El pájaro de la lluvia de estrellas.

   
          El pájaro que sobrevivió a la lluvia de estrellas. 

Recientemente un equipo internacional de paleontólogos liderado por Daniel Field del Departamento de Ciencias de la Tierra de la Universidad de Cambridge, ha realizado un estudio (publicado en la revista científica de gran prestigio, Nature) sobre un fósil que arroja luz sobre  la filogénia de los "crown birds" acerca de un posibe antecesor común a estas especies (tanto de representantes vivos como ramas laterales extintas), un concepto desarrollado por Willi Henning y formulado por RPS Jefferis el sistema filogenético, donde se representa al antecesor y a todos los descendientes aunque no fue hasta el 2.000 cuando Graham  Budd y Sören Jeuser lo introdujeran de nuevo el término.

El fósil en cuestión se encontró en CBR-Romontbos Quarry, Eben-Emael, Liège, Bélgica. Siendo el primer fósil de un ave de la época de los dinosaurios encontrado en el hemisferio norte, ya que la probabilidad de que un resto de un ave fosilice es muy bajo debido a su pequeño tamaño.

En color verde se representa Bélgica
y en naranja se representa Países Bajos.
Por lo que el fósil se encontró cerca de
la frontera entre Bélgica y Países Bajos. 

Al principio el fósil no mostraba gran cosa, tan solo unos fragmentos de huesos de una de las patas en una roca de dimensiones aproximadas  al de un taco de cartas. En un principio, parecía que era un fósil sin importancia. Sin embargo, esos insignificantes restos fósiles llamaron la atención de los investigadores del equipo de paleontología de la universidad de Cambridge, ya que como mencionamos anteriormente, es relativamente raro encontrar unos restos de esas características.  

El resto, se analizó con una técnica que se ha empezado a utilizar últimamente, que consiste en escanear es fósil con rayos-X en un escáner CT de alta resolución, llevado a cabo en el centro Biotomográfico en el Departamento de Zoología de la universidad, (centro donde se llevan a cabo investigaciones tanto nacionales como internacionales abierto a la comunidad científica). Es un método que está revolucionando la forma de estudiar la paleontología ya que permite estudiar con todo detalle los fósiles sin someterlos a circunstancias o procesos que podrían alterarlo.

Lo que reveló el escáner del fósil fue totalmente inesperado para los investigadores, puesto que dentro de la roca se encontraba un cráneo casi completo (en la posición original) de entre 66.8-66.7 mil millones de años.

Imagen obtenida del escaneo de rayos-X donde se muestra las diferentes partes del cráneo.

Se trataba de un fósil que mostraba las características de los taxones extintos de los antepasados de Galliformes (el grupo fue bautizado por el nombre latino del gallo «Gallus», por ello el nombre significa «los que tienen forma de gallo» y  Anseriformes, que orden de aves neognatas que repartidas en tres familias: los Anhimidae, Anseranatidae, y los Anatidae. Anser proviene del nombre latino  oca «Anser», y como cabe de esperar, el nombre de este orden significa «los que tienen forma de oca»).

A continuación, lo que se hizo fue investigar la posición de la filogenia del fósil descubierto bautizado Asteriornis  maastrichtensis  (el por qué de este nombre, que es bastante curioso, lo  voy a explicar más adelante) con un criterio alternativo donde no se tuvo tan en cuenta el ADN,  sino que se usó una red de taxones y caracteres obtenidos de estudios posteriores del 2017, (donde también se estudió la evidencia de la rápida diversificación de los pájaros después de la extinción del Cretácico-Paleóceno, con estudios moleculares para entender las especializaciones tanto morfológicas como ecológicas de este taxón, se estudió un fósil descubierto en Nacimiento Formation en Nuevo México). Además, añadieron taxones como Protodontopteryx, Anatalavis, Presbyornis y Conflicto. 

Como se puede observar esta es una imagen de los cráneos de los otros fósiles que se compararon y analizaron.

