli por el artista Julius Csotonyi.

Fuente:
Brown, C. M., Henderson, D. M., Vinther, J., Fletcher, I., Sistiaga, A., Herrera, J., & Summons, R. E. (2017). An Exceptionally Preserved Three-Dimensional Armored Dinosaur Reveals Insights into Coloration and Cretaceous Predator-Prey Dynamics. Current Biology, 27(16), 2514-2521.

¿Nuevo árbol para los dinosaurios?

Los análisis filogenéticos son propuestas, hipótesis a posteriori que se ejecutan con la evidencia disponible. Y dependiendo de esa evidencia, surgen hipótesis muy buenas o muy malas. Otras cuantas veces, surgen cosas extrañas que levantan cejas por todo el globo y tal es el caso de este puesto honorífico. Se lo llevan sin duda Baron y colaboradores por su propuesta del arrreglo del árbol evolutivo de los dinosaurios. En él proponen que Saurischia es un artificio y que en realidad, los Ornitisquios y no los Sauropodomorpha ("cuellos largos") son los parientes más cercanos de los terópodos y por consecuencia, las aves. Proponen además que los herrerasáuridos no son terópodos y que esos sí son parientes cercanos de los cuellos largos. Y bueno, para no repetir información sobre este tema complejo, te invito a leer "¿Cambia todo lo que sabíamos de los dinosaurios?". Ahí detallo paso a paso la gigantesca controversia desatada por este artículo. Pero algo sí debe saber usted querido lector, luego de un par de meses, aparecieron varios artículos revindicando el árbol familiar "viejo" de los dinosaurios. Pero el hecho de que nos hayan hecho dudar con algo tan "bien sabido", es sin duda algo que merece un puesto honorífico en esta lista.

Sinopsis de la nueva propuesta de Baron et al. (2017). Siluetas de phylopic.

Fuente:
Baron, M. G., Norman, D. B., & Barrett, P. M. (2017). A new hypothesis of dinosaur relationships and early dinosaur evolution. Nature, 543(7646), 501-506.

Suficientemente grande, para batir récords

TITANosaurios, los lagartos titánicos. Su mero nombre evoca sensaciones de asombro y no es para menos, fueron las criaturas terrestres más grandes que existieron. El hallazgo de uno particularmente grande siempre hace su lugar en las secciones de noticias del mundo y en esta mención honorífica no está para menos mencionar al que se llevó todas las preseas este año. Nuestro protagonista es Patagotitan mayorum un dinosaurio descrito a partir de materiales colectados en el Rancho La Flecha, ubicado en la Provincia de Chubut, Argentina; en estratos pertenecientes al Cretácico temprano, al piso del Albiano, de hace aproximadamente 101 millones de años de antigüedad. Y la razón de su mención honorífica no sólo es su talla, sino que además rompe con la tradición de nombrar titanosaurios a partir de un único individuo fragmentario, que en ocasiones extremas, llega a estar sólo representado por un hueso. El titán de la Patagonia (lo que significa el nombre del género) está representado por varios colosos. Lo segundo que llama la atención es que destrona al saurópodo que siempre es mencionado como el mayor de todos, Argentinosaurus huinculensis, de 30-33 metros (estimados) de largo. Se estima que Patagotitan era mayorum y medía ¡35.5 metros de largo! Y eso no es todo, el análisis de sus tejidos óseos reveló que a los individuos en los que se basa el cálculo aún les faltaba crecer. ¿Y cómo andamos de peso? Pues la media estimada para este gigante (basada en medidas del fémur) es de 69 toneladas, "tan sólo" el doble que saurópodos gigantes del Jurásico (como Giraffatitan y Apatosaurus) y 10 toneladas más que lo estimado para Dreadnoughtus. Y el método volumétrico (que es poco fiable) nos arroja que Patagotitan era 10% mayor que Argentinosaurus, Puertasaurus y Notocolossus. Toda una joya fósil.

Video explicativo del gigante. Crédito: CONICET.

Fuente:
Carballido, J. L., Pol, D., Otero, A., Cerda, I. A., Salgado, L., Garrido, A. C., ... & Krause, J. M. (2017). A new giant titanosaur sheds light on body mass evolution among sauropod dinosaurs. Proc. R. Soc. B., 284(1860): 20171219.

1. Ojitos pajaritos

Hasta ahora hemos visto cangrejos y tortugas devorados (y defecados), mamíferos más marinos de lo que se pensaba, un nuevo gansosaurio, que las gastornitiformes son parientes de los pollos, que los quelicerados no surgieron con sus característicos apéndices orales, a las primeras garrapatas de dinosaurio emplumado conocidas, la preservación de sangre de ictiosaurio que se creía mamífero, a las crías desvalidas de los pterosaurios, manos más avianas y plumas más esponjosas en penaraptores, azdárquidos de cuellos cortos, la cola de tiburón de Dunkleosteus, la revindicación de los lisanfibios, al anquilosaurio más completo del mundo, la propuesta del nuevo árbol evolutivo de los dinosaurios y al dinosaurio más grande de todos los tiempos (hasta ahora). ¿Qué podría ocupar el puesto 1? Pues un artículo sorpresa que apareció justo cuando ya había hecho este top 10 y que por él, tuve que reestructurar todo.

