martes, 6 de mayo de 2014

Científicos usan la máquina del tiempo de Emmett L. Brown (más conocido como “Doc”) para viajar al pasado y conocer más sobre los primeros reptiles.

 "El presente es la clave del pasado"
 (James Hutton)

Introducción:

Recientemente se intentan asociar comportamientos de seres actuales a los seres del pasado para comprender mejor el cómo vivían. Esto es lo que se pretende en Curth, S., Fischer, M.S. & Nyakatura, J.A. 2014. Ichnology of an extant belly-dragging lizard—Analogies to early reptile locomotion?. Ichnos, 21: 32-43, donde se intenta relacionar el modo de desplazarse de un reptil actual con el de los primeros reptiles.

En Benardi & Avanzini (2011) se investiga una pista de desplazamiento Erpetopus (Img.1) del Pérmico inferior producida por un pequeño captorrínido que se desplazaba extendido (Img.2)sobre el suelo con el tronco ligeramente levantado del sustrato de modo que arrastraba el vientre por el mismo. En la muestra se observan marcas producidas por la cola, marcas de arrastre ventral, así como arañazos producidos por las garras durante el desplazamiento del animal. Aún no se sabe si las marcas de arrastre del vientre o los arañazos no habrían sido preservados en otras pistas de desplazamiento asignadas a pequeños captorrínidos o si Erpetopus descrito es una excepción no representativa para los pequeños captorrínidos.

Img.1: Erpetopus. A y B: impresiones de manos y pies. C: marcas de arañazos. D: marcas de arrastre ventral. Fuente: Benardi & Avanzini (2011).

Img.2: Disposición de las extremidades anteriores de Tiliqua scincoides en su característica postura hiperextendida. Fuente: Curth et al. (2014).

Para probar la hipótesis de que las diferentes marcas dejadas en la pista de desplazamiento Erpetopus fueron dejadas debido a un desplazamiento que involucra el arrastre del vientre (por arrastre del vientre nos referimos a un modo de desplazamiento en el que hay un continuo contacto de vientre y pecho con el sustrato) se analizan las huellas de Tiliqua scinoides intermedia (un escinco de lengua azul que cumple las exigencias del arrastre de vientre descrito antes) (Img.3 y 4).

Img.3: Es por esto por lo que se llaman escincos de lengua azul.

Img.4: Modo de desplazarse y apoyarse sobre el sustrato de T. scincoides scincoides.
El desplazamiento de T. scincoides se caracteriza por “sprints” de unos pocos pasos entre los cuales hay pequeñas pausas. Las marcas producidas por su desplazamiento se pueden recoger en 4 características generales:
  1. Impresiones de arrastre de vientre continuas y amplias entre las huellas producidas por las patas.
  2. Impresiones de manos y pies con contorno redondeado y dedos relativamente cortos.
  3. Impresiones de manos y pies adyacentes pero producidas en ciclos de zancada consecutivos. Kubo (2010) describe estos sets como sets manos-pies “falsos”, distinguiéndolos de los “reales” (producidos durante un mismo ciclo de zancada).
  4. El largo tronco da lugar a que la colocación o disposición de los pies no esté forzada por la colocación de las manos.
Dentro del análisis de las marcas dejadas por T. scincoides durante su desplazamiento se pretende analizar concienzudamente las marcas de arrastre ventral y arañazos (para compararlos con Erpetopus de Benardi & Avanzini (2011), conocer la influencia de la humedad del sustrato en las marcas producidas y si la velocidad del organismo que ha producido las marcas se puede determinar a través de las marcas dejadas).

Métodos:

Los individuos utilizados fueron 2 T. scincoides adultos, una hembra y un macho. Cada uno se mantuvo en un terrario independiente. En la pista que iban a recorrer los lagartos se dispuso una lámina de plástico; en el centro de la pista se puso una lámina de arcilla de 1 metro de largo y 2 cm de espesor. Mientras los animales recorrían la pista fueron también grabados por una cámara de alta velocidad. Tras dejar las marcas sobre la arcilla, se hacían fotos de estas. También se tomaron moldes de 2 de las marcas.

También, para comparar el comportamiento de los animales en diferentes sustratos, se les hizo desplazarse sobre una cinta de goma siendo grabados por una camara cinerradiográfica de alta resolución (para obtener una descripción cinemática de los movimientos del esqueleto, longitud de los diferentes elementos de las extremidades, y así como diferentes parámetros relativos a su desplazamiento (zancada, duración de la fase de oscilación,…) (Img.5).

