miércoles, 18 de enero de 2017

ADN de humano moderno en neandertales

Leyó usted bien estimado lector. ADN de humano moderno en neandertales y no, nadie escupió o deflagró restos fósiles de neandertal, no. Sucede que, desde hace unos años sabemos que los humanos que salieron de África y se encontraron con los neandertales en Europa y Medio Oriente (entre hace 47,000 y 65,000 años), tuvieron "amor cavernario" y produjeron híbridos fértiles de los que, a menos que seas de África subsahariana, desciendes. Así es, casi todos los humanos tenemos algo de ADN neandertal en nuestras células. Pero ¿entonces el título es mera paráfrasis?

Modelos de neandertales hombre y mujer. Fotografía de UNiesert y Frank Vincentz.

En realidad, no. El título refiere a un estudio reciente publicado en la prestigiosa revista Nature, en el que un grupo de investigadores descubrió que este efecto de "amor cavernario" también afectó a los neandertales en forma inversa. Es decir, también nuestros primos se llevaron algo de ADN de Homo sapiens a casa. Anteriormente se pensaba que sólo los H. sapiens habían fijado genes de H. neanderthalensis y que nuestros robustos paleo amores, habían sido bondadosos en legarnos genes, pero ellos siguieron con sus vidas sin afectaciones mayores. Y resulta que no es así.

Resumen de eventos de entrecruzamiento de neandertales con humanos modernos a la luz de los nuevos descubrimientos. Imagen original de ©Ilan Gronau, traducción propia.

Y es que, tras analizar el genoma de neandertal y de denisovanos (una especie misteriosa de humano antiguo extinto que vivió cerca del límite entre Mongolia y Kazajistán), los investigadores encontraron que los neandertales sufrieron un aporte de genes de H. sapiens hace unos 100,000 años. Esto apoya que los eventos de entrecruzamiento entre especies de Homo era no sólo bastante común, sino que además, ocurrió en varios lapsos durante nuestra evolución. Quizá sea hora de reconsiderar el proceso de hibridación como una figura más importante en la evolución humana.

Fuente:
Kuhlwilm, M., Gronau, I., Hubisz, M. J., de Filippo, C., Prado-Martinez, J., Kircher, M., ... & Rosas, A. (2016). Ancient gene flow from early modern humans into Eastern Neanderthals. Nature, 530(7591), 429-433.


martes, 17 de enero de 2017

Pingüinos con el cielo en mente

Primero que nada, un video de la BBC...


Y bien, ahora la realidad... Es un montaje para el día de los tontos de abril que hizo la BBC. Pero esto trae a colación algo importante: aunque los pingüinos de hoy no vuelen más que en bromas, sus ancestros fueron aves voladoras. Al tener ancestros con una historia de vida tan distinta, seguramente que los pingüinos guardan en sus cuerpos algo vestigial de los tiempos en los que volaban ¿cierto?

Un pingüino de Adelaida, Pygoscelis adeliae.

Pues estos vestigios, fuera de la evidente anatomía compartida con las aves volantes, eran bastante escasos y no digamos, burdos. Sin embargo, un nuevo estudio pone el dedo en la llaga del atavismo y encuentra algo sorprendente: los pingüinos tenían una "mente voladora".

Waimanu, un género de pingüino prehistórico de hace unos 60 millones de años. Este taxón fue analizado en el estudio que menciono más adelante. Ilustración de Nobu Tamura.

Y no es que estas aves sueñen cosas alucinantes, no. Un nuevo estudio, centrado en la anatomía neural de los pingüinos descubrió que los cerebros de los pingüinos troncales más antiguos conocidos (Waimanu spp. y otros con neurocráneos conocidos) eran sorprendentemente similares a los de los pingüinos modernos (¡Pfff vaya sorpresa!) y también a los de aves voladoras como los colimbos (Gaviidae) y petreles (Procellariiformes). ¡El abandono de los cielos no modificó drásticamente el encéfalo de los primeros pingüinos!