El artículo que hizo que mis ojos se posaran en él automáticamente. El título reza "Conos y bastones en el ojo de un ave enantiornitina de la Biota Jehol del Cretácico temprano".

Les cuento. Resulta que las aves modernas son de los vertebrados con la mejor visión de todos. No sólo en agudeza visual (como en algunas rapaces), sino que sus ojos poseen la capacidad de ver más allá de lo evidente Thunder thunder thundercats hooooooo! lo que los nuestros son incapaces de ver, la luz ultravioleta. Y esta visión no es para menos, cambia completamente el mundo y la percepción del mismo. Veamos.

A la izquierda, lo que vemos los humanos. A la derecha, lo que ven las aves. Como podemos apreciar, es un mundo de diferencia. Imagen de autor desconocido.

La cosa es que esta magnífica visión es casi imposible de ver en los fósiles, pues para identificarla necesitaríamos que se conservaran ojos y no sólo eso, sino sus tejidos blandos y más aún ¡necesitamos ver las células especializadas! Estas son conos que poseen gotas de aceite biogénico en la punta. Todo un reto, ¿No? ¡Pues que va! Un grupo de investigación se sacó la lotería. En un fósil de ave de la Formación Jiufotang, del Cretácico temprano Aptiano, aproximadamente de una antigüedad de 120.3 millones de años, se descubrió un ave del grupo de las enantiornitas (no se especifica la especie) que es la primera en conservar el tejido de los ojos (específicamente, la retina). Y que yo sepa, este sería el primer caso de ojos preservados (en roca) de los que tengo noticia, para un vertebrado, claro y que además, posea la posibilidad de ser estudiados para analizar la visión de la especie.

Hablando de preservación en el top 10... Hay fósiles excepcionales y luego está esa enantiornita. En las figuras vemos a) el ave, b) acercamiento al ojo fósil, c) acercamiento a la zona analizada y e) conos y bastones fósiles, con todo y gotitas de aceite. Figura superior de Brown et al. (2017), figuras de la parte inferior de Tanaka et al. (2017).

Luego de examinar el tamaño y distribución de los conos y bastones, así como de las gotitas de aceite preservados permite saber el tipo de visión del ave. Esto, dado que existe una estrecha relación entre ellos y la capacidad de ver el espectro ultravioleta de la luz. Y si bien, la visión tetracromática (rojo, azul, amarillo y ultravioleta) evolucionó en los peces "agnatos", este patrón se ha modificado bastante. La mayoría de los animales nocturnos y los que descendemos de ellos tenemos una visión de color limitada y la mayoría, no podemos ver el ultravioleta, que es la parte del espectro lumínico que abunda de día. El ave fósil fue comparada con la visión del gorrión doméstico (Passer domesticus) y el cárabo uralense (Strix uralensis), que son diurno y nocturno respectivamente. Y se encontró que el ave enantiornita veía de forma muy similar a la que ven los gorriones, en otras palabras: veía el ultravioleta.

Distribución de las gotitas de aceite en los ojos de la enantiornita fósil, un ave moderna diurna y un ave moderna nocturna. Gráfico creado con los datos de Tanaka et al. (2017). Enantiornita de Cheung Chung Tat, Passer y Strix de Satoshi Kawasaki,

Esta es la primera vez que podemos ver de forma directa cómo es que veía un animal fósil y nos acaba de decir algo que quizá no asociemos de primera: las aves del Mesozoico eran igual de coloridas que las actuales, pues sus ojos funcionaban de forma similar. Así que cuando querramos darle una apariencia "primitiva" a un ave extinta, sabemos ahora que estaremos cometiendo perjurio paleoartístico. En realidad veían bien, muy bien. ¿Aplicará esto para dinosaurios no avianos? Esperemos averiguarlo.

Fuente:
Tanaka, G., Zhou, B., Zhang, Y., Siveter, D. J., & Parker, A. R. (2017). Rods and cones in an enantiornithine bird eye from the Early Cretaceous Jehol Biota. Heliyon, 3(12), e00479.

Y con esto damos por concluido este top 10. ¿Qué te pareció? ¿Concuerdas con este? Déjame saber tu opinión en los comentarios. Hasta el próximo año post. Feliz inicio de 2018.

martes, 19 de diciembre de 2017

Paleoficha: Dilophosaurus wetherilli

Nombre común: Dilofosaurio.

Nombre científicoDilophosaurus wetherilli (di-lo-fo-sa-u-rus  /  güe-the-re-ri-li).

Significado del nombre: El género viene del griego "δι" (dos), "λόφος" (lófos),  y "σαυρος" (sauros). Mientras que el epíteto específico hace honor a John Wetherill, un explorador y comerciante que exploró el área donde se descubrió el holotipo. Por ende, el nombre del dinosaurio significa "lagarto de dos crestas de John Wetherill".

Descrito por: el paleontólogo estadounidense Samuel Paul Welles, en 1954*.

Grupo taxonómico: era un dinosaurio neoterópodo (Neotheropoda) de la familia Dilophosauridae.

Esqueleto de Dilophosaurus exhibido en el Museo del Norte de Arizona, EUA. Fotografía de Craig Pemberton.

Rango temporal: vivió durante el Jurásico temprano, hace 193 millones de años.

Encontrado en: la Formación Kayenta, Arizona, Estados Unidos.

