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martes, 20 de marzo de 2018

Cuando seas Oviraptor comerás huevos, ¿o no?


En esta nueva entrada, indagaremos en un aspecto de los Ovirraptorosaurios que captó mi atención la última vez. En el artículo anterior, hablaba sobre la dentadura de estos dinosaurios; sin embargo, la verdadera importancia de esta era qué función tenía realmente. Ya comentaba que el nombre de los Ovirraptorosaurios venía de su tendencia a raptar y alimentarse de los huevos de otros dinosaurios. No obstante, esta idea se ha ido descartando ante la posibilidad de que el hallazgo de un fósil junto a un nido de huevos, sugiriera que estos podrían ser los suyos propios. 


De tal forma, hoy hablaremos de la posible distribución de estos dinosaurios conforme a un último estudio.
En el artículo "Nest substrate reflects incubation style in extant archosaurs with implications for dinosaur nesting habits" (2018) escrito por Kohei Tanaka, Darla K. Zelenitsky, François Therrien y Yoshitsugu Kobayashi, donde se habla de que el sustrato para anidar que eligían los arcosaurios, reflejaba su estilo de incubación y este tuvo implicaciones para el hábito de anidación de los dinosaurios.





Para empezar, aclararemos quiénes eran los Arcosaurios. Este grupo apareció hace alrededor de 250 millones de años y tuvó un enorme éxito evolutivo, diversificándose sobretodo durante el Mesozoico. Los arcosaurios, o reptiles dominantes, incluyen los cocodrilos y las aves que existen en la actualidad, además de los dinosaurios, pterosaurios y los tecodontos.


Se dispersaron por casi todo el mundo, encontrándose fósiles en Rusia, Sudáfrica, Antártida, Australia, India, China y Sudamérica.

Introducción

Los dinosaurios prosperaron y se reprodujeron en varias regiones por todo el mundo, incluyendo el Ártico. Para entender su estilo de anidar en ambientes diversos o extremos, se han investigado las relaciones entre sus nidos, estos entornos de anidación y los métodos de incubación en arcosaurios existentes. 


Los análisis estadísticos revelan que las especies anidadoras seleccionaban específicamente sedimentos o sustratos como fuentes de calor para su incubación.


Las relaciones entre los huevos de dinosaurio y los sedimentos en los cuales estos se incubaban, revelan que hadrosaurios y algún saurópodo construyeron los nidos sobre montículos ricos en compuestos orgánicoss dependiendo del decaimiento microbiano para la incubación; mientras que otros saurópodos, anidaban en agujero llenos de arena que dependían del calor solar o potencialmente geotérmico para su incubación. 


La distribución paleogeográfica de estos dos tipos de nidos, revelan que estos métodos de anidación produjeron el calor de incubación suficiente para ser acertados hasta latitudes medias (≤47 °).


Sin embargo, sólo el tipo de nidos en montículos podría haber producido el calor de incubación suficiente para anidar encima del círculo polar (> 66 °). 


Por consiguiente, las diferencias de estos estilos de anidación pueden haber restringido la reproducción de dinosaurios y su dispersión en altas latitudes.



Resultados de la investigación.

Entre los cocrodilios y pájaros megápodos vivos, se probó si la temperatura de los nidos era considerablemente más alta que la temperatura ambiente en el sitio donde anidaban, para determinar si ciertos tipos de nidos cubiertos teóricamente, podrían haber sido usados por dinosaurios en climas de refrigeración o altas paleolatitudes. Los tipos de nidos fueron subdivididos en dos categorías basadas en la fuente de calor de incubación usado: aquellos que sacan el calor de incubación principalmente de la descomposición de materia orgánica, debido a la respiración microbiana, y los nidos que sacan el calor de incubación principalmente de la radiación solar.