Como dato curioso, el término para designar a este fósil y su consiguiente taxón Asteriornis. El nombre tiene como referencia a la titán griega Asteria. En la mitología griega, Asteria era la diosa de las estrellas fugaces, haciendo referencia al impacto del meteorito en el Cretácico y Paleóceno, y no solo eso ¿sabíais que en uno de los mitos griegos la diosa se transforma en codorniz? ¡Vaya coincidencia!, ¿no creeís?.

El término "ornis" en griego significa pájaro, por lo tanto el nombre podría significar el "pájaro de la lluvia de estrellas" según mi interpretación. Además maastrichtensis, hace referencia a dónde se encontró el fósil.

 Finalmente, se estableció que el taxón estaba cerca del antecesor común con  Galloanserae.                                                           

A pesar de todo no han indicado que sea del todo certero ya que el resultado es muy ambiguo a la hora de encontrar similitudes con los taxones mencionados anteriormente. El origen de Asternornis no es del todo claro, pero lo que si es cierto es que los eventos de aumento de la diversidad de los pájaros extintos  parece estar confinado en la época de la antigua Gondwana (es decir a causa de la fragmentación durante el Cretácico tardío e inicios del Paleoceno, el gran super continente Gondwana, se empezó a fragmentar).


El equipo realizó una hipótesis donde a finales de la era del Cretácico hubo una limitada diversificación de los antecesores de la grulla coronada en el Cretácico tardío y una supervivencia restringida debido a la extinción masiva que tuvo lugar. Pero el Paleoceno es un periódo donde las especies supervivientes de la extinción del Cretácico se diversificaron (tanto animales como plantas) 

Entonces, ¿Cómo pudieron sobrevivir a la extinción masiva del Cretácico? Una posible respuesta está en que la supervivencia de Asteriornis, a través de la extinción masiva al final del Cretácico fue favorecida por las características, como la genética o hábitos que les favorecieron a la hora del proceso de la selección natural,  pudieron sobrevivir y evolucionar, y diversifircarse.

 Algunos ejemplos de esas características que pudieron influir  pueden ser: poseer un cuerpo pequeño por lo que no necesitaría grandes cantidades de comida, la capacidad de volar y no tener la necesidad de vivir en un hábitat exclusivamente arbóreo pudiendo adaptarse a otros hábitats, con un sistema metabólico avanzado y con una dieta muy diversa que podría haber incluido insectos y semillas.

Como conclusión.

El descubrimiento de este fósil es un claro ejemplo del dicho "nada es lo que parece" es increíble como  se descubrió mediante rayos-X un fósil de un pájaro que se encontraba dentro de una roca de dimensiones pequeñas, a simple vista podría haber pasado desapercibido pero, gracias a las nuevas tecnologías nos están permitiendo estudiar todo con una gran precisión y detalle, estamos empezando a descubrir cosas donde nadie se lo espera, ¿Cuál es la siguiente sorpresa que nos tiene preparada la paleontología?  ¿Quién sabe si puede haber más fósiles de otros animales en el interior de una roca con muchísima información acerca de la historia de nuestro planeta?

Además, el método es  muy práctico dado que no daña al fósil,  ya que una forma habitual de proceder es sacar los fragmentos del fósil visible y el cráneo (que estaba en el interior de la roca) que podría haber sido  dañado  (habría sido un error nefasto). Y no sólo eso, como, a fín de al cabo lo que se ha estudiado es una imagen hologŕafica, el holograma se encuentra en la colección permanente del museo  Natuurhistorisch Maastricht. ¿Quién sabe si es posible que en el futuro los fósiles más delicados puedan exponerse así?

Y hasta aquí por ahora mi 3 º entrada... Espero que os haya resultado interesante, ¡Nos  vemos en la próxima!  😊 🙌

Referencias:

• Daniel J. Field, Juan Benito, Albert Chen, John W. M, Jagt & Daniel T. Ksepka. 2020. Late Cretaceous neornithine from Europe illuminates the origins of crown birds. Nature, 579: 397-401. DOI https://doi.org/10.1038/s41586-020-2096-0

• Daniel T. Ksepka, Thomas A. Stidman and Thomas E. Williamson. 2017. Early Paleocene landbird supports rapid phylogenetic and morphological diversification of crown birds after the K-P mass extinction. PNAS, 114-30: 8047-8052. DOI https://doi.org/10.1073/pnas.1700188114

Páginas web de interés:

        Cambridge Biotomograpy Center:

• Cambridge Biotomograpy Center. [Web de internet]. Fecha desconocida. Disponible en: http://www.cbc.zoo.cam.ac.uk/index.html. [Con acceso el 20/3/20].