Conocido a partir de: diferentes especímenes parciales y uno casi completo, el holotipo (UCMP 37302).

Restauración de Dilophosaurus wetherilli por Julio Francisco Garza Lorenzo (visita su página en JuliusART). Debido a la evidencia indirecta y a la contextura del tejido óseo de las crestas, decidimos darle una apariencia más cercana a las carúnculas avianas, estructuras carnosas adaptadas para llamar la atención. De igual manera, decidimos guiarnos por las presuntas huellas de dilofosaurio que muestran ausencia de plumas en manos y pies para dejar estas zonas sin ellas. Pero decidimos incluir plumas siguiendo la hipótesis de que todos los terópodos las tendrían en algunas zonas, dada la aparición de estas estructuras en un linaje de ornitisquios. De cualquier forma, el integumento de esta representación es hipotético.

Curiosidades: Esta especie de dinosaurio fue descrita originalmente bajo el género Megalosaurus, por lo que en los cincuentas, se conocía como Megalosaurus wetherilli. El nombre genérico de Dilophosaurus fue cambiado y creado por el mismo Samuel Paul Welles en 1970, al darse cuenta que su bicho no se parecía a Megalosaurus. Aunque a casi todos nos queda claro, Dilophosaurus no tenía un collar desplegable, ni escupía veneno, eso es fantasía de película/novela. En Parque Jurásico, el ejemplar que aparece es considerablemente más pequeño y robusto que el dilofosaurio de la vida real, pues se estima que este dinosaurio alcanzaba aproximadamente 6 metros de largo, longitud que parece mucha, pero cuando consideramos que Dilophosaurus es casi puro cuello y cola, su volumen queda reducido. Se piensa que los ejemplares conocidos de dilofosaurio, que proveen la talla de 5 a 6 metros de largo son sólo juveniles, por lo que posiblemente, el dilofosaurio pudo haber sido más grande. Hubo un tiempo en el que este dinosaurio fue clasificado como un ceratosaurio, debido a los apéndices craneales que poseía. Sin embargo, esta visión no fue apoyada por la evidencia anatómica. Actualmente, se considera al dilofosaurio como un miembro de su propia familia (Dilophosauridae), nombrada en el año 2000 y que actualmente también agrupa a dinosaurios como Sinosaurus, Dracovenator y posiblemente Cryolophosaurus. Los dilofosáuridos no son considerados como ceratosaurios y tampoco como gigantescos celofísidos (Coelophysidae, otra visión que se tenía de este enigmático grupo) y se colocan en la base de Neotheropoda, justo antes del clado Averostra, que incluye a los terópodos avanzados y a los ceratosaurios. Esta idea no está del todo arraigada en la comunidad paleontológica, pues los estudios de filogenia cambian constantemente según las características que se empleen. Dilophosaurus, al igual que otros terópodos primitivos (y arcosaurios), posee el maxilar con una característica hendidura que le da una apariencia de "colgar" en la punta del hocico. A la fecha, se desconoce la función de esta estructura y el por qué terópodos posteriores, no la presentan. Existen huellas de posible dilofosaurio en posición de descanso y muestran algo genial, que estos dinosaurios descansaban las manos en el barro y que los científicos tenían razón ¡no tenían manos de pianista! Sino manos en posición supinada, como las aves. Todo esto hace de Dilophosaurus una adición hermosa, pero letal a las Paleofichas.

*Descripción original: Welles, S. P. (1954). New Jurassic dinosaur from the Kayenta formation of Arizona. Geological Society of America Bulletin, 65(6), 591-598.


Literatura adicional consultada:
Welles, S. P. (1984). Dilophosaurus wetherilli (Dinosauria, Theropoda). Osteology and comparisons. Palaeontographica Abteilung A, 85-180.

jueves, 7 de diciembre de 2017

Nueva especie de orangután ¿Sí o no?

Las nuevas especies son casi siempre bien recibidas. Aumentan nuestro conocimiento de la biodiversidad del planeta y nos ofrecen nuevos conocimientos sobre comportamiento, genética, morfología, etc. Sin embargo, no todo es miel sobre hojuelas. A veces, los científicos hacen cosas poco éticas con tal de tener especies nombradas en su "honor", ya sea describiendo con una rigurosidad mínima, omitiendo datos (e incluso ¡alterándolos!) o bien, rogando para que se les publiquen sus trabajos en revistas científicas. Otras veces ocurre lo contrario y a pesar de que la nueva especie es bastante diferente, los tradicionalistas se oponen a su nombramiento y dicen cosas como "meh, esa especie es en realidad la especie X, que es bien conocida, sólo es variación no documentada antes". Si no, pregúntenle a Tapirus kabomani o a Trichechus pygmaeus si a años de su descripción se les ha aceptado.

Dos especies de mamíferos nuevas recientemente descritas que no gozan de la aceptación apabullante de la comunidad científica. Figura de la izquierda de Van Roosmalen et al. (2008); fotografía de Van Roosmalen (2015).

Hace poco se describió con gran alegría una nueva especie de orangután, Pongo tapanuliensis. Y de inmediato, las críticas no se hicieron esperar. "Usaron sólo un cráneo en la descripción", "la variación genética es muy poca", "son muy pocos individuos" (comentarios reales). Y me surgió el interés de hacer este post. ¿Es nueva especie Pongo tapanuliensis?