Las muestras aparejadas revelaron que la temperatura de incubación que se obtenía, tanto de la respiración microbiana como de la radiación solar, era considerablemente diferente de la temperatura del aire ambiental. A excepción de un caso solo (el llamado "caimán del Misisipi"), la temperatura de los nidos cubiertos es siempre más alta que la temperatura del aire ambiental entre los arcosaurios vivos. Para los nidos que usan el calor de incubación sacado de la radiación solar, la diferencia entre la temperatura de los nidos y la del aire tenía un rango de 0.98 °C a 6.75 °C , mientras que la diferencia de temperaturas era bastante más alta y más variable para los nidos que obtienen el calor de incubación de la respiración microbiana.


Figure 1


Ambos tipos de sustratos juegan un papel significativo en la generación y/o la transferencia de calor a los huevos en los nidos cubiertos; de forma que se probó si existía una relación  entre el tipo de sustratos de los nidos (por ejemplo: arena, arcilla, plantas y/o suelo), la fuente de calor para la incubación  (calor de la respiración microbiana, actividad geotérmica o radiación solar) y la estructura del nido (en montones o en agujeros rellenos). En nidos donde el calor de actividades solares de radiación y geotérmicas (fuentes de calor inorgánicas) son usadas para la incubación, la arena es el sustrato más usado. Al contrario de los nidos donde predomina el uso el calor de la respiración microbiana (fuentes de calor orgánicas) para la incubación, los sustratos más comúnmente utilizados son plantas y/o suelos. Las nidos hechos de arcilla no fueron considerados en esta prueba.




 Figure 2

Las pruebas de desarrollo pedogénico son comunes en hadrosaurios y de saurópodos, que ponen huevos Megaloolithus (un oogénero de huevos de dinosaurio, que se caracterizan por poseer cáscaras gruesas y una forma casi esférica que presentaban los huevos), con una frecuencia del 61.5 % y el 62.1 %, respectivamente. Sin embargo, estos rasgos pedogénicos eran mucho menos comúnes en los sedimentos asociados con terópodos, ovirraptorosaurios, y troodóntidos, donde la frecuencia de dichos rasgos era del 25 % o menor.

Discusión de resultados

Aunque algunos dinosaurios, como los hadrosaurioss y saurópodos, han construido nidos cubiertos para incubar sus huevos, la naturaleza de estos y las fuentes de calor de incubación ha permanecido incierta. Los análisis revelan que estos nidos correspondían a ciertos sustratos y a fuentes de calor de incubación particulares. Los huevos de hadrosaurios y algún saurópodo, preferencialmente son asociados con sedimentos de rano fino que han sufrido procesos de pedogénesis, indicando que estos animales construían nidos en montículos o montones ricos en materiales orgánicos para incubar sus huevos vía respiración microbiana. Al contrario ocurre con los huevos de otros saurópodos, que preferencialmente los ponían en sedimentos de grano grueso incubados en agujeros excavados rellenos y con fuentes de calor inorgánicas, como la radiación solar o posiblemente calor geotérmico.

 Figure 3


Algunos terópodos manirraptores, como los oviraptores o los troodóntidos, construían nidos abiertos donde los huevos, al menos en parte, fueron expuestos durante la incubation. El estudio indica que estos dinosaurios no seleccionaron sustratos particulares para anidar; y se esperó este mismo resultado para animales, que de adultos, proporcionarían el calor de incubación y no elegían el sustrato especialmente, ya que no sería crucial para la generación o la absorción del calor como en los nidos cubiertos. Con el contacto de los huevos directamente con el cuerpo, los Ovirraptorosaurios probablemente fueron liberados de las restricciones impuestas por las fuentes de calor para la incubación.

Las diferentes estrategias para anidar explican el modelo en la distribución paleolatitudinal de los nidos.

  Figure 4


Entre los dinosaurios con nidos cubiertos, los saurópodos se distribuían hasta 47° desde el ecuador, mientras que restos de huevos de hadrosauirios tienen un rango latitudinal más amplio. La distribución paleogeográfica de dinosaurios  que anidan cubiertamente excede por mucho el rango de nidos cubiertos de los arcosaurios. Esta extensión de nidos cubiertos es relacionado con condiciones paleoclimáticas más calientes, como las Cretácico Tardío.


Las conclusiones también sugieren que sólo anidaron en montones aquellos dinosaurios que pudieron haberse reproducido en el Ártico. 