          Hablemos de mitologías:

• Hablemos de mitologías [Blog de internet]. Fecha deconocida. Disponible en : https://hablemosdemitologias.com/c-mitologia-griega/la-diosa-asteria/ [Con acceso el 24/3/20]

           The Spruce:

• Crown bird anathomy. The Spruce. [Web de internet]. Fecha desconocida. Disponible en: https://www.thespruce.com/crown-bird-anatomy-385211.[Con acceso el 1/4/20].

          Wikipedia:

• Galliformes. Wikipedia. [Web de internet]. Fecha desconocida. Disponible en: https://es.m.wikipedia.org/wiki/Galliformes. [Con acceso el 30/3/20]

           Wikipedia:

• Anseriormes. Wikipedia. [Web de internet]. Fecha desconocida. Disponible en: https://es.m.wikipedia.org/wiki/Anseriformes [Con acceso el 30/3/20].

           Wikipedia: 

• Crown group. Wikipedia. [Web de internet]. Fecha esconocida. Disponible en: https://en.m.wikipedia.org/wiki/Crown_group. [Con acceso el 1/4/20].

Genes de poblaciones de homínidos extintos en el genoma humano actual

                 El mestizaje de Homo sapiens y otros homínidos extintos. 

El árbol filogenético de la especie humana está lleno de incógnitas. En las últimas décadas se ha puesto de manifiesto la posibilidad de que nuestros antepasados pudieran llegar a interacturar con otros homínidos y, como resultado de esa convivencia surgiera el mestizaje entre ellos.

Antes de comenzar a abordar las bases sobre los que se sustentan los estudios actuales hay que hacer una especial mención a algunos estudios previos que conciernen a esta entrada.

En primer lugar, uno de los mestizajes más conocidos surge entre los homínidos Homo sapiens y Homo neandertalensis. Esta información se obtuvo de un estudio en el año 2000 publicado en la revista científica AJHG (una revista asociada a la revista Cell) donde se analizó un fósil de una clavícula de un homínido encontrado en Krapina, Croacia. El proyecto se centró en analizar la secuencia de ADN en la cual se pudo observar evidencias de que había señales de hibridación entre estos dos homínidos.

                                 Pero, ¿Es cierto que esto fue posible?

Lo cierto es que existen indicios que nos dan las claves para pensar que este hecho es cierto pues ambos homínidos vivieron casi en la misma eṕoca lo que permitió la coexistencia entre ambas especies.

Más adelante, en 2011, la revista PNAS (Proceeding of the National Academy of Sciences of United states of America) publicó un estudio en el que se analizó los genomas de diferentes poblaciones africanas subsaharianas (Mandinka, Biaka y San). Se descubrió que en su genoma no solo había genes de Homo neandertalensis sino también había presencia de genes de otros ancestros no africanos, a los que se denominó “Desínovan”, los cuales contribuyeron al “pool” genético de estas poblaciones africanas. Además, este descubrimiento hizo que se planteara la hipótesis de que hubo más homínidos más antiguos que los neandertales, los homínidos “arcaicos” que coexistieron por mucho tiempo fuera de África y que, por episodios de migración, hubiera introgresiones genéticas.

Imagen de la población Mandenka

Imagen de un niño de la etnia Biaka

                                                         

Imagen de una familia de la población San. 

                                                    

 Un momento, ¿Qué son las introgresiones genéticas? (Os preguntaréis).

La respuesta es sencilla: se basa en el movimiento de los genes de una especie a otra por un proceso de hibridación interespecífica y con posterior retrocruzamiento. 

El retrocruzamiento es el cruce entre un descendiente híbrido de la primera generación.

