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 envergadura (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?

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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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Los mamíferos, ¿reptiles con pelo?

Las aves aparecieron en el Cretácico a partir de dinosaurios terópodos y cada vez tenemos más pruebas que apuntan en ese sentido, ¿pero qué hay de los mamíferos, el grupo animal al que pertenecemos los seres humanos, los perros y los conejos? En esta entrada vamos a ver la aparición de los mamíferos, cuándo se produjo y a partir de qué seres vivos anteriores, porque aunque haya quien no crea en ello, la evolución es un hecho más que probado.

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Imagen de un Orangután, una de las especies de mamíferos más emblemáticas del planeta y que se encuentra actualmente amenazada (fuente: noticiasambientales.com.ar)

Terios y prototerios, dos ramas del mismo árbol

Antes de hablar del famoso de dónde venimos como mamíferos conviene describir brevemente qué significa eso de ser mamífero. La clase Mammalia a la que pertenecemos está constituida por vertebrados cuya característica principal es que tienen glándulas mamarias, así de sencillo. Porque ni todos los mamíferos nacemos del vientre materno, ni todos los que sí lo hacemos nacemos con el mismo estado de desarrollo. La única característica que compartimos todos los mamíferos y solo nosotros (la regulación de la temperatura y el metabolismo activo los compartimos también con las aves), es que TODOS mamamos leche en los estadios más tempranos de vida. Y sí, habéis leído bien cuando he dicho que no todos nacemos del vientre materno, pues al igual que tenemos serpientes o peces que sí lo hacen, también tenemos mamíferos que nacen de un huevo. Eso es lo que ocurre por ejemplo con el ornitorrinco, cuyas crías maman leche a pesar de nacer de un huevo, aunque esta no es la unica “rareza” de este animal, ya que es además uno de los pocos mamíferos venenosos que conocemos.

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Los ornitorrincos y los equidnas son mamíferos que ponen huevos (fuente: fotograma del video de youtube “El Ornitorrinco, la Criatura Asombrosa de Australia“)

Dentro de los mamíferos hay una amplia y compleja clasificación taxonómica en la que no voy a entrar aquí. Basta con decir que existen actualmente dos subclases de mamíferos, más una tercera ya extinta, que voy a describir brevemente. Los aloterios (subclase Allotheria) son mamíferos primitivos muy similares a los roedores, animales que habitaron por prácticamente todo el planeta durante el Mesozoico y parte del Cenozoico. Su éxito era muy grande, pero con el tiempo fueron desplazados por nuevas formas de mamíferos que los acabaron por echar de sus nichos y los llevaron a la extinción. Los prototerios (subclase Prototheria) son por su parte los mamíferos que nacen de un huevo, no a partir del vientre materno, por lo que a ellos pertenecen el ornitorrinco y los equidnas. Los prototerios, aunque todavía no se han extinguido, hay que advertir que están en grave peligro al existir, o más bien conocerse, solo cinco especies que viven exclusivamente en Oceanía: la única especie de ornitorrinco y cuatro de equidnas. Por último tenemos a los terios (subclase Theria), mamíferos en los que el embrión se desarrolla en el vientre materno, por lo que podemos decir que nacen (o nacemos) durante un parto. Pero como decía no todos lo terios nacemos en el mismo estadio de evolución embrionaria, pues dentro de esta subclase tenemos a los mamíferos placentarios, en los que la cría es retenida en el útero y alimentada por una placenta (de ahí el nombre), y los mamíferos marsupiales, que nacen con un desarrollo mínimo que les lleva a pasar el resto del crecimiento dentro de una bolsa especial, la denominada bolsa marsupial que les da nombre.

