Una cabra y un dinosaurio en la misma canción

El paleontólogo le debe mucho al registro fósil, este es muy amplio y nos proporciona mucho más de lo que cabría esperar. Un ejemplo de ello es la llamada evolución convergente.

- Pero, ¿qué es la evolución convergente? + Me alegro que me hagas esa pregunta:

- La evolución convergente, podríamos definirla, según el aburrido de Wikipedia, como ¨el  desarrollo de estructuras similares en organismos  no emparentados, resultado de la adaptación a ambientes similares y/o formas de vida semejantes¨. Para los mortales se trata del desarrollo en organismos que evolutivamente no tienen nada que ver, como puede ser un murciélago y  un pterosaurio, pero que, por un motivo u otro, ya sea adaptarse a un nuevo clima o simplemente ser el más ¨guay¨ de la manada, poseen estructuras con la misma función, en este caso sus alas. Convergencia al fin y al cabo es llegar al mismo punto o la misma idea desde caminos distintos.

El artículo origen fue publicado el 4 de Febrero de 2016 en la revista Current Biology (Volumen 26) Unexpected Convergent Evolution of Nasal Domes between Pleistocene Bovids and Cretaceous Hadrosaur Dinosaurs por: 

Haley D. O’Brien, J. Tyler Faith, Kirsten E. Jenkins, Daniel J. Peppe, Thomas W. Plummer,

Zenobia L. Jacobs, Bo Li, Renaud Joannes-Boyau, Gilbert Price, Yue-xing Feng, Christian A. Tryon

Conozcamos a nuestro protagonista

Nuestra historia comienza en la isla de Rusinaga(Kenia), donde recientes excavaciones de yacimientos del Pleistoceno tardío (2,59 m.a) han descubierto un conjunto de fósiles pertenecientes a un bóvido parecido a los Ñus modernos, cuyo nombre científico es Rusingoryx atopocranion. El material fragmentario encontrado de estos nuevos ejemplares revela crestas nasales huecas, algo nunca visto antes en mamíferos, ¿Impresionante verdad? [Estes R.D, (1991)] Para colmo, estas cavidades se asemejan bastante a las ya conocidas en los dinosaurios ¨pico de pato¨ llamados hadrosaurios. Con el uso de este material,  tanto adulto como juvenil, y con las imágenes de tomografía computerizada, vamos a investigar esta INESPERADA convergencia  desde un punto de vista  morfológico, evolutivo y funcional.

Figura 1: Ilustración de nuestro Rusingoryx atopocranion posando una cálida tarde de verano en la estepa del Pleistoceno tardío. (Todd S. Marshall, www.marshalls-art.com )

ANÁLISIS MORFOLÓGICO– Estas cabras son unas ¨copiotas¨ -

En el cráneo en el individuo adulto (KNM-RU-52572), la parte frontal, el nasal y los elementos pre-maxilares forman una prominente cúpula nasal ósea. El conjunto de huesos situado antes de llegar a la dentadura está completamente cerrado e impide el paso de orificios nasales internos. Por ello, la vía respiratoria que discurre por la peculiar cúpula nasal,  pasa a su vez por encima de los senos nasales sin llegar a conectarse con ellos, lo que nos da una vía nasal que entra por la faringe, realiza un curva en forma de “S” y luego (Figura 2) desciende de forma recta por gran parte del rostro del animal. 

Figura 2: Este análisis puede parecer complejo así que adjunto este esquema realizado por mí para ayudar a comprender esta parte anatómica. (Modificado de INFOGRAPHIC de Haley O'Brien, 2016)

Esta morfología en Rusingoryx es muy interesante a nivel evolutivo y anatómico, pues no se ha observado previamente en ningún taxón de mamíferos. El análogo más cercano en cambio, es el tracto nasal de los dinosaurios hadrosaurios con cresta.[Evans D.C (2010)(2006)(2011), Faith J.T, (2011) Frey R, Volodin I, Volodina E (2007)].