En el gráfico observamos que la distribución del Oviraptor se extendía por Norteamérica y Asia especialmente.


Por último, las anidaciones pueden haber jugado un papel subestimable en la distribución paleobiogeográfica de los dinosaurios. Aunque hayan sido usadas barreras geográficas, el clima, y filtros biológicos  para explicar por qué algún dinosaurio logró extenderse a varias regiones, los aspectos de su reproducción son raras veces considerados. De forma que en este estudio, el reconocimiento de que ciertos estilos  en la anidación requieren exigencias intrínsecas que restringen la distribución latitudinal, revela que la reproducción puede haber afectado a la dispersión de algunos dinosaurios a altas latitudes durante el Mesozoico.


Se sabe que varios de los dinosaurios citados habrían habitado en Alaska y Siberia, y que se dispersaron entre Norteamérica occidental y Asia mediante un puente de tierra de latitud alta durante el Cretácico Tardío. Su subsistencia en el Ártico pudo haber sido posible, en parte, porque estos dinosaurios anidaban en montones, mientras que otros no consiguieron dispersarse en altas latitudes porque su estilo de nidos requiría más radiación  solar. 

Aunque los factores que influyen en acontecimientos de dispersión sean complejos, la capacidad de tener en cuenta las estrategias de anidación en dinosaurios en un contexto paleogeográfico puede ayudar a evaluar argumentos posibles para explicar la distribución global de dinosaurios.


Refrencias 

  • Carpenter, K. & Alf, K. Global distribution of dinosaur eggs, nests, and babies. in Dinosaur Eggs and Babies (eds Carpenter, K., Hirsch, K. F. & Horner, J. R.) 15–30 (Cambridge University. Press, 1994). 
  •  Ferguson, M. W. J. Reproductive biology and embryology of the crocodilians. in Biology of the Reptilia (ed Gans, C.) 329–491 (John Wiley and Sons, 1985).
  • Reisz, R. R., Evans, D. C., Roberts, E. M., Sues, H.-D., & Yates, A. M. Oldest known dinosaurian nesting site and reproductive biology of the Early Jurassic sauropodomorph Massospondylus. Proc. Natl. Acad. Sci. USA 109, 2428–2433 (2012).
  •  Khosla, A. & Sahni, A. Parataxonomic classification of Late Cretaceous dinosaur eggshells from India. J. Palaeontol. Soc. India 40, 87–102 (1995).
  • Seymour, R. S. Dinosaur eggs: gas conductance through the shell, water loss during incubation and clutch size. Paleobiology 5, 1–11 (1979).
  • Antunes, M. T., Taquet, P. V. & Ribeiro, V. Upper Jurassic dinosaur and crocodile eggs from Pai Mogo nesting site (Lourinha - Portugal). Mem. Acad. Cienc. Lisboa 37, 83–99 (1998). 
  • Deeming, D. C. Ultrastructural and functional morphology of eggshells supports the idea that dinosaur eggs were incubated buried in a substrate. Palaeontology 49, 171–185 (2006).
  • Jenkyns, H. C., Forster, A., Schouten, S. & Sinninghe Damsté, J. S. High temperatures in the Late Cretaceous Arctic Ocean. Nature 432, 888–892 (2004).
  • Golovneva, L. The Maastrichtian (Late Cretaceous) climate in the Northern Hemisphere. Geol. Soc. Spec. Publ. 181, 43–54 (2000).
  • Herman, A. B., Spicer, R. A. & Spicer, T. E. V. Environmental constraints on terrestrial vertebrate behaviour and reproduction in the high Arctic of the Late Cretaceous. Palaeogeogr. Palaeoclimatol. Palaeoecol. 441, 317–338 (2016). 
  • Molnar, R. E. Principles of paleobiogeography in the Mesozoic. in The Complete Dinosaur (eds Brett-Surman, M. K., Holtz, T. R. & Farlow J. O.) 925–957 (Indiana University Press, 2012). 
  •  Fiorillo, A. R. The dinosaurs of arctic Alaska. Sci. Am. 291, 84–91 (2004).
  • Seymour, R. S., Vleck, D., Vleck, C. M. & Booth, D. T. Water relations of buried eggs of mound building birds. J. Comp. Physiol. B 157, 413–422 (1987).
  • Webb, G. J. W. & Cooper-Preston, H. Effects of incubation temperature on crocodiles and the evolution of reptilian oviparity. Am. Zool. 29, 953–971 (1989).
  • Lyson, T. R. & Longrich, N. R. Spatial niche partitioning in dinosaurs from the latest Cretaceous (Maastrichtian) of North America. P. R. Soc. B 278, 1158–1164 (2011). 
  • Grigorescu, D., Garcia, G., Csiki, Z., Codrea, V. & Bojar, A. V. Uppermost Cretaceous megaloolithid eggs from the Hateg Basin, Romania, associated with hadrosaur hatchlings: search for explanation. Palaeogeogr. Palaeoclimatol. Palaeoecol. 293, 360–374 (2010).