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Los koalas, al igual que los canguros y muchos otros animales exclusivos de Australia, son marsupiales (fotograma del documental “El incomparable marsupial: el koala”)

La gran diversidad y éxito de los mamíferos en la actualidad es increíble. Encontramos especies habitando e incluso dominando en los mares (delfines y ballenas), como principales depredadores en sabanas (hienas y leones), en selvas (tigres) o en los bosques templados (lobos). Incluso encontramos mamíferos voladores, como es el caso de los murciélagos. Por ello es tan difícil pensar que hubo un tiempo en el que estos animales no eran más que diminutos seres que vivían a la sombra de grandes animales de un poder que parecía que jamás se acabaría. Pero como nos ha demostrado la geología en general, y la paleontología en particular, en esta vida nada es eterno. Las extinciones son parte crucial de la evolución, y de la misma manera que los dinosaurios se extinguieron a finales del Cretácico, cuando sucedió una de las cinco mayores extinciones masivas de la historia geológica de planeta, tarde o temprano los seres humanos, y seguramente todos los animales que conviven con nosotros en la actualidad, desaparecerán de la faz de la Tierra para no volver jamás.

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Las orcas son de los mayores depredadores del océano, de gran inteligencia y capaz de inventar nuevas estrategias de caza que transmiten de generación en generación (fuente: livescience.com)

Los sinápsidos, un origen incierto pero conocido

Todo tiene un origen, eso es indudable. ¿Pero cuál fue el origen de los mamíferos? El registro fósil nos indica que los primeros mamíferos aparecieron en el Triásico y eran poco más que pequeñas criaturas insectívoras que vivían a la sombra de los grandes reptiles. Estos orígenes tan humildes no les impidieron llegar a dominar el planeta con el tiempo, gracias en parte a sobrevivir a las dos extinciones masivas del Mesozoico, la primera en el Triásico-Jurásico, que permitió el posterior dominio de los dinosaurios, y la segunda en el Cretácico-Paleógeno, que acabó con dicho dominio. Porque si nos atenemos a esta última extinción debemos recordar que todo animal de cierto tamaño que poseyera un metabolismo rápido y/o una alimentación especializada se extinguió, lo que permitió que los diminutos animales, como eran los mamíferos de aquel entonces, pudieran prosperar y aprovechar con sorprendente rapidez los nichos que quedaron vacíos con la extinción. De esta manera a finales del Mesozoico los mamíferos pasaron de ser el alimento de los dinosaurio a ser los reyes del planeta. ¿Pero de dónde surgieron? Si nos remontamos en el registro fósil lo suficiente encontramos que hay un punto en el que nos resulta difícil discernir si un animal era mamífero o reptil, y es que aunque nos cueste admitirlo, TODOS los mamíferos descendemos de reptiles, concretamente de un grupo de reptiles muy especiales que veremos a continuación.

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Ilustración artística de los primeros mamíferos (fuente: neofronteras.com)

Los sinápsidos fueron los seres que dominaron el medio terrestre en el Pérmico y parte del Triásico, antes de que los dinosaurios los desbancaran tras la extinción del límite Triásico-Jurásico. Estos reptiles extintos se caracterizaban por la presencia de una sola fosa en el cráneo, lo que los diferencia con relativa facilidad de los anápsidos (sin fosas) y de los diápsidos (con dos fosas separadas). La subclase sinápsida actualmente la dividimos en dos órdenes, pero para hablar del origen de los mamíferos nos interesa el Orden Therápsida, constituida por las formas más evolucionadas de sinápsidos. Y es que dentro de los terápsidos encontramos algunas especies con pelo recubriendo su cuerpo, un diafragma muy similar al de los mamíferos (lo que indica un metabolismo acelerado), y posiblemente fueran capaces de regular su temperatura corporal. Incluso algunos paleontólogos creen que pudieron ya amamantar a sus crías, aunque lo cierto es que todavía ese detalle no lo hemos confirmado (ni refutado), pero lo más destacado es la presencia de dientes tricúspides, propios de los mamíferos, muy diferentes a los dientes de reptil, que suelen tener una sola cúspide.