Img.5: En "A" se mustran los diferentes parámetros observados: M (línea central del cuerpo); P (distancia entre 2 marcas sucesivas realizadas por apéndices opuestos); PA (ángulo que describe la intersección de las líneas que unen las marcas realizadas por apéndices opuestos en sucesivas zancadas); SL (distancia de la zancada); R (ángulo de rotación del pie con respecto a M); FB (anchura del pie); FL (longitud del pie). En "B" se muestran capturas realizadas con la cámara. Fuente: Curth et al. (2014).
Para observar diferentes tipos de marcas en el sustrato, se tomaron diferentes muestras para diferentes humedades relativas del sustrato. Para ello se hidrata la arcilla con cantidades de agua conocida, de modo que tenemos sustratos relativamente secos (240ml de agua/ kg de arcilla), marginalmente húmeda (280ml/kg) y húmeda (320ml/kg).

Resultados:

Además de las marcas características de T. scincoides antes descritas, se observó que las marcas de garras producidas durante el reposo eran diferentes de las de la fase de oscilación (esto nos da información sobre la postura del animal productor), que las marcas de los pies eran más amplias que las de las manos y que las huellas eran menos profundas hacia el extremo proximal del autopodio.

Las marcas producidas por las garras durante la fase de reposo son la parte mejor conservada de cada huella durante esta fase. Durante la fase de oscilación, las marcas de las garras se transforman en arañazos que se producen al deslizarse las garras sobre sustrato marginalmente húmedo o húmedo debido a la poca presión que ejercen estas durante la fase de oscilación.

Además, debido a que la carga va disminuyendo hacia las muñecas y talones, la mayoría de las veces las impresiones producidas por estas partes son muy difíciles de ver. Las marcas de los dedos, sin embargo, al reflejar bien el empuje contra el suelo suelen ser perfectamente visibles y distinguibles a excepción del 5º dedo, que no suele producir una impresión completa (suele verse la marca de la garra y una marca de arañazo).

Los efectos del sustrato en la velocidad también son importantes, pues en la arcilla se llegó a registrar como velocidad máxima 1/3 de la velocidad máxima que alcanzaban sobre la cinta de goma (0,33 m/s). En la media tenemos 0,08 y 0,014 m/s para arcilla y cinta de goma respectivamente. Además, cuanto más húmedo el sutrato, más se hundidas se observan las impresiones, así como las marcas de arañazo de la fase de oscilación y las marcas de arrastre ventral se producían mejor en sustrato húmedo o marginalmente húmedo.

 Discusión:

Las marcas de T. scincoides nos proporcionan información sobre la morfología, la postura y la cinemática del animal productor. Respecto a la morfología, indican la escamación de manos y pies. En cuanto a postura, se puede inferir una postura extendida, debido al contacto del vientre con el sustrato y los bajos valores de ondulación en el desplazamiento. Mientras, la información cinemática puede ser obtenida de la longitud de la zancada, el comienzo de la fase de reposo (marcas de la garras bien definidas) y del movimiento de las extremidades en la fase de oscilación (marcas de arrastre de las garras o arañazos).

Similitudes de las marcas de T. scincoides con Erpetopus y otras marcas producidas por pequeños captorrínidos:

Benardi y Avanzini (2011) sugieren ya que Erpetopus y otros icnofósiles de captorrínidos que muestren arrastre del vientre y marcas de arañazos indicarían que los productores tenían una postura extendida.

En general, la pista Erpetopus tiene en común con las pistas de T. scincoides que hay arrastre ventral (aunque no contínuo en Erpetopus) y marcas de arañazo de las garras en la fase de oscilación. Sin embargo, Erpetopus difiere de las pistas de T. scinoides en que presenta una perceptible marca de arrastre de la cola, marcas de arañazos en la fase de reposo y solo sets “reales” de manos y pies.

Las marcas de arañazos en la fase de oscilación y las marcas de arrastre del vientre (parcialmente producidas o preservadas) implican una postura hiperextendida y, al menos, un arrastre parcial del vientre para Erpetopus.

Si Erpetopus muestra las típicas marcas de arrastre de pequeños captorrínidos, este estudio corrobora que estos reptiles tenían una postura hiperextendida.

Cabe decir que las marcas de arrastre ventral suelen conservarse poco debido a ser poco profundas. Lo que pudo haber producido anteriormente malas interpretaciones del modo de desplazarse de productores de pistas en las que faltaba la marca de arrastre del vientre.

Aunque T. scincoides es una lagarto actual con arrastre ventral, no se puede pensar que su modo de desplazarse sea igual a aquel del lagarto productor de Erpetopus. Sin embargo, T. scincoides es una especie que se aproxima muy bien al productor de Erpetopus debido a su cuerpo (longitud y peso), probablemente cercano a las especies extintas de las que se está tratando.

Influencia del sustrato en la pista producida y su productor:

Las características de las pistas producidas dependen principalmente en el comportamiento del animal al desplazarse, su anatomía y las características del sustrato (Padian & Olsen, 1984).