Relaciones filogenéticas de algunas aves acuáticas. Se resalta en los moldes encefálicos de la derecha el "wulst" o hiperpalio, un área que al parecer está vinculada a la vista. En azul, los grupos de aves que usan las alas para nadar bajo el agua. Tomado de Proffitt et al. 2016.

Los autores del estudio sugieren que esta similitud entre encéfalos de pingüinos y aves acuáticas volantes apunta a que para este grupo de vertebrados tuvo más impacto el conservar el hábito del buceo que la pérdida del vuelo, al menos en la neuroanatomía. O dicho de otra manera, la mente de los pingüinos tempranos seguía apuntando al cielo...

Fuente:
Proffitt, J. V., Clarke, J. A., & Scofield, R. P. (2016). Novel insights into early neuroanatomical evolution in penguins from the oldest described penguin brain endocast. Journal of anatomy. DOI: 10.1111/joa.12447.

miércoles, 11 de enero de 2017

¡Resultaron ser lofoforados!

¿Lofo qué? Lofoforados hombre! Un tipo de criaturas que posee un anillo de tentáculos en la boca, estos tentáculos tienen cilios y sirven como riel de transporte de alimentos hacia la boca del animal. Actualmente hay dos grupos vivos bastante conocidos: los briozoos (Bryozoa) y los braquiópodos (Brachiopoda).

Lofoforados modernos. Arriba, un briozoo. Abajo, un braquiópodo (foto por Lophor).

Pero espera, ¿quiénes resultaron ser lofoforados? Pues ni más ni menos que unos de los primeros grupos animales con conchas: los hiolitos (Hyolitha). Durante mucho tiempo, la identidad de estas criaturas era un misterio. En un principio se supuso que eran moluscos, pues sus conchas guardan cierta similitud superficial con aquella de los bivalvos (almejas y parientes). Incluso, varios libros y otros medios daban por hecho que eran moluscos. Pero no, nada de eso.

Reconstrucción en vida del hiolito Haplophrentis sp. Arte por Danielle Dufault.

Al estudiar fósiles bien conservados, un grupo de investigadores notó que estas criaturas poseían rasgos anatómicos propios de los lofoforados, particularmente el lofóforo. Esto y más evidencias anatómicas conservadas en los fósiles los llevó a asignar a estos animales extintos (que vivieron del Cámbrico al Pérmico) al grupo de los lofoforados, en un grupo independiente y cercano a los braquiópodos.

Propuesta de relaciones de parentesco de los hiolitos y otros lofoforados. Tomado de Moysiuk et al. 2017.

Así que ya lo sabes, ¡nada de moluscos! Los hiolitos eran simpáticos animalitos con tentáculos en la boca y eran primos de los braquiópodos, otros "imitadores" de moluscos.

Fuente:

Moysiuk, J., Smith, M. R. & Caron J. (2017). Hyoliths are Palaeozoic lophophorates. Nature. 

lunes, 9 de enero de 2017

Mimos de mariposas

Las mariposas (orden Lepidoptera) son unos de los insectos mas conocidos de todos. Su riqueza de especies es cosa de otro mundo, pues se conocen más de 180,000 especies vivientes y unas cuantas más se conocen del registro fósil. De hecho, su historia parece empezar durante el Jurásico temprano, hace unos 190 millones de años.

Archaeolepis mane, la especie más antigua de lepidóptero conocido. Fotografía de autor desconocido.

Entre las muchas formas que tienen las mariposas, un patrón de alas destaca del resto: los ocelos. Estos presuntos "ojos" parecen funcionar como disuasivos hacia los depredadores, pues parecen (como el nombre lo indica), ojos.

Mariposa con ocelos. Imagen de dominio público.

Tanto los ocelos, como la forma en general de una mariposa podría parecer una característica demasiado única como para haber evolucionado de forma convergente dos veces ¿cierto? Pues al parecer, no. El año pasado se presentó un estudio de un grupo de insectos conocido como kaligramátidos (familia Kalligrammatidae) que presentaban una gran convergencia evolutiva con las mariposas. Al grado que, incluso desarrollaron ocelos. La cosa es que estos bichos no son cercanos a los lepidópteros y son en realidad un grupo extinto de neurópteros (orden Neuroptera).

