Los reptiles, pioneros fuera del agua

La evolución es un fenómeno de la naturaleza de gran importancia que nos ha permitido pasar de seres unicelulares a seres pluricelulares de gran complejidad. Y aunque muchos sigan considerando a la evolución una hipótesis sin pruebas (no nos alarmemos, también los hay que niegan todavía que la Tierra es esférica), lo cierto es que en realidad son muchas las evidencias que tenemos que confirman que la evolución existe, si bien es cierto que no se produce exactamente en los términos con los que Darwin la concibió ya hace casi 200 años. En entradas anteriores hemos visto cómo en el Jurásico surgieron las aves a partir de dinosaurios terópodos y cómo un poco antes, en el Triásico, lo habían hecho los primeros mamíferos a partir de reptiles sinápsidos. Pero hasta llegar a los mamíferos y las aves hubo antes otros importantes hitos evolutivos dentro de los vertebrados, el último de ellos precisamente la aparición de los reptiles a partir de los anfibios. ¿Pero cómo fue eso posible? Para dar respuesta a ello antes debemos explicar cuáles son los rasgos distintivos de ambos grupos de vertebrados.

Scutosaurus
Tres scutosaurus ascienden a lo alto de una duna del Pérmico en la aclamada miniserie documental de BBC Caminando entre monsturos

Anfibios y reptiles, parecidos pero diferentes

Cuando pensamos en un lagarto o una serpiente normalmente no tenemos duda a la hora de catalogarlos como reptiles, igual que sabemos que un perro es un mamífero y un tiburón es un pez. Pero del mismo modo que hay muchos que erróneamente creen que los delfines también son peces, hay una buena parte de la población que tiene serios problemas a la hora de distinguir un reptil de un anfibio. Por ejemplo, una rana y una tortuga son animales que, en líneas generales, viven en tierra firme aunque pasan la mayor parte del tiempo en el agua o muy cerca de ella. Pero mientras que las ranas son anfibios las tortugas son reptiles, así que… ¿dónde está la diferencia entre unos y otros? La respuesta es compleja, pero a grandes rasgos podemos decir que hay dos aspectos principales que separan a los anfibios de los reptiles. Por un lado tenemos que, a diferencia de los reptiles (también de los peces, los mamíferos y las aves), los anfibios sufren un gran cambio físico en su desarrollo al tener una fase larvaria que es muy diferente a la fase adulta. Por otro lado tenemos que todos los anfibios tienen una fuerte dependencia del medio acuático, que es en el que por lo general desovan y en el que se desarrollan durante esa fase larvaria que antes hemos mencionado. Ninguna de estas dos características la tienen los reptiles, que cuando nacen del huevo ya lo hacen completamente desarrollados, además de que la mayoría de reptiles (no quiero afirmar todos por si acaso) ponen su huevo fuera del agua, ya que incluso las tortugas marinas regresan a la playa en la que nacieron para la puesta.

Renacuajos
Los renacuajos son la fase larvaria de las ranas y precede a una metamorfosis que los lleva a su forma adulta, pasando entre otros cambios de una respiración branquial a otra pulmonar (fuente: parquenatural.com)

Los reptiles son una clase de animales vertebrados muy diverso que se caracterizan físicamente por varios cambios con respecto a los anfibios, entre ellos un cráneo alto y estrecho (el de los anfibios suele ser más ancho y aplastado), el desarrollo de las fosas temporales, unas aberturas situadas detrás de las órbitas de los ojos que hacen que el cráneo sea más ligero, y una mayor independencia del medio acuático. La aparición de los reptiles es de hecho uno de los grandes hitos evolutivos dentro de los vertebrados, tan exitoso que muchas de sus características las han mantenido los vertebrados que hemos venido después, tanto las aves como los mamíferos (los seres humanos también tenemos fosas temporales, por ejemplo). Pero para que los reptiles surgieran fue necesario conseguir una mayor independencia del medio acuático, y para ello tuvieron que desarrollar una piel capaz de mantener un determinado porcentaje de agua y así evitar la deshidratación y la muerte. Esto lo consiguieron mediante la queratinización de la epidermis, un proceso por el cuál las escamas de la piel se hicieron más duras y se volvieron más y más queratinosas. Los anfibios evitan la deshidratación metiéndose en el agua cada cierto tiempo, lo que les obliga a estar siempre cerca de ella, pero los reptiles optaron por una solución más a largo plazo que les permitió alejarse más y más del medio acuático, colonizando de esa manera una gran cantidad de hábitats que habían permanecido vetados a los vertebrados hasta ese momento. El otro rasgo evolutivo destacado de los reptiles fue el desarrollo del huevo amniótico, un tipo de huevo que posee cuatro envolturas (corion, alantoides, amnios y saco vitelino) y en el que el embrión se desarrolla plenamente, inmerso en un medio acuoso en el que se puede alimentar y respirar gracias a un intercambio activo de gases con el exterior. Ambos aspectos evolutivos surgieron precisamente para alcanzar una mayor independencia del medio acuático (aunque con el tiempo hubo reptiles que volvieron a él), y fueron rasgos tan exitosos que para el caso del huevo amniótico supuso el origen de un nuevo tipo de vertebrado al que nosotros también pertenecemos: los amniotas (Clado Amniota).