Imaginemos un descendiente del cruce de  Homo sapiens y Homo neandertalensis. Supongamos que pueden ocurrir dos casos:

1.  Que este individuo tiene descendencia con otro Homo sapiens, como se muestra en el dibujo de la derecha, introduciendo genes neandertales al “pool” genético de la descendencia. 
2. Que el individuo tiene descendencia con un Homo neandertalensis, como en el dibujo de la izquierda que, en este caso se  introducirían genes de un humano moderno al “pool” genético neandertal.

Explicación de ambos dibujos, como regla general, los hombres en los árboles genealógicos se representan con un cuadrado y las mujeres con un cículo. El cuadrado rojo, representa a un hombre Homo sapiens  y el círculo amarillo representa una mujer Homo neandertalensis. Además, para mostrar esa hibridación he decidido mostrar la descendencia con ambos colores indicando que han heredado material genético tanto de una especie como de la otra. 

[soy consciente que los árboles genealógicos en cuanto se refiere al fenotipo no se representan así, pero es para que os hagaís una idea más clara de lo que he explicado anteriormente].

Siguiendo esta línea en 2018 se publicó en la prestigiosa revista Cell un estudio acerca de esos misteriosos homínidos arcaicos. En el se examinaron los genomas de poblaciones de Eurasia y Oceanía, lugares donde se encontraron genes de ancestros de Desínovan del este y sur de Asia, destacando los encontrados en  Papúa Nueva Guinea. Sin embargo, el estudio no solo muestra eso si no también se descubrió que los Asiáticos del Este mostraron una introgresión muy evidente de dos poblaciones de Desínovan y,  como resultado de eso, las poblaciones del sur de Asia y Oceanía portaron esas introgresiones.

Representación de los tres homínidos mencionados anteriormente a la izquierda podemos ver a un Denísovan, en el centro Homo neandertalensis, y a la derecha Homo sapiens.. 

Una vez analizados  todos esos estudios previos podemos proceder a analizar los bases sobre  los estudios actuales de este mismo año, publicados en la revista científica Science, donde al principios de este año se han publicado dos, llevados por dos equipos de investigación independientes, acerca de los genes de poblaciones  de homínidos arcaicos en poblaciones actuales.

El primero fue publicado el pasado 12 de febrero, dirigido por Sriram Sankararaman y su alumno Amin Durvasula, quiénes estudiaron las introgresiones en poblaciones del oeste de África para averiguar acerca de  esos homínidos arcaicos. Para ello emplearon la técnica CSFS (Conditional site frequency spectrum), en español espectro de frecuencia del sitio condicional. Este espectro está condicionado con la presencia de un alelo derivado de una secuencia de ADN de una o varias poblaciones muy relacionadas, es especialmente sensible a la hibridación de dos poblaciones y las subestructuras de las poblaciones muy antiguas. Esto se aplica para observar si la similitud entre algunas poblaciones  humanas modernas, neandertales y denisovanos, se puede atribuir a la hibridación ocurrida en un momento determinado. 

En principio se analizaron 1000 genomas, mediante el método mencionado anteriormente se pudo identificar los genes arcaicos mediante mapas génicos amplios de las poblaciones africanas Yonuba y Mende. Y como resultado de esos análisis, se determinó que había entre un 2% y un 19% de “genética ancestral” procedente de una población arcaica que divergió antes de que los Neandertales y los humanos modernos se separaran.

El segundo estudio se publicó 8 días después, el 20 de febrero de 2020, Alan R. Rogers y su equipo se centraron en estudiar las introgresiones de los modernos Euroasiáticos con sus predecesores Neandertales y Desínovan, como resultado se demostró que hace millones de años tanto los Neandertales como los Denisovan hibridaron con unos ancestros Euroasiáticos llamados población "súper-arcaica".


          ¿Pero entonces, qué eran esos homínidos súper-arcaicos?

Hay tres hipótesis:

1. Estos homínidos súper-arcaicos son los ancestros comunes de los humanos modernos y los neandertales. 
2. Otra posibilidad que se considera es que fueran un linaje evolutivo que se extinguió y que fueron reemplazados por inmigrantes de África. 
3. Y también se estima que son los primeros representantes del linaje neandertal. 

Sin embargo, el equipo de Alan R. Rogers considera que la última hipótesis es la más convincente, ya que los neandertales eran un linaje distinto, no solo de los humanos modernos, sino también de los denisovanos. Es por ello por lo que es posible que ambas especies de homínidos compartieran un ancestro común denominado "neandersovanos".