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Ilustración artística del ataque de un terápsido carnívoro a otro reptil mamiferoide herbívoro (fuente: thepermianperiod.wordpress.com)

El tema de los dientes es muy importante cuando hablamos de paleontología porque en muchos casos son las piezas que mejor se conservan en el registro fósil, en especial en determinadas formas de mamíferos de pequeño tamaño. Y es que debemos tener en cuenta que en el registro fósil no encontramos con facilidad si un animal mama o no. En cualquier caso, hay que tener en cuenta que un rasgo evolutivo de los mamíferos es el hecho de que tengamos una sola pieza en la mandíbula, algo que no encontramos en los reptiles diápsidos (actuales) y que tienen un pequeño hueso, el hueso articular (abajo en amarillo), actuando precisamente como articulación entre la mandíbula inferior y la parte posterior del cráneo. Este rasgo nos indica que los reptiles diápsidos realizan una escasa masticación y es algo que no encontramos en los reptiles sinápsidos, en los que tenemos una prominencia ósea, el hueso dentario en el que se insertan los dientes (abajo en azul claro), que se articulaba con otra parte del cráneo. Los sinápsidos por tanto ya debieron tener cierta capacidad de masticación, pero menor que la de los mamíferos, en los que el maximar inferior lo forma exclusivamente el hueso dentario, de manera que en ellos tanto el hueso articular como el hueso cuadrado (abajo en rojo), que sí forman parte de la mandíbula de los reptiles (también de los sinápsidos), quedaron inservibles a la hora de masticar. Pero lejos de perderse, ambos huesos se adaptaron para constituir los huesos martillo y yunque respectivamente de nuestro oído interno, igual que en los reptiles el hueso hiomandibular había dado lugar al hueso columelar (estribo) del oído medio. Por tanto es en el mecanismo de audición del oído interno donde encontramos el principal criterio para distinguir a los mamíferos de sus antepasados reptiles.

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Evolución de los elementos mandibulares de los saurópsidos (reptiles actuales), sinápsidos (reptiles mamiferoides) y mamíferos actuales hasta constituir los huesos del oído interno (fuente: blogs.ciencia.unam.mx)

Dentro de los terápsidos, los animales no mamíferos más próximos a los mamíferos, encontramos un suborden que son los cinodontos, cuyo nombre significa precisamente “dientes de perro” (recordándonos una vez más la importancia de los dientes en paleontología). Estos animales tenían un tamaño muy reducido, no más de 10 gramos de peso, hábitos insectívoros y una enorme cantidad de rasgos que compartían con los mamíferos, más que ningún otro sinápsido, pero también otros rasgos propios de reptiles o en clara transición hacia los mamíferos. Pero todavía no está todo dicho en cuanto al origen de los mamíferos, porque si bien el origen de las aves ya admite poca discusión, el nuestro todavía tiene muchos elementos que desconocemos, aunque sí está más o menos aceptado que los cinodontos son posiblemente los ancestros de todos los mamíferos, nuestro auténtico origen.

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Ilustración artística de Cynognathus, una especie de cinodonte del Triásico (fuente: worldsofimagination.co.uk)

Las aves, los dinosaurios del presente

Hace 65 Ma uno de esos cuerpos menores que pueblan el Sistema Solar colisionó con la Tierra en la Península de Yucatán y causó una de las cinco mayores extinciones masivas de la historia geológica de nuestro planeta. Todavía no sabemos de dónde provenía ese cuerpo ni qué causó que adquiriese una órbita que lo llevara a colisionar con la Tierra, pero lo que sí sabemos es que su impacto tuvo nefastas consecuencias para la vida de muchos de los organismos propios del Mesozoico, que además finalizó con aquel impacto. Los belemnites y ammonites junto con los mosasaurios en el mar, los plesiosaurios en el aire y los dinosaurios en tierra desaparecieron para siempre y con su extinción propiciaron el ascenso de los pequeños mamíferos, que hasta entonces habían vivido bajo su sombra. ¿Pero de verdad los dinosaurios se extinguieron? ¿Y si en realidad esos monstruos del pasado que tanto han fascinado a generaciones sobrevivieron a aquel cataclismo? En esta entrada vamos a hablar de las aves, de cómo surgieron a partir de pequeños dinosaurios con plumas y de cómo han logrado sobrevivir hasta llegar a nuestros días en una excelente posición.