Además de los individuos maduros, el conjunto a estudiar contiene un cráneo completo de un individuo juvenil (KNM-RU-59434), de una edad aproximada de 12 a 16 meses. Este cráneo, al igual que en el de los adultos, lleva una especie de cresta, originada por la cúpula nasal que le recorre gran parte de la cara. La principal diferencia con un cráneo adulto es que esta cresta es menos voluminosa por lo que podemos deducir que el cambio de forma de la cresta es un rasgo de maduración en Rusingoryx. En estos aspectos, el conjunto de cambios entre juveniles y adultos aparentes en Rusingoryx atopocranion, muestra notables similitudes con el desarrollo de la cresta en  hadrosaurios. [Evans D.C, Ridgely R, Witmer L.M (2009)]

Figura 3. Similitudes morfológicas entre la cúpula nasal

de bóvidos Alcelaphine y dinosaurios Hadrosaurios crestados (Report de Haley O'Brien, 2016).

ANÁLISIS EVOLUTIVO – Dime como creciste y te diré a quién te pareces –

Para evaluar la trayectoria evolutiva de la adquisición de la bóveda nasal, usaremos un análisis filogenético de Alcelaphinae que es la subfamilia a la que pertenece Rusingoryx. El alcefalino más primitivo de nuestro árbol filogenético será Megalotragus isaaci, el cual posee una bóveda nasal diminuta; el siguiente en la serie será Megalotragus kattwinkeli que demuestra que la elaboración de la morfología de la cresta se lleva a cabo por la extensión de los huesos de la cara y los senos laterales, y para terminar la familia tenemos al verdadero protagonista de la historia Rusingoryx atopocranion. Como era de esperar vamos a comparar la morfología craneal, a medida que avanzamos en el árbol filogenético de Alcelaphinae, con esa misma morfología en el árbol filogenético en Hadrosaurios con cresta. Este último árbol contará con la participación de Aralosaurustuberiferus, Tsiantaosaurus spinorhinus y Parasaurolophus walkeri de más antiguo a más moderno respectivamente (66 m.a Cretacico superior)[Faith J.T, (2011)]

Y al igual que vimos en nuestro análisis morfológico, estos cambios evolutivos de la cresta van a ser similares en ambos linajes. Además cabe destacar que ambas familias no solo esta separadas filogenéticamente sino también temporalmente con 30 millones de años de diferencia.

Figura 4: Análisis filogenético de Alcelaphinae vs Hadrosaurios (Modificado de Report de Haley O'Brien, 2016)

ANÁLISIS FUNCIONAL – ¿Y para qué sirve tanta parafernalia? –

Debido a que tanto la  cúpula y el tracto nasal son estructuras nuevas dentro de los mamíferos actuales, las comparaciones directas con éstos son totalmente imposibles.

Basándonos en que Rusingoryx, al igual que su primo moderno el Ñu africano, le encantaba vivir en pastizales abiertos, sus estructuras funcionales van a estar orientadas principalmente a factores vitales para una especie de este tipo de hábitat. Aquí plantearemos 3 funciones que sin duda Rusingoryx debió haber tenido para adaptarse a la estepa del Pleistoceno. Estas funciones curiosamente en realidad era de esperar se han planteado también en los domos nasales de Hadrosaurios, lo que nos da otro campo de comparación entre estos dos grupos.

1. Termorregulación

En mamíferos, la termorregulación craneal se logra a través de evaporación en las mucosas en  la concha nasal. Poseer una concha nasal mayor en la tráquea podría haber favorecido el almacenamiento de agua respiratoria y a su vez podría haber sido beneficioso para la termorregulación del animal. Sin embargo, la morfología intercraneal de Rusingoryx no es coherente con esta hipótesis pues aunque los cornetes internos dejan pasar el aire no sería suficiente para el enfriamiento del animal.[Garstang M, Larom D, Raspet R, Lindeque M(1995)]

2. Cortejo y combate

A simple vista, nunca mejor dicho, una función posible para la cúpula nasal de Rusingoryx pudo ser la realización de señales de cortejo, o directamente para el combate entre machos,  generalmente con los cuernos. Esto es común hoy en día en Bisontes americanos ya que poseen un cráneo grueso que amortigua los golpes de los rivales ¿Así que por qué no ocurre igual en Rusingoryx? Por desgracia, estudios revelan que la bóveda nasal no tiene la resistencia suficiente para aguantar el golpe de otro macho, además de la posición de los cuernos que no favorece el uso de la bóveda a la hora del enfrentamiento.[Garstang M, Larom D, Raspet R, Lindeque M(1995)] 