Individuo de P. tapanuliensis. Foto de Tim Laman.

La respuesta está en tu kokoro el concepto de especie que empleemos. Este punto es crucial, pues de la conceptualización de qué es una especie depende si algo es una o no. Si empleamos por ejemplo el concepto morfológico de especie veremos que P. tapanuliensis no difiere tanto de P. abelii y pueden ser considerados lo mismo. Pero si usamos el concepto filogenético (conjunto de organismos que comparte un antepasado y que puede distinguirse de otros conjuntos similares) o evolutivo (linaje divergente que ha mantenido su integridad a través del espacio y el tiempo), veremos que P. tapanuliensis sí es una especie distinta. Para saber más al respecto les recomiendo el siguiente artículo y como complemento, este otro.

Rango de distribución de Pongo abelii, el orangután de Sumatra según la IUCN. En el círculo rojo está la población que presuntamente es la nueva especie, P. tapanuliensis.

Pero hay algo curioso en el análisis del ADN de estos orangutanes que me resulta interesante y digno de ser mencionado. Por su localización geográfica, uno podría pensar que Pongo tapanuliensis es una población de Pongo abelii, pues esta última es la especie de orangután de Sumatra. La otra especie vive en una isla aparte, al este, en Borneo y se trata de Pongo pygmaeus. Y esto es precisamente lo que muchos críticos del trabajo dicen: "meh, es una población de orangután de Sumatra, nada más". Pero si ese fuera el caso, P. tapanuliensis se agruparía en un clado con P. abelii, pero eso no sucede. Paradójicamente, se agrupa con Pongo pygmaeus. ¿Cómo explicamos esto? Bueno, pues puede ser que el orangután de Tapanuli sí sea una nueva especie o bien, que represente la única población de orangután de Borneo en Sumatra. Siguiendo el principio de parsimonia y la evidencia, me decanto por la opción de que en efecto, Pongo tapanuliensis es una nueva especie, pues los datos moleculares indican que esta especie se separó del orangután de Borneo hace aproximadamente 674,000 años. Para tener una noción de qué tanto es eso, hace 674,000 años ni siquiera había aparecido nuestra especie (Homo sapiens) y ese lapso es tan vasto que evolucionaron en ese tiempo los neandertales y el hombre de Heidelberg. En términos de evolución de grandes simios, es más que tiempo suficiente (nuestra especie data de hace 200,000 años aproximadamente).

Si el presunto nuevo orangután es en realidad una población del orangután de Sumatra ¿por qué hace clado con el de Borneo? Si fuera una población de orangután de Sumatra, ¿por qué los datos indican que se separó de este hace 3.38 millones de años? Fotografía de P. tapanuliensis de Andrew Walmsley, foto de P. abelii de Lip Kee.

Ya sea que usemos uno u otro concepto de especie y que decidamos darle a la población de orangutanes de Tapanuli su estatus como especie o no, algo sí queda claro: estos orangutanes están en gran peligro, pues sólo quedan algo menos de 800 individuos en vida silvestre. De una forma u otra, debemos hacer algo para proteger a estos grandes simios, no nos quedan muchos, ni nos sobra el tiempo.

Descripción del nuevo orangután:
Nater, A., Mattle-Greminger, M. P., Nurcahyo, A., Nowak, M. G., de Manuel, M., Desai, T., ... & Lameira, A. R. (2017). Morphometric, behavioral, and genomic evidence for a new orangutan species. Current Biology. 27(22): p3487–3498.e10.

lunes, 27 de noviembre de 2017

¿Son los fósiles evidencias de la evolución?

Si nos importa un comino la conceptualización de cuestiones importantes en ciencias biológicas y evolutivas, podríamos decir que sí, los fósiles son evidencias del fenómeno evolutivo. Sin embargo, si queremos ir más allá de lo que dictan los libros de texto, la respuesta es: no, los fósiles no son evidencias de la evolución, al menos no de forma directa.


¿Pero qué diablos estoy diciendo? Pues eso, que los fósiles no son evidencias del fenómeno evolutivo. Pero antes de explicar detalladamente por qué, necesitamos tener en cuenta un concepto muy importante. El concepto de evolución biológica. Sin esto presente, se puede alegar y alegar, sin llegar realmente a nada.

Evolución biológica: cualquier cambio en la frecuencia genética de una población, medido de una generación a la siguiente.

Desde ya, salta a la vista algo importante: la evolución se mide en genes (véase nota al pie). Y el tiempo de evolución es corto ¡sólo una generación! Este concepto está bien fundamentado y tiene base sólida, para incluir a todas las formas de vida. Desde las bacterias que pueden tener tiempos generacionales tan cortos como de unos minutos, a algunas especies de plantas que se reproducen una vez cada varias décadas, la evolución se mide igual: en cambios en el pool genético de la población de una generación a la siguiente.

El cambio en la proporción genética de esta población de diagramáticos bacilos es evolución. Se mide al paso de una generación, o si así lo deseamos, al paso de más, pero siempre es igual, medida en genes.

Ahora bien, es muy importante no confundir el concepto evolutivo con la materia prima, las causas y las consecuencias del mismo. La materia prima de la evolución es desde luego, la mutación. Existen diferentes tipos de mutaciones que cambian de lugar la información en el genoma, la borran, la duplican, la invierten, e incluso, se genera nueva información.