lunes, 30 de mayo de 2016

EVOLUCIÓN CONVERGENTE - Una genial coincidencia

La vida en todas sus formas es la mayor y más fascinante muestra del poder creativo de la naturaleza. Basta contemplar eso que nos rodea y que está vivo para darnos cuenta de la diversidad en que se presenta este misterioso fenómeno: multitud de especies, cada una con sus características.

Aunque también hemos de admitir que la vida a menudo parece emplear las mismas “formas”. ¿Quién no se ha quedado admirado al contemplar la similitud de rasgos entre especies alejadas filogenéticamente, o incluso pertenecientes a reinos diferentes? Por ejemplo, si en lo que animales extintos se refiere, la siempre formidable defensa del dinosaurio Ankylosaurus magniventris con su cola terminada en mazo y la terrible coincidencia con el armadillo gigante del Pleistoceno Doedicurus clavicaudatus que también poseía una defensa similar. Este fenómeno en el que la naturaleza parece “reciclar ideas” de una especie a otra recibe el nombre de evolución convergente.


Figura 1: A la izquierda Ankylosaurus magniventris dinosaurio del Cretácico Superior (Ilustración de Todd Marshall)  y la derecha Doedicurus clavicaudatus, armadillo gigante perteneciente a la megafauna del Pleistoceno (Ilustración de Aaron Marsh).

 ¿Pero qué  #$@! es la evolución convergente?

Evolución convergente es como se denomina al proceso evolutivo a partir del cual dos organismos filogenéticamente separados han originado estructuras similares. Esta evolución ha ocurrido en cada rama filogenética de manera independiente, siendo el fenómeno en términos cotidianos una “curiosa coincidencia” dada por mutaciones genéticas y la selección natural. Casi todos los ejemplos de convergencia se pueden interpretar en términos de adaptación a condiciones similares, sea el medio ambiente de los organismos o su forma de vida como puede ser la adaptación a la alimentación.

En mi segundo entrada pudimos ver una convergencia para la adaptación en la alimentación entre la nutria-oso Kolponomos y los felinos dientes de sable a la hora de morder. (VEASE La nutria oso que mordía como un dientes de sable). [Tedford RH, Barnes LG, Ray CE (1994)]. Pese a tener una dieta distinta desarrollaron mecanismos similares. 

Otro ejemplo de convergencia en la alimentación que todo fan de los dinosaurios conoce es el que existe entre los dientes de Carcharodontosaurus saharicus y el Gran Tiburón Blanco. Dos expertos cazadores que pese a ser de ecosistemas muy distintos, probablemente poseerían un método de caza muy similar, asestando un mordisco a la presa con sus dientes aserrados lo suficientemente letal como para que se desangre y muera. [Sereno P.C.,Dutheil D.B, Iarochene.M, Larsson H. C. E, Lyon G. H, Magwene P. M, Sidor C. A, Varricchio D. J, and Wilson J. A. (1996)]. Como veis cuando la evolución perfecciona un método la conserva incluso cuando el autor ha desaparecido. 