        Pero en sí, ¿Cómo se pudieron ocasionar esas introgresiones?

Es probable que los súper-arcaicos descendieran de un asentamiento homínido de Eurasia y, debido a que hay muchos genes de esta población en las personas actuales es posible que tuviera dos subpoblaciones muy divididas  y desconocidas, ya que cabe recordar que es una hipótesis, que hibridaron con los neandersovans aproximadamente hace 700 millones de años. Cuando se expandieron de África a Eurasia hibridaron con esta población de esta última y progresivamente, los sustituyeron. Con el paso del tiempo los neandersovans se separaron en dos poblaciones: una asiática y una occidental (Desínovanos y Neandertales, respectivamente).

De nuevo este patrón fue posible que se produjera de nuevo aproximadamente hace 50 millones de años cuando los humanos modernos se expandieron de África a Eurasia, reemplazando progresivamente a las dos poblaciones anteriores.

Cabe recordar que esto es una hipótesis, que para verificar su veracidad, se deben hacer estudios mucho más profundos que arrojen luz sobre esta población súper-arcaica tan misteriosa.

Como conclusión:

Nuestro árbol filogénetico es un auténtico caos. Las hibridaciones que se produjeron entre las diferentes especies arcaicas constituyen un exponente fundamental que ha influido de gran manera  construyendo el genoma que compartimos todos los humanos actualmente.
Gracias a los estudios científicos que realiza la comunidad científica conseguimos adentrarnos un poco más en el campo de la Palentología e ir desgranando un poco más la historia de nuestro pasado, no solo analizando restos fósiles, sino profundizando más en nuestro genoma y, todo ello gracias a los conocimientos nuevos obtenidos que mediante las técnicas clásicas y convencionales no podemos, mientras que con las nuevas tecnologías sí.    

Como los estudios paleontológicos sobre la antropología no son muy frecuentes, ya que el registro fósil de homínidos es bastante escaso, con las nuevas técnicas de estudios nos aportan mucha más información y nos ayudan a hacernos una vaga idea de la bases en las que se sustenta nuestra historia evolutiva como especie. 

Un ejemplo de ello es la técnica realizada en el primer estudio, ya que es una técnica que no solo se limita a analizar las secuencias de bases de los distintos genomas, si no que también tiene la capacidad de detectar los alelos que demuestran gran parecido entre problaciones muy relacionadas genéticamente por el cruce producido hace millones de años entre los distintos homínidos mencionados a lo largo de esta entrada.

¿Qué más secretos nos puede ocultar nuestro ADN? 
¿Qué futuras técnicas se pueden emplear para descifrar parcialmente nuestra historia evolutiva? 
¿Los homínidos son mucho más antiguos de lo que nosotros pensamos?

 Es un misterio, pero los avances cieníficos y tecnológicos nos lo dirán. 

Y hasta aquí mi segunda entrada… Espero que os haya resultado tan interesante y fascinante como a mí. ¡Nos vemos en la próxima! 😇😇🙌

Referencias:

• Alan R. Rogers, Nathan S. Harris & Alan A. Achenbach. 2020. Neanderthal and Desinovan ancestors interbred with a distantly related domain. Science Advances, 6.7.  DOI: 10.1126/ sciadv.aay5483.

• Arun Durvasula & Sriram Sankararaman, 2020. Recovering signals of ghost archaic introgression in African populations. Science Advances, 6.8. DOI: 10.116/sciadv.aax5097. 

• Micheal F. Hammer, August E. Woerner, Fernando L. Mendez, Joseph C. Watkins, & Jeffrey D. Wall. 2011. Genetic evidence of archaic admixture in Africa. PNAS (Proceedings of the National Academy of Sciences of United states of America), 108-37:15123-15128. DOI: https://doi.org/10.1073/pnas.1109300108.