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Las duras escamas de los reptiles les permitieron, junto con el desarrollo del huevo amniótico, abandonar definitivamente el medio acuático y adentrarse así en tierra firme (fuente: cursa.ihmc.us)

El dominio de los reptiles

Los reptiles surgieron en el Carbonífero, hace aproximadamente 320-310 millones de años (Ma). Por aquel entonces la mayoría de los continentes ya habían colisionado para formar el supercontinente de Pangea. Pero no sólo la geografía del planeta era diferente a la actual, ya que el clima, la fauna y el paisaje del Carbonífero también eran muy distintos a los que vemos y de los que gozamos hoy en día. No existían las flores (que surgieron en el Cretácico), por lo que los bosques estaban formados por gimnospermas, plantas no muy diferentes a los actuales pinos; la atmósfera estaba más enriquecida en oxígeno de lo que lo está hoy en día y en lugar de pájaros había enormes libélulas de más de medio metro de embergadura (Meganeura tenía aproximadamente el tamaño de una paloma común), que convivían con escorpiones de hasta 70 cm de longitud (Pulmonoscorpius) y milpiés que con comodidad alcanzaban y superaban los 2 m de largo (Arthropleura). En este mundo dominado por invertebrados, y que hoy en día nos podría parecer incluso alienígena, surgieron nuestros primeros ancestros reptiles. ¿Pero cómo y a partir de qué?

carboniferous
En el Carbonífero los artrópodos terrestres alcanzaron dimensiones desmesuradas y se convirtieron temporalmente en los dueños del planeta (fuente: emaze.com)

En el Carbonífero también teníamos muchos pantanos, zonas en las que la línea entre el mundo subacuático y el terrestre se difuminan. Era en ellas donde habitaban los vertebrados que, llegado el momento, decidieron dar ese paso que supuso el abandono absoluto del medio acuático. Los laberintodontos (también suelen aparecer escritos como laberintodontes) eran enormes anfibios que dominaron sus hábitats durante buena parte del Paleozoico y parte del Mesozoico. Estos animales pudieron ser los que se adaptaron con el tiempo al medio terrestre, abandonando progresivamente sus costumbres anfibias. Y para ello tenían que adquirir esas dos características que ya hemos visto y que les permitirían vivir cada vez más alejados del medio acuático (recordemos, la piel escamosa y el huevo amniótico). Qué les llevó a dar ese paso lo desconocemos, pero es reseñable que poco antes de la aparición de los primeros reptiles se produjo un evento de extinción masiva conocido en inglés como la Carboniferous Rainforest Collapse (algo así como el Colapso Carbonífero de Pluviselva). Este evento, que no está entre las seis mayores extinciones masivas de la historia del planeta, fue desencadenado por un cambio climático global asociado con una gran glaciación en el Hemisferio Sur. Este cambio climático causó una reducción drástica de las selvas carboníferas, que pasaron de ser casi globales a constituir pequeñas regiones selváticas aisladas en las que la evolución de sus habitantes tomaría diferentes caminos (es una de las consecuencias del aislamiento de especies). En concreto este evento de extinción fue especialmente nocivo con los grandes anfibios del Carbonífero, que en muchos casos vieron su final, aunque es muy probable que ya estuvieran viviendo una crisis biológica que la extinción no hizo más que acelerar. Si a esa mayor presión evolutiva del entorno añadimos la disponibilidad de todo un mundo habitable fuera del agua, entonces puede que ya tengamos la causa principal que está detrás de que algunos anfibios adquiriesen costumbres cada vez más terrestres, hasta que sin darnos cuenta pasaron a constituir una nueva clase de vertebrado: los reptiles.