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Ilustración artística del ataque de un Deinosuchus a un Albertosaurus (autor: Raúl Martín)

Los dinosaurios, mucho más que simples reptiles gigantescos

La imagen clásica que solemos tener de los dinosaurios es la de enormes criaturas terroríficas, una imagen potenciada por el descomunal tamaño y las extrañas y variadas formas de sus fósiles, y es que incluso su nombre, que viene del griego y significa literalmente “reptil terrible“, va en esa línea. Un perfecto ejemplo de cómo sus fósiles influyen tanto en el ser humano es el simple hecho de que hoy en día está bastante aceptado que el origen de los dragones está precisamente en los dinosaurios, seguramente en los cráneos fósiles de los grandes terópodos (carnívoros) como el famoso Tyrannosaurus rex. Y es que esos cráneos son verdaderamente terroríficos si los vemos con los ojos de hombres y mujeres que tendían a buscar explicación a todo en la religión y la magia. No es de extrañar por tanto que los dinosaurios susciten un gran interés en la sociedad y produzcan esa fascinación, que como estamos viendo viene de lejos.

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Esqueleto de Tyrannosaurus rex en el Museo Field de Historia Natural de Chicago (imagen tomada de extinctmonsters.net)

Pero la imagen que solemos tener de estas criaturas legendarias no es del todo correcta. Con el tiempo hemos ido descubriendo una gran cantidad de especies de dinosaurios, y muchas de ellas no se asemejan tanto a esa idea de enorme criatura terrorífica que tuvimos al principio. De esta forma, el concepto de dinosaurio ha evolucionado, de “lagartos” torpes y tontos por el reducido tamaño de su cerebro en comparación con su cuerpo (famoso es el cerebro de Stegosaurus, del tamaño de un cacahuete a pesar de que el animal era como un camión pequeño), a criaturas inteligentes capaces de desarrollar complejas estrategias de caza y con una estructura social que nada tiene que envidiar a la de muchos mamíferos. Pero incluso en los tamaños hemos cambiado nuestra idea. Por ejemplo, en el año 1989 se encontraron los restos del que ha acabado siendo la mayor criatura de la que tenemos constancia que ha “pisado” nuestro planeta: el Argentinosaurus, una mole que se estima alcanzó los 35 m de longitud y un peso de 75.000 kg. Los números son sorprendentes, pero debemos tener en cuenta que la ballena azul, el animal más grande que habita el planeta en la actualidad (nótese que antes he dicho pisar), es un animal que puede alcanzar los 30 m de longitud y los 140.000 kg de peso, lo que nos hace ver que los dinosaurios podían ser grandes, pero aun ha habido (o hay de momento) animales más grandes. Pero es que además no todos los dinosaurios fueron inmensos, ya que también hemos descubierto algunas especies mucho más pequeñas, más de lo que alguno podría imaginar, y un caso claro de ello es el del Scansoriopteryx, un dinosaurio que con sus 15 cm de altura tenía el tamaño aproximado de un gorrión. O incluso el famoso Velociraptor era un dinosaurio pequeño, ya que en contra de lo que nos mostró la película de Parque Jurásico (que no obstante sigue siendo una de las más acertadas películas de ciencia ficción) tenía el tamaño de un perro mediano muy largo, con 1’8 m de longitud y 0’5 m de altura (por qué en Parque Jurásico es de casi 2 m lo veremos más adelante).