• Michael Scholz, Lutz Bachmann, Greame J. Nicholson, Jutta Bachmann, Ian Giddings, Barbara Rüschoff-Thale, Alfred Czarnetzki & Carsten M. Pusch. 2000. Genomic differentiation of Neanderthals and anatomically Modern man allows a fossil-DNA-bassed classification of morphologically indistinguishable hominid bones. AJHG, 66-6:1927-1932. DOI: https://doi.org/10.1086/302949.

• Sharon R. Browing, Brian L. Browing, Ying Zhou, Serena Tucci & Joshua M. Akey. 2018. Analysis of Human Sequence Data Reveals Two Pulses of Archaic Desinovan Admixture. Cell, 173(1)- 9: 53-61. DOI:  https://doi.org/10.1016/j.cell.2018.02.031.

• Slatkin, M. 2011. The conditional site frequency spectrum and applications to ancient hominins. Mathematical and Computational Approaches in High-Throughput Genomics. 12 Sept.-16 Dic, Los Ángeles.

Un misterio.

 Sin duda alguna es un misterio. Ahora resulta que, tras haber analizado el ADN de restos fósiles de diferentes individuos datados de hace unos 15.000 años en el norte de África, no hay relación genética en esta época entre europeos y africanos. ¿Cómo es esto posible? Parecía haber evidencias claras, como esas herramientas de tipo achelense (de las que hablamos en la entrada anterior) encontradas en Galicia que correspondían a un tipo de herramientas que ya se daban en África tiempo atrás, de que había habido paso de africanos a Europa desde hace ya más de 300.000 años (que es de cuando data este yacimiento ya mencionado). ¿Quiere decir esto que entre Europa y África no hubo flujo de “humanos” en el Pleistoceno? ¡Claro que no, qué locura! Está bastante claro, aunque aún no están del todo clara la ruta, que hubo paso de habitantes de África a Europa. Pero, el ADN no engaña (como el algodón). ¿Entonces, qué significa todo esto? Bueno, vayamos por partes.

Según este artículo publicado en Science, en un importante yacimiento al norte de África, en el que hace varios años se encontraron restos humanos de hace unos 15.000 años, junto con puntas de flecha y puntas de piedra pequeñas y sofisticadas, que asumieron eran parte de una cultura europea avanzada que había migrado a través del Mediterráneo hacia el norte de África. Esta teoría ya no se sostiene, ya que tras haber analizado en ADN de nueve individuos de este yacimiento ubicado en Marruecos, usando una secuencia avanzada y métodos analíticos, han obtenido que no hay genes europeos en estos huesos. Sin embargo, sí los hay de poblaciones contemporáneas del Oriente y de poblaciones subsaharianas. Concretamente dos tercios de su patrimonio corresponden a los primeros y aproximadamente un tercio es más similar a estos últimos.

Esto plantea varios avances importantes. Para empezar es el ADN más antiguo recuperado de África, ya que debido al clima, es difícil conseguir ADN en buen estado tan antiguo. Sin embargo, se ha conseguido gracias a que este yacimiento era un cementerio, por lo que este ADN se encontraba mejor preservado que otros.

Por otro lado, estos datos arrojan un gran descubrimiento, y es que debido a la gran cantidad de genes relacionados con poblaciones de Oriente, se puede deducir que existían relaciones entre estas poblaciones mucho antes de lo que se creía. Además, en cuanto a la relación con poblaciones subsaharianas, plantea un gran interrogante, ya que el desierto del Sáhara se consideraba una barrera importante para los habitantes de aquella época y son los resto del norte de África con mayor relación subsahariana encontrados hasta ahora.

Con todo esto, los investigadores no están seguros de dónde proviene este patrimonio ya que nunca se había encontrado esta combinación genética tan particular, por tanto, ¿estamos ante una cultura misteriosa sin relación alguna con los europeos de ese entonces?

Lo gracioso de todo esto, es que a la cultura que allí habitaba se la había denominado “Iberomaurus”, ya que se creía que tenía relación con la Península Ibérica. Ya ven que no.

Pero, si algo sacamos en claro de todo esto es que, comprender la historia de África es fundamental para entender la historia del ser humano.

Otras referencias:

http://www.europapress.es/ciencia/ruinas-y-fosiles/noticia-adn-antiguo-africa-ofrece-pistas-misteriosa-cultura-20180316113136.html