Figura 3: Diente de Carcharodon carcharias (izquierda) y diente de Carcharodontosaurus saharicus (derecha). Los nombres no son casualidad Carcharodontosurus significa “Reptil diente de tiburón” en honor a esta convergencia. Ambos dientes están muy comprimidos, bastante serrados y son ciertamente menos asimétricos que los de otros terópodos.

Otro tipo de evolución convergente tratado en mis entradas es la que puede surgir a la hora de relacionarse con individuos. Ya sea de una misma especies; como vimos en mi primer artículo con el bóvido Rusingoryx atopocranion y los Hadrosauridae con cresta, que poseían una cámara de resonancia para emitir sonidos similares (VEASE Una cabra y un dinosaurio en la misma canción)[Evans D.C (2010)(2006)(2011), Faith J.T, (2011) Frey R, Volodin I, Volodina E (2007)] O también con otras especies como pasaba entre las extintas crisopas Kalligrammatidae y mariposas modernas y su estrecha relación con las plantas. (VEASE Vuela vuela linda mariposa) [Doludenko MP, Orlovskaya ER. (1976), Harris TM (1973), Peñalver E (2012), CC Labandeira. (2014)& (2010)]

La evolución convergente va más allá de los animales más complejos y podemos encontrar casos incluso a nivel molecular; Por ejemplo se ha documentado que existen secuencias de genes y proteínas similares en diferentes especies, que sin ser el producto de una transferencia genética horizontal, son similares. Eso amigos, es evolución convergente.

Caracteres Homólogos y Análogos

Cuando dos especies comparten un carácter, como las alas en murciélagos y pterosaurios (Figura 4), puede ser por una de dos razones: o el carácter estaba presente en el antepasado común de las dos especies y éstas lo comparten simplemente porque lo han heredado (caracteres homólogos); o el carácter no se encontraba en el antepasado común, sino que se ha adquirido por evolución convergente (en este caso se habla de caracteres análogos).

Es importante saber distinguir entre caracteres homólogos y análogos al reconstruir la filogenia o la diversificación evolutiva. Se supone que dos especies tienen un parentesco próximo si se parecen mucho; pero esta hipótesis sólo es válida si el parecido responde a homología, no a analogía o convergencia. 


Figura 4: A la derecha reconstrucción de Ornithostoma ingens por S.W. Williston, a la derecha reconstrucción de Pteropus vampyrus (Zorro volador)  por William Dwight.


A veces es posible detectar la convergencia examinando los caracteres con detalle. Las alas de pterosaurios y murciélagos son superficialmente parecidas, incluso sus estructuras internas son muy similares, ambas son estructuras óseas lo que les da un parentesco lejano (Ambos son vertebrados amniotas) pero si profundizamos, las alas están sujetas por huesos diferentes en pterosaurios y murciélagos; los huesos de las alas en pterosaurios corresponden a los del cuarto dedo mientras que en el caso del murciélago, corresponden a los dedos dos a cinco. Por esto último ambas estructuras son caracteres análogos y es un ejemplo de evolución convergente. Además estas evidencias nos pueden dibujar una filogenia o una diversificación evolutiva.

Como habréis podido observar todos estos estudios solo se encaminan a comprender la historia evolutiva de las especies de nuestro planeta ¿Qué mecanismos llevan a dos organismos sin ninguna relación aparente a pensar en la misma idea para el mismo problema? Esto es a lo que hemos llamado evolución convergente. Hay que tener en cuenta que este tipo de evolución solo hace más complejo determinar las relaciones filogenéticas entre especies. Es común confundir casos de evolución convergente con evolución paralela, ya que un carácter que a priori es análogo de especies no emparentadas,  puede ser en realidad un carácter de dos especies que simplemente han evolucionado de forma paralela. Raramente se puede diferenciar la evolución paralela de la convergente en casos reales, porque la diferencia se refiere a estados ancestrales de los caracteres, que por lo general son desconocidos.