Tipos de mutación cromosómica. Basado en un gráfico original del National Human Genome Research Institute.

Como causas tenemos diferentes mecanismos, de los que, la comunidad científica discute su importancia y de cuando en cuando, se producen descubrimientos de nuevos mecanismos (como el rol de la epigenética). Por ejemplo, un mecanismo evolutivo es la selección natural, ampliamente explorada por Charles R. Darwin en su famoso libro "El Origen de las Especies" y ampliada en la década de los 50 para incluir lo que sabíamos de genética que Darwin nunca supo. Así es pues que evolución NO es el mecanismo, evolución no es lo mismo que selección natural.

Ejemplo de selección natural.  Abajo se indica el nivel de resistencia con una escala de color que ejemplifica la tolerancia a un cambio, en este caso, el ejemplo es con bacterias y resistencia a antibióticos. Tomado de aquí.

Como consecuencias tenemos muchas cosas, pero las que destacan por ser confundidas con el proceso evolutivo son: la adaptación y la especiación. La adaptación es aquello que le permite a un organismo mejorar su adecuación biológica (su capacidad de sobrevivir y dejar descendencia). Las adaptaciones son tan variadas que pueden ser morfológicas, como la presencia de cuernos, o conductuales, como el luchar por las hembras en una arena (lek). Los mecanismos evolutivos no crean adaptaciones, "sólo" las modelan y seleccionan para su permanencia en la población o su desaparición, lo que las crea es la mutación. Muchos de los ejemplos de los libros de texto están enfocados a explorar el rol y el destino de las adaptaciones. Como ejemplos clásicos tenemos las polillas que se "hicieron negras" por selección natural tras la era industrial.

La Selección Natural es uno de los muchos mecanismos por los que opera el proceso evolutivo. Imagen modificada de University of California Museum of Paleontology's Understanding Evolution (http://evolution.berkeley.edu).

Pero quizá el error más grande en entender la evolución es confundir el proceso con su consecuencia más notoria: la especiación, o la generación de nuevas especies. Y no es para menos, durante mucho tiempo se pensó en la evolución como el proceso que generaba nuevas especies (no por nada el título del libro de Darwin). Eso no es mentira, claro que las genera, pero ese cambio sólo es perceptible tras muchas generaciones y depende en gran medida del concepto de especie empleado. La evolución no es algo que sólo actúe para generar nuevas especies y luego se "pause" a la espera del próximo fenómeno de especiación. Ni que fuera pokémon... No, la evolución no es un acto milagroso de transmutación de formas, es un proceso continuo que se da de una generación a la siguiente. Para distinguir el concepto evolutivo generacional de la consecuencia, se habla de los términos microevolución y macroevolución. La microevolución es ese conjunto de cambios génicos perceptibles de generación en generación. Mientras que la macroevolución se aprecia "dejando de ver" el proceso y haciendo instantáneas bien separadas en el tiempo. De tal forma que en la macroevolución podremos apreciar el fenómeno de especiación. De otra forma, el proceso evolutivo es tan gradual y continuo que no notaríamos los cambios sin un buen registro. La evolución biológica no se detiene, mientras existan genes, poblaciones y reproducción, la evolución existirá.

La evolución no es un proceso que a veces actúa y a veces no, es continuo. La diferencia entre micro y macroevolución es sólo de perspectiva en el tiempo. De tal forma que la especiación sólo es perceptible en largos periodos y este fenómeno no es todo lo que engloba el proceso evolutivo.

Si prestamos atención, habremos notado que la evolución biológica se mide en genes y en lapsos generacionales.

Síntesis de lo expuesto hasta ahora. Los puntos más importantes sobre el concepto, materia prima, el sujeto de selección y los procesos involucrados son observables y medibles en organismos vivos, los fósiles no pueden proveer este marco de referencia en el que se basa el modelo evolutivo. Pero son útiles, veamos por qué.

OJO, qué NO estoy diciendo de los fósiles:

1. Que los fósiles no son importantes.
2. Que los fósiles no sirven para nada.

3. Que la paleontología es una ciencia inútil.

Ahora volvamos al punto central. ¿Son los fósiles evidencias de la evolución? No. Pues un fósil no nos muestra el proceso evolutivo (que si miramos el gráfico anterior incluye toda la secuencia, hasta la generación de nuevas especies). Un fósil, como sabemos, es una fotografía estática del pasado. Y esta fotografía puede ser interpretada de un sinfín de maneras. De tal forma que si los fósiles fueran tan relevantes para modelar el proceso evolutivo, la teoría evolutiva como la conocemos hoy, habría surgido hace siglos. Y sin embargo, tardamos más de 274 años en entender el proceso evolutivo, desde que se estudian los fósiles y se podría decir que aún se debaten nuevos mecanismos recientemente propuestos, como la relevancia de la epigenética en la evolución. Los fósiles no son inútiles y su relevancia histórica destaca por hacer cuestionarse a los científicos sobre si las formas de vida eran estáticas o no. Desde 1709 y hasta la fecha, se emplean para decir que existió un diluvio universal. Y cómo olvidar al catastrofismo de Cuvier que interpretaba a los fósiles como criaturas estáticas creadas y destruidas por la naturaleza (o un creador divino en otras versiones). Y como estas, hay más interpretaciones (que hoy sabemos erróneas) de los fósiles.

