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La historia evolutiva de las aves se remonta a un linaje de dinosaurios carnívoros que vivió a finales del Jurásico. Un equipo internacional, liderado desde la Universidad Autónoma de Madrid, ha estudiado la evolución de sus dedos a partir de su origen en estos reptiles no voladores.
Los dinosaurios manirraptores eran bípedos emplumados, depredadores ágiles y generalmente de pequeña talla. La asombrosa transformación evolutiva de la estructura a la que deben su nombre continúa siendo uno de los temas más sugerentes en paleontología y biología evolutiva. ¿Cómo una mano con dedos largos y prensiles dotados de grandes garras logró transformarse en una estructura reducida sin garras y englobada dentro de un ala carnosa y emplumada?
Paleontólogos de la Universidad Autónoma de Madrid (UAM) aportan ahora sorprendentes respuestas a esta pregunta en un trabajo que firman junto a investigadores de la Universidad de Oxford (UK), la Universidad Complutense de Madrid (UCM) y el Museo de Historia Natural de Los Ángeles (EE UU), como parte de un volumen especial sobre evolución de dinosaurios y origen de las aves del Bulletin of the American Museum of Natural History (Nueva York).
Gracias al diseño de una metodología de análisis de la forma, el estudio muestra por primera vez cómo se transformó la anatomía de la mano, reflejando un cambio gradual desde los primeros dinosaurios manirraptores no aviarios, pasando por las primeras aves, hasta su consecución en las aves modernas.
“De este modo logramos visualizar nítidamente la tendencia evolutiva que caracterizó esta transición, pasando por la reducción y pérdida gradual de falanges en un orden concreto. Los dedos que más se redujeron fueron las equivalentes en nuestra mano al pulgar y el corazón”, explica Jesús Marugán Lobón, profesor de la UAM y coautor del trabajo.
“A pesar de la enorme diversidad de aves que existe hoy y de la gran especialización biomecánica que exige el vuelo —detalla el investigador— nos sorprendió advertir que la diversidad de formas de las manos de aves actuales queda claramente eclipsada por la diversidad anatómica de las manos de los dinosaurios no aviarios del registro fósil”.
Por su parte, Sergio Martínez Nebreda, doctorando de la UAM y primer autor del trabajo, destaca otro de los detalles inesperados que reveló el estudio: “Identificamos que en los dinosaurios manirraptores que precedieron a las aves existe cierta dependencia entre la proporción de los dedos y el tamaño de la mano, lo que en biología conocemos como alometría. Lo sorprendente es que en las aves modernas esta asociación desaparece completamente; aves de tamaños totalmente distintos, como un gorrión y un pelícano, tienen manos anatómicamente muy parecidas”.
Estas observaciones permitieron a los investigadores deducir que la disminución de la diversidad anatómica en las formas previas a las aves modernas (algunas ya voladoras) implicó una compleja reorganización evolutiva que quizás no dependió únicamente del vuelo.
Según detallan en el trabajo, la colisión del famoso meteorito que acabó con el resto de dinosaurios podría estar relacionada con esta tendencia evolutiva, diezmando la diversidad de dinosaurios del linaje que sobrevivió a esta extinción. “Este descubrimiento —aseguran los investigadores— abre una vía para estudiar nuevos mecanismos involucrados en la evolución de las aves”.
“Las estructuras complejas y articuladas como las manos son muy difíciles de estudiar en contextos evolutivos a grandes escalas temporales, ya que pueden aparecer en el registro fósil con posiciones no naturales o incluso desarticuladas”, explica Guillermo Navalón, coautor del trabajo e investigador posdoctoral en la Universidad de Oxford.
Este estudio en dinosaurios fue posible gracias a una metodología de análisis de formas biológicas diseñada por los propios investigadores a partir de la adaptación de modelos matemáticos, a la que denominaron Análisis Procrustes Unidimensional (OPA, por sus siglas en inglés), y la cual, destacan, podría utilizarse para investigar la evolución de estructuras articuladas en cualquier otro grupo de organismos.
“Podría aplicarse en investigaciones futuras sobre otros linajes que hayan protagonizado cambios evolutivos similares, como los que sucedieron en el paso del medio arbóreo al aéreo en las manos de pterosaurios y murciélagos, o las transiciones entre el medio acuático y el terrestre de muchos grupos vertebrados, por citar algunos ejemplos”.
Referencia:
Nebreda, S.M. et al. "Disparity and macroevolutionary transformation of the maniraptoran manus". Bulletin of the American Museum of Natural History.
El vuelo de los insectos, el camuflaje de los pulpos y la cognición humana son tres ejemplos de innovación evolutiva que se basaron, en parte, en eventos de duplicación de genes hace cientos de millones de años.
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