Como se comentó antes, se hizo desplazarse a los lagartos tanto por arcilla como por una cinta de goma. En la goma, los análisis cinemáticos muestran correlaciones, principalmente en el aumento de la zancada con respecto al aumento de velocidad. En cambio, en la arcilla, los efectos dependientes de la velocidad no son tan evidentes; esto es, en parte, debido a que en la arcilla los lagartos utilizaron rangos de velocidad más pequeños que en la goma. Esto puede haber tenido 2 razones: que los lagartos no se hayan sentido motivados a desplazarse más rápido o que debido a la fricción (e incluso adhesión al sustrato húmedo) del vientre con el sustrato, no lo hayan hecho.

Aunque en los estudios realizados por Brand (1996) con reptiles actuales se muestra que hay un mayor ángulo de ondulación en sustratos húmedos, aquí no se reproduce eso. En este estudio lo que se ha visto es que las marcas de arañazo producidas en la fase de oscilación solo son claramente visibles en los sustratos más húmedos.

En este estudio también se ha observado que para analizar e interpretar mejor los icnofósiles es mejor utilizar un sustrato parecido al de la muestra estudiada, ya que se simulan mejor las condiciones en las que se produjo el icnofósil. Por eso es preferible utilizar para los experimentos sustratos naturales, como la arcilla, que sustratos artificiales. Además, para observar la sensibilidad del sustrato hacia la producción de las marcas se deberían utilizar diversos experimentos con diferente grado de humedad.

Conclusión:

Al haber analizado las características de las pistas de un reptil actual (T. scincoides), se ha podido corroborar la hipótesis inicial del trabajo: un reptil actual que arrastra el vientre produce pistas similares a Erpetopus. Sin embargo, otro de los objetivos iniciales del trabajo, el relacionar la pista producida con la velocidad del animal, no sido fructífero, pues el tipo sustrato hace que se den resbalones (al dar las zancadas) y adhesión del propio animal al sustrato húmedo, lo que dificulta inferir la velocidad del animal.

Además, se demuestra que las condiciones del sustrato influencian en gran medida al cuadrupedalismo con arrastre ventral de los escíncos de lengua azul. Así, el modo de desplazarse en en sustratos secos o en húmedos (es en estos en los que suelen conservarse los icnofósiles) puede ser diferente, por lo que, en el caso de animales cuyo desplazamiento requiere de arrastre ventral, realizar inferencias paleontológicas a partir de icnofósiles llegue a resultar en una más ardua y compleja tarea.

Reflexiones:

Este es un ejemplo de como la paleontología no solo es pasarse las horas viendo y estudiando fósiles. En este caso, se puede comprobar como a partir de lo que hoy está presente en nuestro entorno podemos llegar a conocer lo que ya no está. No sé que os parecerá a vosotros, pero ¿no os recuerda algo al principio del actualismo? En mi opinión, este artículo me ha parecido interesante justo por eso: el cómo a partir de seres vivos actuales podemos llegar a comprender algo mejor el modo de vida de aquellos seres que dejaron su huella en el registro paleontológico. En resumen, esto debe ser parecido a ponerte al volante de tu magnífico DeLorean y viajar al pasado, aunque, lamentablemente, le falte el condensador de fluzo.

Bibliografía:

Curth, S., Fischer, M.S. & Nyakatura, J.A. 2014. Ichnology of an extant belly-dragging lizard—Analogies to early reptile locomotion?. Ichnos, 21: 32-43.

Benardi, M. & Avanzini, M. 2011. Locomotor behavior in early reptiles: Insights from an unusual Erpetopus trackway. Journal of Paleontology, 85: 925-929.

Brand, L. 1996. Variations in salamander trackways resulting from substrate differences. Journal of Paleontology, 70: 1004-1010.

Kubo, T. 2010. Extant lizard tracks: variation and implications for paleoichnology. Ichnos, 17: 187-196.

Padian, K. & Olsen, P. 1984. Footprints of the Komodo monitor and the trackways of fossil reptiles. Copeia, 3: 662-671.

Lecturas interesantes:

Gatesy, S.M. 1995. Functional evolution of the hindlimb and tail from basal theropods to birds. En: Thomason, J.J., Functional Morphology in Vertebrate Paleontology, pp. 219-234. Cambridge University Press, New York.

Gilbert, S.F. 2005. Biología del desarrollo, 7ª Ed. Médica Panamericana, Buenos Aires, 902 pp.

Higham, T.E., Korchari, P.G. & McBrayer, L.D. 2011. How muscles define maximum running performance in lizards: an analysis using swing- and stance-phase muscles. The Journal of Experimental Biology, 214: 1685-1691.

Martin, A.J. 2006. Introduction to the Study of Dinosaurs, 2nd Ed. Blackwell Publishing, 560 pp.

1 comentario:

Clari dijo...

sería buenísimo poder viajar al pasado para conocer todos esos reptiles tan interesantes. la verdad que me encanta conocer sitios nuevos y experiencias. en uno de mis vuelos a San Francisco pude descubrir todos los lugares turísticos y edificios arquitectónicos. mi próximo destino será ir a visitar los animales tan sorprendentes de las islas galápagos.