Georges Cuvier fue un gran científico y crucial para la paleontología, pero creía que los fósiles eran evidencia de desastres divinos (como el diluvio) y los interpretaba como evidencias sólidas de catástrofes que modelaban la historia geológica y biológica del planeta. El marco de interpretación actual de los fósiles nos dice que Cuvier estaba en un error.

La utilidad de los fósiles como evidencia del fenómeno evolutivo es muy circunstancial. Hagamos una analogía. Supongamos que en el apartamento 616 del edificio Baxter hubo un homicidio. Tras recabar evidencias por cierto tiempo conseguimos un sospechoso, el Sr. Rick Sánchez. Vamos a juicio y la fiscalía está convencida que lo van a sentenciar. Pero su abogado defensor (un Morty, desde luego), se muestra tranquilo. ¿Por qué? Resulta que la parte acusatoria no tiene un video del Sr. Sánchez cometiendo el crimen, no hay testigos, no hay ADN del sospechoso en las uñas del cadáver y lo que es más, el Sr. Sánchez pasó todas las pruebas balísticas, al parecer no ha disparado un arma. Entonces ¿qué tiene la fiscalía? Pues tienen toda la evidencia que apunta a que durante la hora de la muerte del finado Sr. Jerry Smith, el Sr. Sánchez no tiene coartada, nadie sabe a dónde fue y la hora de su desaparición es más que ideal para ir y despachar al Sr. Smith. Además, todos saben que el Sr. Sánchez tenía razones para asesinar al Sr. Smith. Si has visto series criminales sabrás que la fiscalía sólo tiene evidencia circunstancial, básicamente no tienen nada para vincular al Sr. Sánchez con el homicidio. Su desaparición puede ser interpretada de muchas formas. Así pasa con los fósiles. Pero espera, no son nada inútiles para la evolución y su defensa.

Nuestro acusado saldrá libre, no hay nada que lo vincule directamente a la escena del crimen.

Incluso si pudiéramos extraer ADN de todos los fósiles, sabemos que por el tipo de proceso involucrado en la fosilización, transporte y entierro, no podemos garantizar tener poblaciones completas y menos, varios tiempos generacionales representados en las rocas. Es prácticamente imposible apreciar el fenómeno evolutivo en los fósiles. ¿Dónde sí lo puedo apreciar? Pues en las formas de vida modernas. De hecho, hay varios grupos de científicos que se dedican a rastrear estos cambios para entender mejor los procesos involucrados. Y a esta ciencia se le llama genética de poblaciones.

La genética de poblaciones es en realidad la ciencia que estudia la evolución en "tiempo real", el resto, como la paleontología, se dedica a aportar evidencias de predicciones. Otras como la sistemática, usa dichas predicciones y modelos para generar explicaciones de parentesco, teniendo presente a priori que la evolución ocurre y que ocurre de cierta forma.

¿Entonces, de qué sí son evidencias? Pues primero que nada, de que existió vida en el pasado y dan cuenta de la forma de esa vida y su variación. Antes de que la evolución fuera entendida y aceptada como un hecho, los fósiles llevaban siglos siendo colectados y estudiados (casi 3). Si fueran evidencias claras de evolución, se habría llegado a ese concepto hace mucho. Y si bien, Darwin habla de fósiles y recuperó muchos más, no los coloca como evidencias directas. Darwin no era ingenuo. Sabía que debía presentar evidencias sólidas y por eso trabajó con seres vivos, explicó profusamente el fenómeno de selección natural usando como análogo la selección artificial (el fenómeno que produjo y produce variedades de plantas y animales domésticos). Inclusive, habló más de la selección sexual que de los fósiles (dedicando un libro entero a hablar de este mecanismo posteriormente).

Charles Robert Darwin, cuatro años antes de publicar su obra más importante, el Origen de las Especies.

¿Y los fósiles cómo entran en la evolución? Bueno, la evolución biológica no sólo es un hecho, sino que también es una teoría científica, el máximo tipo de conocimiento al que la ciencia puede aspirar (las leyes son "sólo" formulaciones matemáticas de procesos repetitivos). La teoría explica la fuente de la variación (mutación), los procesos involucrados (selección natural, selección sexual, epigenética, deriva génica, neutralismo, etc.) y nos da cuenta de los resultados del proceso: nuevas especies. Pero como toda teoría científica que se precie de ser buena, la evolución debe poder ser capaz de ofrecer predicciones que deben de cumplirse, de otra forma, habría que remodelar la teoría para ajustarla a la realidad.

A diferencia de las videntes, las teorías científicas, si no son capaces de predecir, se arrojan a la basura, en búsqueda de una mejor.

Es aquí donde los fósiles se vuelven importantes, pues son evidencias de PREDICCIONES evolutivas, más no del fenómeno evolutivo en sí mismo. ¿Cómo funciona esto? Pues verán, los teóricos evolutivos plantean observaciones que deberían estar ahí, predicciones sobre hechos puntuales. Las más famosas son: "Si la evolución es un hecho, encontraremos las formas de vida 'acomodadas' en una especie de progresión de complejidad temporal". ¿Cómo demostrar eso con las formas de vida actuales? No se puede, hay que mirar el registro fósil. Y veremos algo increíble, la predicción se cumple. No veremos nunca mamíferos en el Cámbrico, ecosistemas a nivel global dominados por bacterias en el Triásico o un mono en el Silúrico. La vida está en "orden", un orden predicho por la evolución.