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Ilustración artística de un pantano carbonífero habitado por dos anfibios del género Eryops (autor: Walter Myers)

El tránsito de anfibio a reptil no fue algo repentino sino que ocurrió a lo largo de millones de años, motivo por el cuál aún desconocemos el momento exacto en el que ya podemos hablar de reptiles en sentido estricto. Los primeros fósiles que tenemos que presentan rasgos reptilianos son de un grupo de animales que precisamente no eran todavía reptiles, tampoco anfibios sino algo intermedio. Estos organismos, a los que les hemos dado el nombre de tetrápodos reptiliomorfos, son muy especiales porque tenían rasgos que van a caballo entre los anfibios (se cree que todavía no eran amniotas) y los reptiles propiamente dichos (muchos de ellos eran completamente terrestres y poseían un cuerpo cubierto de escamas duras), por lo que suponen un eslabón evolutivo intermedio entre las dos clases de tetrápodos. El primer animal que sabemos que era plenamente un reptil fue Hylonomus, una pequeña criatura de unos 20 cm de largo que vivió hace 312 millones de años en lo que hoy es Nueva Escocia. Este reptil, muy similar a los actuales lagartos, tenía una dieta insectívora y debió vivir a la sombra de los grandes anfibios y de los grandes artrópodos, de ahí seguramente su reducido tamaño.

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Ilustración artística de un ejemplar de Hylonomus, uno de los primeros reptiles propiamente dichos que conocemos (fuente: thoughtco.com)

Los reptiles aparecieron en un momento de la historia del planeta muy diferente al actual y sus orígenes no debieron ser fáciles, pero su rápida adaptación y posterior diversificación fue sorprendente. Con la formación de Pangea el clima global se hizo mucho más árido que el que encontrábamos en el Carbonífero, por lo que muchas de las selvas y pantanos de este periodo desaparecieron y con ellos el dominio de los grandes anfibios. Pero es que además la atmósfera enriquecida en oxígeno, que posiblemente desencadenó el gigantismo de los artrópodos carboníferos, también desapareció y con ello esos mismos monstruosos invertebrados del medio terrestre. No así los reptiliomorfos, que siguieron coexistiendo con reptiles y anfibios hasta que se extinguieron a finales del Triásico inferior. El éxito de los reptiles es indudable si avanzamos hasta el Mesozoico y vemos lo que consiguieron, pero si retrocedemos de nuevo al Carbonífero vemos que ese futuro éxito ya estaba patente en sus orígenes. Y es que actualmente clasificamos a los reptiles en función del número de fosas temporales que poseen en el cráneo, de manera que podemos distinguir tres subclases: anápsidos, sin fosas temporales y por ello tradicionalmente considerados los primeros reptiles; sinápsidos, con una fosa temporal inferior y que dominaron con claridad en el Pérmico; y diápsidos, con dos fosas temporales y que son los reptiles actuales. Esta clasificación parece sencilla pero tiene sus inconvenientes, como es determinar si las tortugas, que carecen de fosas temporales, son anápsidos o si por el contrario se trata de diápsidos que con el tiempo las perdieron (que es lo que se tiende a considerar). Lo mismo ocurre con los euriápsidos, que poseen una sola fosa temporal, como los sinápsidos, pero en la parte superior y no en la inferior, motivo por el cuál durante un tiempo se consideraron la cuarta subclase de reptil (en la actualidad creemos que fueron diápsidos que habían perdido la fosa temporal inferior). En lo que ya no tenemos dudas es en que los sinápsidos se extinguieron en el Mesozoico, aunque antes algunos habían podido evolucionar hacia los mamíferos, y que todos los reptiles de la actualidad son diápsidos, salvo las tortugas si las consideramos anápsidos (que insisto en que no es la tendencia actual). En cualquier caso todos ellos surgieron ya en el Carbonífero, demostrando la base del éxito que tendrían estos animales en el futuro.

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Esquema craneal de las tres subclases de reptiles que se consideran: anápsidos (sin fosas temporales), sinápsidos (con una fosa temporal inferior) y diápsidos (con dos fosas temporales). La imagen ha sido modificada a partir de wikipedia.org

El agua es imprescindible para la vida y es en ella donde surgió, al menos la que habita nuestro planeta (de ahí que su presencia en Marte sea tan importante). Pero dentro de los vertebrados los reptiles fueron los primeros que dieron un gran paso hacia una mayor independencia de este elemento. Ellos fueron los primeros amniotas y también los primeros animales en tener fosas temporales, pero es que además es gracias a ellos a que nosotros existimos y podemos vivir prácticamente por todo el planeta. Al fin y al cabo los mamíferos no dejamos de proceder de reptiles sinápsidos que con el tiempo acabaron por interiorizar la gestación y evitar así la puesta de huevos. Porque la evolución existe, y nuestro cráneo, nuestras mandíbulas y en definitiva todo en nosotros, son pruebas de ello. Negar la evidencia es un error imperdonable que como sociedad avanzada no debemos permitirnos.

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