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Comparación de tamaño entre un hombre de 1’80 m con un Argentinosaurus (arriba) y con un Velociraptor (abajo) (fuente: prehistoric-wildlife.com)

Son muchas las cuestiones que, a medida que ha avanzado la investigación paleontológica, hemos ido desechando en favor de otras que nos alejan cada vez más de esa idea inicial que teníamos de los dinosaurios. Sin ir más lejos, parte de las diferencias entre el libro de Parque Jurásico y la película, ambas escritas por Michael Crichton en un lapso de tiempo de tan solo 3 años (1990-1993), evidencia esa rápida evolución en el concepto de qué eran y cómo eran los dinosaurios. Por ejemplo, en la novela los dinosaurios babean y su mordedura está infectada por bacterias, algo que sabemos que ocurre en reptiles grandes como el dragón de komodo pero que no ocurre en las aves y que en la película fue suprimido. Otro aspecto llamativo es que en las películas los dinosaurios se mueven de una manera muy parecida al de las aves actuales, y aunque este detalle fue controvertido en su momento (muchas veces cuesta hacer cambiar de opinión a los expertos) en realidad sabemos desde hace mucho tiempo que la anatomía de los dinosaurios poco o nada tiene que ver con la de los reptiles que conocemos hoy en día. Y por último está la cuestión más controvertida que sin embargo ha acabado confirmándose, la de que los dinosaurios tenían plumas, algo que se acabó por introducir brevemente en la tercera película (imagen de abajo), aunque solo fuera para el caso de esos velocirraptores que en realidad son ejemplares del género Deinonychus, un primo algo más grande pero sin llegar tampoco a las dimensiones vistas en las películas.

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En Jurassic Park III (Joe Johnston, 2001) los velociraptores ya muestran algunas plumas puntuales, lo que demuestra la evolución en el conocimiento de algunos dinosaurios desde la primera película

Pero todavía nos quedan muchas cosas por saber de los dinosaurios. Todavía no sabemos si las plumas eran algo generalizado a todas las especies de dinosaurios o si por el contrario sólo las tenían algunas especies. Tampoco sabemos si eran animales de sangre fría, como los reptiles y los peces, o si por el contrario estamos hablando de organismos de sangre caliente como las aves y los mamíferos. Este detalle es muy importante porque de confirmarse que sean animales de sangre caliente significaría que habrían sido capaces de regular su temperatura corporal para mantenerla más o menos constante sin necesidad de calentarse al sol (lo que trastocaría la idea de que las placas de algunas especies eran para esta función), y aunque el debate sigue abierto cada vez tenemos más claro que efectivamente pudieron serlo. De hecho, recientemente se ha descubierto lo que podrían ser células sanguíneas de dinosaurio en el interior de un hueso fósil. Según sus descubridores, esas células serían glóbulos rojos que tienen un increíble parecido con los glóbulos rojos de emú, la segunda ave de mayor tamaño que existe en la actualidad y por tanto un animal de sangre caliente. Por tanto, de confirmarse el descubrimiento apoyaría la idea de que los dinosaurios pudieron ser animales de sangre caliente, lo que yo personalmente creo dado que hubo especies de dinosaurios en la Antártida, un hábitat que aunque en el Mesozoico no fuera como lo es hoy en día sí sería difícil para animales de sangre fría. Y ese pensamiento además apoya otro que veremos más adelante.

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Imagenes de lo que ha sido interpretado como material sanguíneo fosilizado de un dinosaurio terópodo (fuente: mentalfloss.com)