3. Vocalización

Por último, otro medio de señalización intra e interespecifica (Relación del individuo tanto con otros de su misma especia como con los de una diferente) que implica la bóveda nasal es la vocalización y en este caso hay numerosos detalles morfológicos que apoyan a ésta como función de la bóveda de Rusingoryx. La configuración muscular es sugerente de una capacidad excepcional para levantar la laringe hacia el tracto nasal. Además, los grandes senos maxilares y palatales pueden haber amplificado la salida vocal actuando como cámaras de resonancia. Los modelos acústicos para la producción de la onda armónica  sugieren que la bóveda nasal de Rusingoryx podría ser capaz de propagar los sonidos de entre 248 y 746 Hz, es decir de tono muy bajo teniendo en cuenta que la mayoría de los mamíferos lo hacen alrededor de 1,100 Hz. Lo más sorprendente es la coincidencia casi total entre las frecuencias de resonancia de Rusingoryx y hadrosaurios con cresta.[Fitch W.T (1997)(2000)]

Esto es muy útil en animales que forman manadas como los grandes dinosaurios herbívoros o Rusingoryx, una comunicación eficiente a largas distancias, en particular a través de vocalizaciones infrasónicas, puede ayudar en la hora de evitar depredadores o la señalización intraespecífica.

Todo llega a su fin…

Llegamos al final de nuestro primer artículo de 3 que conformaran la serie, más uno adicional recopilando lo mejor de los anteriores. En este capítulo hemos viajado al pleistoceno tardío para conocer a un bóvido que tenía complejo de dinosaurio. Cada día me asombra mas todo lo que se puede saber de un animal extinto solo por unos cuantos restos, es algo que admiro sinceramente de la paleontología. Como diría mi profesora de estratigrafía ¿NO OS PARECE EMOCIONAAAANTE ??? Con esto me despido…

Hasta la próxima mis lectores.

NUESTROS PROTAGONISTAS

Hadrosaurios: llegados desde el mismísimo Mesozoico colonizaron todos los continentes, obviamente este artículo también. (dinosapiens.es)

Rusingoryx atopocranion: El don juan de esta historia. Siempre en nuestros corazones. (Ilustración por Hodari Nundu)

REFERENCIAS

• Estes R.D (1991), Behavior Guide to African Mammals University of California Press
• Evans D.C (2010), Cranial anatomy and systematics of Hypacrosaurus altispinus, and a comparative analysis of skull growth in lambeosaurine hadrosaurids (Dinosauria: Ornithischia) Zool. J. Linn. Soc, 159, pp. 398–434
• Evans D.C, (2006) Nasal cavity homologies and cranial crest function in lambeosaurine dinosaurs Paleobiology, 32 , pp. 109–125
• Evans D.C, Ridgely R, Witmer L.M (2009), Endocranial anatomy of lambeosaurine hadrosaurids (Dinosauria: Ornithischia): a sensorineural perspective on cranial crest function Anat. Rec. (Hoboken), 292, pp. 1315–1337
• Faith J.T, (2011) Choiniere J.N, Tryon C.A, Peppe D.J, Fox D.L,(2011) Taxonomic status and paleoecology of Rusingoryx atopocranion (Mammalia, Artiodactyla), an extinct Pleistocene bovid from Rusinga Island, Kenya Quat. Res., 75, pp. 697–707
• Fitch W.T (1997), Vocal tract length and formant frequency dispersion correlate with body size in rhesus macaques J. Acoust. Soc. Am., 102, pp. 1213–1222
• Fitch W.T (2000), The phonetic potential of nonhuman vocal tracts: comparative cineradiographic observations of vocalizing animals Phonetica, 57, pp. 205–218
• Frey R, Volodin I, Volodina E (2007), A nose that roars: anatomical specializations and behavioural features of rutting male saiga J. Anat., 211, pp. 717–736
• Garstang M, Larom D, Raspet R, Lindeque M(1995), Atmospheric controls on elephant communication J. Exp. Biol., 198 pp. 939–951