En las rocas podemos ver un registro fósil ordenado que muestra lo que la teoría evolutiva predice. Arte de Ray Troll.

¿Y qué hay de los casos puntuales? Los libros hablan de la evolución del caballo y muestran el aumento de talla y pérdida de dedos conforme avanza el tiempo. ¿No es eso evidencia evolutiva? Pues no. Cada una de esas especies pudo haber sido creada independientemente (no se emocionen creacionistas, no fue así). Y lo que es más, ese modelo famoso de caballos ha sido recontrajustado y se ha mostrado que está en varios errores, pues esas especies no forman una escala de progreso, recordemos que la evolución no tiene forma de escalera, sino de un gigantesco arbusto ramificado. Y a este respecto, podemos intuir la forma de dicho arbusto con distintas metodologías, pero ninguna es capaz de mostrar qué especie exactamente dio origen a qué otra en el registro fósil. Sería irresponsable ir por la vida alegando que la especie X dio origen a la especie Y. Es por eso que los cladogramas (diagramas que muestran relaciones de parentesco entre taxones) nunca muestran ancestros y éstos son siempre hipotéticos y se ubican en los nodos de las ramas. ¿Es esto cobardía de los sistématas? NO. Se llama ser responsable.

Las letras representan taxones (especies si usted gusta) y los nodos con colores representan ancestros, pero estos ancestros son hipotéticos en sistemática. No se colocan porque no podemos garantizarlos, simplemente así no funciona la base epistemológica de la sistemática actual y particularmente del cladismo. Si quieres saber más al respecto te invito a leer "¿Cómo leer un cladograma?".

Existen casos en los que se tienen registros muy completos de especies que parecen transformarse en otras. Les presentaré dos ejemplos clásicos. Uno es con fósiles de microalgas llamadas diatomeas, que proceden de Yellowstone de la especie Stephanodiscus yellowstonensis, que aparece en el registro hace unos 10,000 años y que es precedida por otra especie distinta, Stephanodiscus niagarae. El modelo actual sugiere que S. niagarae dio origen a S. yellowstonensis en respuesta a los cambios en las condiciones del agua del lago de Yellowstone hace 10,000-14,000 años. Pero ¿acaso vimos el proceso de transformación? Siendo estrictos, NO. Pero podemos proponer el modelo y por parsimonia (la explicación más simple es la más factible) proponer que este es el caso, evolución por anagénesis. Sin ADN no podemos asegurarlo definitivamente, por desgracia. Aunque modelando, como se hace en ciencia, sólo un loco negaría que una especie dio origen a la otra.

Richard Dawkins explica la evolución de las diatomeas presentadas en el párrafo anterior. Los subtítulos se pueden activar en ajustes, están disponibles en español.

Otro ejemplo de transición donde sí se tiene ADN es en el caso de los bisontes del sur de Canadá. La especie estudiada es Bison antiquus, que vivió durante la "era de hielo" (Pleistoceno tardío). Además, se estudió al bisonte moderno (Bison bison) y varias muestras arqueológicas y paleontológicas que tenían morfologías intermedias, llamadas Bison occidentalis o Bison antiquus occidentalis, de hace 4 a 5 mil años de antiguedad. Y resultó que en el cladograma, hay un área bastante amplia donde Bison "occidentalis" funge como pegamento entre Bison bison (el bisonte moderno) y Bison antiquus, el del Pleistoceno. Es un caso bellísimo, pero muy, muy raro. Y de estos casos no hay muchos en el registro fósil. Con vertebrados, es el único que conozco que incorpora especies fósiles y ADN. Ojalá para todos los casos se contara con registros así, pero no es el caso.

En este gráfico podemos ver un cladograma generado con datos moleculares y coloreado. En gris, el bisonte estepario, usado como control (para enraizar el árbol). En verde los bisontes antiguos y en rojo los bisontes modernos. La zona señalada con la caja en rojo representa la zona de transición entre el bisonte antiguo y el bisonte moderno a través del bisonte occidental, indicado de forma individual con flechas azules. Este ejemplo es rarísimo y nos muestra cómo evolucionó el bisonte moderno, pero usando el ADN de los fósiles en sí mismo, no nos dice nada del proceso evolutivo que dio lugar a esta transición. Cladograma de Wilson et al. 2008, cráneos de bisontes de Skinner y Kaisen, 1947, excepto B. antiquus, tomado de Hay y Cook, 1930.

Y no crea usted, estimado lector, que sólo los fósiles no son evidencias del fenómeno evolutivo. En la misma situación tenemos la similitud por ADN, los árboles filogenéticos, la anatomía comparada, la embriología comparada, etc. Todo esto se explica de diferentes formas y sólo son evidencia directa de evolución si no somos capaces de pensar como niños y encontrar potenciales soluciones alternativas. A esta plasticidad mental, los creacionistas llevan ventaja, son capaces de pensar como niños, encontrar más soluciones posibles. Aunque estén errados, son capaces y nosotros no. Lamentable ¿cierto?