De raptores corredores a aves voladoras

Dinosaurio es un superorden de vertebrados tetrápodos (cuatro extremidades) que engloba una gran cantidad de especies que se agrupan en dos órdenes, tal y como ya vimos cuando hablamos del Mesozoico. La orden Ornithischia la componen los dinosaurios ornitisquios, caracterizados por poseer una cadera parecida a la de las aves actuales, con el hueso del pubis apuntando hacia atrás y hacia abajo. Este orden de dinosaurios está constituido por todos los cerápodos, de entre los que tenemos a dinosaurios que presentaban cráneos duros diseñados para los golpes (paquicefalosaurios) y dinosaurios con cuernos (ceratópsidos), y todos los tieróforos, caracterizados por poseer elementos de protección como placas y espinas. La orden Saurischia por su parte la constituyen los dinosaurios saurisquios, con una cadera más parecida a la de los reptiles, es decir, con el hueso del pubis apuntando hacia adelante. Pero eso no quiere decir que los dinosaurios de este orden estén más emparentados con los reptiles que con las aves, ya que curiosamente es en este orden donde no solo encontramos a los dinosaurios que consideramos más emparentados con las actuales aves, sino que también están las propias aves incluidas (según la clasificación filogenética actual). Dentro de los saurisquios había dinosaurios a priori muy diferentes entre sí que lo único que les unía es ese rasgo anatómico que hemos descrito, ya que tenemos a los saurópodos, los grandes dinosaurios de cuello largo, pero también a los terópodos, los dinosaurios carnívoros.

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Ejemplos de algunos dinosaurios saurisquios a la izquierda y ornitisquios a la derecha (imágenes tomadas de vaias fuentes de internet)

Ahora que hemos hecho un repaso a cómo clasificamos los dinosaurios vamos a entrar en el orden de los saurisquios, y dentro de ellos nos vamos a ir a una familia muy especial. Los dromeosáuridos, a los que se les suele llamar con el término de raptores, fueron unos dinosaurios terópodos con plumas que vivieron en el planeta desde el Jurásico medio hasta el Cretácico superior. Estos dinosaurios tenían tamaños muy diversos que podían superar los 2 m de altura, que es el tamaño estimado del Utahraptor, la especie más grande que se conoce, pero todos tenían en común una serie de rasgos físicos y anatómicos que nos han hecho considerarlos como los animales más estrechamente relacionados con las aves actuales. Algunos dinosaurios famosos pertenecen a esta familia, como es el caso del Velociraptor (imagen de abajo), con plumas que parecen cubrir todo su cuerpo, tal y como podemos ver en la imagen del fósil de la derecha.

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Izquierda: Reconstrucción de un Velociraptor cubierto de plumas (fuente: guioteca.com) Derecha: Esqueleto fósil cubierto de plumas de Zhenyuanlong, un pariente cercano de Velociraptor (autor: Junchang Lu)

Los dromeosáuridos adquirieron un gran interés cuando se empezó a descubrir alrededor de muchos fósiles lo que parecían ser impresiones de plumas, que si bien no eran como las de las aves actuales ya indicaban algún tipo de parentesco con ellas. Pero con los años esos descubrimientos fueron cada vez más comunes, hasta el punto de que en la actualidad consideramos la presencia de plumas como un rasgo común a todos (o casi todos) los dromeosáuridos, y no solo plumas intermedias entre las que poseen las aves y el pelo de los mamíferos (lo que llamamos protoplumas), sino que también hemos encontrado evidencias claras de que algunos de estos dinosaurios ya tenían plumas como las de las aves actuales e incluso alas. Todos estos descubrimientos nos fueron indicando que estábamos ante los ancestros de las aves, y cuando en el año 2000 se publicó la descripción del Microraptor, un dinosaurio que no solo tenía plumas a modo de plumón cubriendo su cuerpo sino que además parecía tener cuatro alas, indicadas en la imagen siguiente con flechas, toda la comunidad científica les prestó aun mayor atención.