La evolución es CAOS

Este es el final del camino que emprendimos

Como broche final solo os diré que la evolución es bella. Como dijo el Dr. Ian Malcom en Jurassic Park “La vida se abre camino” y ¡de qué manera! , su complejidad y a la par sencillez no hace otra cosa que aumentar el ansia de los científicos por entender cómo funciona. Me ha encantado hacer estos artículos aunque he de reconocer que ha sido frustrante a la hora de buscar uno acorde a mis objetivos. A la hora de elegir el tema de mis entradas sin duda quería un tema no muy específico, que me permitiera tocar varios tipos de organismos. Quería hablar tanto de dinosaurios como de pequeños invertebrados. Aquí finaliza de momento mi paso por este blog de Paleontología y Evolución. 

Saludos y ha sido un placer informarles sobre el apasionante mundo de la paleontología.

Para saber más…

Obviamente mientras deambulaba buscando artículos encontré artículos de años anteriores de ejemplos muy curiosos de evolución convergente y claro como tenían que ser ejemplos actuales me quede con las ganas. Aun así aprovecho este rincón final para compartir esos artículos tan interesantes:

- Convergent Evolution in AquaticTetrapods: Insights from an Exceptional Fossil Mosasaur ; Un Nuevo mosasaurio con una morfología hidrodinámica semejante a la vista en peces y delfines.
- Convergent evolution of genomicimprinting in plants and mammals ; Evolución convergente a nivel de genoma entre plantas y mamíferos
- The Mentality of Crows: Convergent Evolution of Intelligence in Corvids and Apes; Cuervos y simios con la mismas herramientas cognitivas
- A bizarre Jurassic maniraptoran theropod with preserved evidence of membranous wings; Un dinosaurio desarrolla alas con membranas semejantes a los murciélagos.

REFERENCIAS
  • BlogEvolución convergente y divergente
  • Blog Palaeos La historia de la vida en la Tierra ( http://palaeos-blog.blogspot.com.es/2011/06/evolucion-convergente-de-vertebrados.html )
  • Doludenko MP, Orlovskaya ER. (1976) Jurassic floras ofthe Cordillera Karatau, southern Kazakhstan. Paleontology 19, 627-640 .openurl GeoRef
  • 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
  • Sereno P.C.,Dutheil D.B, Iarochene.M, Larsson H. C. E, Lyon G. H, Magwene P. M, Sidor C. A, Varricchio D. J, and Wilson J. A. (1996). "Predatory dinosaurs from the Sahara and the Late Cretaceous faunal differentiation." Science, 272: 986–991.
  • Tedford RH, Barnes LG, Ray CE. (1994) The early Miocene littoral ursoid carnivoran Kolponomos: systematics and mode of life. In Contributions in marine mammal paleontology honoring  FrankC. Whitmore Jr. (eds A Berta, TA Demere), pp. 11 –32. San Diego, CA: Proceedings of the San Diego Society of Natural History.

lunes, 4 de abril de 2016

Un hadrosaurio en norteamérica y comienzo de la evolución del "pico de pato"

Imagen 1. Hadrosaurios


Los hadrosaurios medían entre 7 y 14 metros de longitud, ornitisquios (con la rama del pubis hacia caudal como en las aves), herbívoros y bípedos. Eran taxones piedra angular en los ecosistemas de todas las grandes masas continentales, menos de África y Australia, desde el Santoniense hasta el Maastrichtiense tardío. Los hadrosaurios han evolucionado con la anatomía el esqueleto más derivada de todos los dinosauriosornitópodos. Las apomorfías más notables son el pasaje narial en gran medida hipertrofiado y las estructuras circundantes que en la mayoría de los taxones están asociados con las crestas craneales, que varían considerablemente entre los taxones. Las crestas de los hadrosaurios son diagnósticos en ambos niveles taxonómicos superiores e inferiores funcionando principalmente en la comunicación (presentación visual y la comunicación acústica). No está todavía claro, para que servía la morfología narial ancestral en los hadrosaurios. Hay taxones fuera de Hadrosauridae que conservan al menos parte de la región narial (principalmente la nasal y premaxilla) y muestran una estructura circumnarial comparativamente simple y poco desarrollada. Esto contrasta con la aparente aparición repentina en el registro fósil de las estructuras circumnarial derivada en los hadrosaurios más antiguos y más basales para los que esta región del cráneo se conserva.

jueves, 3 de marzo de 2016

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