No sólo los fósiles no son evidencias del PROCESO evolutivo, tampoco lo son las distintas evidencias que se usan siempre en los libros de texto, como la anatomía comparada, pues estas evidencias en realidad son evidencias que se ajustan a predicciones. Predicciones que se hacen teniendo en cuenta a priori que la evolución es verdadera. Considerarlas como evidencias del proceso evolutivo es hacer trampa, voluntaria o involuntariamente.

Imaginen la teoría evolutiva como un reloj que trata de medir el tiempo lo mejor posible. En este marco de referencia, el tiempo es un hecho (como la evolución) y el reloj es un instrumento para interpretar ese hecho (como la teoría evolutiva). Y para poder hacerlo, el reloj se vale de un marco de referencia que usa los engranes que mueven todo (que son las evidencias directas) y la mampostería y demás piezas que en sí mismas no mueven nada, pero que sin ellas, los engranes no se moverían con tal facilidad (que en la analogía son las evidencias indirectas, o evidencias de las predicciones evolutivas, como los fósiles, la biogeografía, los árboles filogenéticos, la anatomía comparada, etc.). Lo que mueve a la teoría son los engranes, la evidencia directa. Pero lo que le da forma son las predicciones de la teoría, los marcos, las otras piezas del reloj. No podemos esperar que un reloj funcione sin todas sus piezas y de forma similar, la teoría evolutiva necesita la evidencia directa, tanto como necesita la validación de sus predicciones. Sin esto, sólo tendríamos una idea de un reloj, pero no uno funcional.

El reloj como teoría evolutiva.

Como dije, los fósiles son fotografías estáticas. Esas fotos son interpretadas hoy como parte la teoría evolutiva (de sus predicciones), pero siendo estrictos, no revelan los mecanismos involucrados. Si nos interesa la epistemología de la teoría científica y en particular de la teoría evolutiva para defenderla mejor frente a los antievolucionistas, debemos tener claras las cosas: los fósiles son evidencias de las predicciones evolutivas, más no del proceso evolutivo. Con esta arma en mano (el conocimiento), no seremos fácilmente objetivo de un creacionista listillo que sepa estas minucias y nos exponga como ignorantes frente a lo que defendemos. Además, esta apreciación de la evolución y de los fósiles nos permite articular mejores argumentos que sirven de base a elucubraciones más profundas del tema. Obviar esto y decir "meh, los fósiles sí son evidencias de la evolución" nos deja muy mal parados como científicos, ¿dónde está nuestra curiosidad? ¿las ganas de aprender? ¿sólo somos capaces de ver la ciencia como una colección de datos para vomitar y sonar más inteligentes? Ojalá no sea así. Aprender de este caso y cómo los fósiles se articulan en la teoría para validar las predicciones nos hace capaces de entender mejor cómo funciona la teoría misma y nos prepara para ver más evidencias de este tipo. Apreciemos a los fósiles por su importancia y no les otorguemos poderes mágicos que no tienen, pongámoslos en su lugar, un lugar bien merecido y sumamente importante para la evolución.

*ACTUALIZACIÓN*
Estimados lectores, gracias a comentarios bien articulados y atinados en la página de Facebook, algunos colegas han hecho notar algo interesante: la evolución no sólo se mide en genes. Es decir, hay cambios que ocurren fuera de los genes o veces en los que los genes cambian y no hay otros cambios perceptibles. Mencioné brevemente en el texto anterior dichos fenómenos como neutralismo y epigenética, pero no les di la importancia que tienen en la actual síntesis extendida de la evolución (que está en vías de desarrollo, pero no deja de ser importante) o en el concepto reduccionista que empleé. Reconozco el valor de los nuevos mecanismos y sujetos de selección descubiertos, como la célula, el organismo, el deme, etc. Y también el valor de campos como la biología evolutiva del desarrollo y el advenimiento de nuevas propuestas e integraciones. No pongo en duda sus descubrimientos y los mecanismos descubiertos por estas nuevas ramas de la Biología.

Pero hay un problema. Todo esto es y sigue siendo algo que sólo podemos apreciar (medir, estudiar) en organismos vivos. Los fósiles siguen sin ser evidencia de neutralismo, de que en un T. rex se haya seleccionado un conjunto de células o un deme entre dromeosaurios. Seguimos sin poder ver estos procesos impresionantes en el registro fósil, no hay genes hox fósiles ni podemos ver el desarrollo y control genético (o epigenético) del desarrollo embrionario de un Acanthostega. Si bien la Selección Natural actúa a diferentes niveles y hay otros procesos involucrados, así como que estamos entendiendo mejor los procesos macro, los fósiles siguen sin ser parte del conjunto de evidencias evolutivas directas, de procesos. Siguen siendo fotogramas en la gran película de la vida. Son evidencias de predicciones a observaciones que "deberían estar ahí", más no evidencias de los procesos mismos. El argumento sigue siendo el mismo, a pesar de mi terrible omisión de otros aspectos involucrados en evolución y del uso reduccionista del concepto evolutivo.

Gracias a Andrés Mauricio y a Adolfo Pacheco por sus comentarios.

Para saber más de la Síntesis Extendida Evolutiva visita:
http://extendedevolutionarysynthesis.com/about-the-ees/