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Izquierda: Reconstrucción de Microraptor (autor: Portia Sloan) Derecha: Fósil de un ejemplar de Microraptor en el que se pueden identificar muy bien las impresiones dejadas por sus plumas, indicadas con flechas (fuente: blogs.bu.edu)

Las plumas de los dromeosáuridos ha sido un descubrimiento que ha trastocado un poco la concepción que teníamos de los dinosaurios, pero no solo las hemos encontrado en esta familia, ya que cada vez son más las familias que tienen al menos una especie con plumas. De hecho, el dinosaurio más grande del que actualmente tenemos constancia que poseyó plumas es el Yutyrannus, un dinosaurio terópodo de la familia de los proceratosáuridos que podía alcanzar los 9 m de longitud y casi 3 m de altura, lo que ha hecho que empecemos a plantearnos también si no podrían tener plumas dinosaurios más grandes, quizás incluso dentro de los tiranosáuridos (aún no hay evidencias ni a favor ni en contra de esa idea, que sin embargo ya se empieza a considerar seriamente). Pero sin duda la especie de dinosaurio con plumas más extraña y llamativa, descubierta en el año 2015, es el Yi Qui (imagen de abajo), cuyo análisis revela que tenía capacidad de planear. Pero este pequeño dinosaurio del Jurásico no tenía alas como las de las aves, como sí parecía tener Microraptor, sino que se cree que tenía unas membranas que de ser cierto recordarían mucho más a las de los murciélagos actuales, lo que sin duda resultó ser una increíble sorpresa.

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Izquierda: Ilustración artística de Yi Qui según los datos que tenemos de este animal ya extinto (fuente: prensa.com) Derecha: Esqueleto parcial de Yi Qui con impresiones claras de plumas cubriendo parte de su cuerpo (fuente: lawnchairanthropology.com)

Ahora que hemos hecho un breve repaso a los dinosaurios emparentados con las aves vamos a centrarnos en las primeras aves, y para ello vamos a hablar de un animal del que seguro que muchos habréis oído hablar. En 1861 se encontró en las calizas de Solnhofen (Alemania) el fósil de una pluma, y poco después el de un animal pequeño que podría ser su dueño, y aunque no se consideró que efectivamente lo fuera, se decidió denominar al animal como Archaeopteryx, o “pluma antigua”. Desde aquel primer fósil muchos ejemplares le han seguido, todos en la misma localidad alemana y muy bien conservados en la roca. La mayoría de estos fósiles presentan a su alrededor lo que son indudablemente impresiones de plumas en el sedimento, pero en algunos casos este rasgos estaba ausente, lo que dado las grandes similitudes con algunos dinosaurios causó que en muchos casos se consideraran como restos de pequeños terópodos. Ahora sabemos que Archaeopteryx fue un ancestro directo de las aves que aún estaba a caballo entre estas y los dinosaurios, con un esternón con quilla y pigóstilo (estructura ósea para sostener las plumas y la musculatura de la cola), rasgos que podemos ver en las aves, pero también con una larga cola ósea, garras en los dedos y dientes en las mandíbulas que lo asemejaban más a los pequeños dinosaurios terópodos. El Archaeopteryx, de 35 cm de tamaño (similar a un cuervo), debía ser un animal planeador dado que no parece muy probable que fuera capaz de batir sus alas en vuelo, de manera que se cree que se servía de sus garras para trepar a los árboles y lanzarse al vacío huyendo de sus perseguidores. Aun así, se sigue considerando desde hace décadas como una de las aves más antiguas de las que se tiene constancia y todo un símbolo del evolucionismo.

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Izquieda: Reconstrucción de Archaeopteryx en vida (fuente: dkfindout.com) Derecha: Ejemplar fósil de Archaeopteryx (imagen tomada de nature.com, autor: Chris Hellier/SPL)

Viendo esta entrada parece muy claro que las aves proceden de los dinosaurios, ¿pero son los dromeosáuridos sus ancestros? A esa pregunta no tenemos una clara respuesta, y si tuviera que mojarme en ella diría a título personal que no, ya que el Archaeopteryx y otras aves primitivas aparecieron por primera vez al menos en el Jurásico medio, a la vez que los primeros dromeosáuridos, y la evolución no me parece tan rápida como para que unos desciendan de otros. A eso hay que añadir que Microraptor, que podría tener una capacidad de planeo limitada con sus cuatro alas, vivió en del Cretácico, es decir, después de esas primeras aves. Pero es que además hay que tener otra cuestión al margen de la temporal para determinar si las aves podrían o no descender de los dromeosáuridos, y es la cuestión geográfica. Porque la mayoría de dinosaurios con plumas que conocemos han sido encontrados en China, mientras que Archaeopteryx se ha encontrado en Europa, lo que plantea una duda razonable acerca de esa ascendencia que yo personalmente creo errónea. Otro asunto es que estén emparentados, para lo que no tengo ninguna duda.

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Reconstrucción de Archaeornithura meemannae, un ave limícola que vivió en el Cretácico Inferior de China y que es considerado por el momento como el pariente más cercano y antiguo de las aves actuales (fuente: lavanguardia.com)

Las aves actuales y los vestigios de su pasado saurio

Desde la gran extinción que marca el fin del Mesozoico las aves han sabido hacerse un hueco en el planeta, tal y como podemos confirmar al mirar a nuestro alrededor. En la actualidad estos animales prácticamente se han convertido en los dueños absolutos del aire, pero no siempre ha sido así. En el Paleógeno la extinción del límite K-Pg aún estaba reciente y muchas aves todavía no habían dado ese paso. Es más, cualquiera podría decir que en algunos casos habían dado un paso atrás al ocupar el hueco que dejaron los dinosaurios depredadores con su desaparición. Porque aunque ahora nos pueda parecer algo extraño, hace 60 Ma, y hasta hace relativo poco tiempo (tan solo 2 Ma), los mamíferos de América de Sur (y de otras regiones del planeta, pero aquí solo hablaré de Sudamérica) eran cazados y devorados por enormes aves terrestres que los tenían atemorizados. A estas aves las hemos llamado muy apropiadamente como las Aves del Terror, y hasta que se cerró el Istmo de Panamá en el Cenozoico, y nuevas formas de mamíferos cruzaron de norte a sur y compitieron con ellas, estas aves fueron los principales depredadores de Sudamérica, solo un ejemplo de cómo la evolución constantemente busca nuevos caminos para abrirse paso y para que la vida se pueda adaptar mejor a las condiciones de cada momento.

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Ilustración artística de Gastornis, una deatacando a un pequeño mamífero (autor: Jaime Chirinos)

Actualmente las aves del terror ya han desaparecido, y no, jamás convivieron con los seres humanos, como evidentemente tampoco lo hicieron los dinosaurios no avianos (a pesar de que el cine se empeñe en ello), pero sí lo hicieron los que podemos llamar como dinosaurios avianos, los únicos dinosaurios que sobrevivieron a aquella extinción de hace 65 Ma y que además han llegado hasta nuestros días: las aves. Y es que muchas de las aves que podemos ver hoy en día tienen todavía rasgos comunes con los dinosaurios, más de los que podrían parecer en un primer momento. Para empezar podemos decir que ambos grupos de animales hacen o hacían nidos donde poner sus huevos, también sabemos que como muchas aves los dinosaurios solían protegerlos para que su prole naciese, pero si nos fijamos detenidamente en cualquier ave, doméstica o salvaje, podremos encontrar detalles como las patas escamosas, que no son muy diferentes a las de los dinosaurios, o incluso la presencia de pequeños dientes en el pico de algunas aves. Y no nos olvidemos de esos glóbulos rojos tan parecidos, de la posiblidad de que también fueran de sangre caliente y de que cada está más claro que tuvieron plumas. Porque aunque nos cueste creerlo, los dinosaurios siguen entre nosotros, los hemos domesticado, los cazamos, nos los comemos e incluso los podemos tener como mascotas. No hace falta clonarlos para tenerlos de vuelta porque en realidad nunca se han ido del todo.

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El emu (Dromaius novaehollandiae) es un ave no voladora originaria de Australia (fuente: wikipedia.org)