Kaligramátidos morfológicamente similares a mariposas. Tomado de Labandeira et al. 2016. De arriba a abajo y de izquierda a derecha,  Kalligramma circularia,  Affinigramma myrioneura,  Affinigramma myrioneura,  Kallihemerobius feroculus,  Oregramma aureolusa,  Ithigramma multinervia,  Abrigramma calophleba,  Kalligramma brachyrhynchaOregramma illecebrosa, ocelo de tipo 1 de O. illecebrosa, un aparato ovipositor (y su acercamiento) de O. illecebrosa, ocelos de Kallihemerobius almacellusKallihemerobius feroculusIthigramma multinerviaK. circularia y Kallihemerobius aciedentatus.

La semejanza de estos neurópteros con las mariposas no es meramente superficial. Los kaligramátidos tenían piezas orales similares a la espiritrompa de las mariposas e incluso, desarrollaron escamas en las alas, una característica que no aparece más que en un género de neuróptero moderno. La analogía de piezas orales sugiere que durante el Jurásico existía algún tipo de gimnosperma(s) que recompensaba de la misma manera a estos neurópteros a como lo hacen hoy las angiospermas con las mariposas. Lo anterior sugiere que existían nichos ecológicos similares a los de las mariposas incluso antes que éstas aparecieran. La extinción de los grupos de plantas que sustentaban a los kaligramátidos fue simultánea a la de estos insectos, lo que indica una dependencia muy fuerte, dada la incapacidad de esos mimos de mariposa a tomar el nicho que estaban formando las mariposas de forma paralela con las angiospermas. 


Fuente:
Labandeira, C. C., Yang, Q., Santiago-Blay, J. A., Hotton, C. L., Monteiro, A., Wang, Y. J., ... & Dilcher, D. L. (2016, February). The evolutionary convergence of mid-Mesozoic lacewings and Cenozoic butterflies. Proc. R. Soc. B (Vol. 283, No. 1824, p. 20152893).

domingo, 1 de enero de 2017

TOP 10: lo mejor del 2016 en Paleontología

Hola que tal queridos lectores. Como tradición de cada año, les traigo la lista de lo mejor en paleontología del 2016. Y como todos los años, hay que aclarar que esta lista es completamente subjetiva. Sólo que esta vez, me ayudaron a elegir los puestos una microbióloga, un paleoictiólogo y un paleontólogo de mamíferos (gracias por ello amigos). Y antes una aclaración importante: los descubrimientos e ideas aquí presentados cambian de alguna manera paradigmas que otrora teníamos de algunos grupos extintos y sus relaciones. Por ello no estarán aquí los nuevos dinosaurios y otras especies del 2016, para ello, pueden visitar este listado muy completo: 2016 en paleontología. Así que sin más, aquí viene la lista.

*Quiero agradecer especialmente a mi editora por su ayuda en la redacción de este monumental post. Muchas gracias Cris*.

Número 10. El declive de los amos del Mesozoico

Hace tiempo se decía que los dinosaurios (no avianos) estaban en declive antes de que se extinguieran a finales del Cretácico. Con el paso del tiempo y de nuevos descubrimientos, esta idea fue rechazada firmemente por los estudiosos de los dinosaurios. Sin embargo, investigadores del Reino Unido y China revisaron si este era el caso. Usando herramientas estadísticas, los paleontólogos recurrieron al estudio de las tasas de especiación (generación de nuevas especies) en los dinosaurios. Usaron dos árboles gigantescos, con 420 y 614 especies, todas calibradas en el tiempo en el que vivieron éstas.

Cladograma de dinosaurios no avianos calibrado con el tiempo. Las líneas más claras indican mayor especiación, las obscuras, menos. Los dinosaurios iniciaron su historia de forma rápida y esta velocidad de especiación se mantuvo hasta pasado el Jurásico (< 145 Ma). Ya durante el Cretácico (> 145 Ma - 66 Ma), experimentaron una baja en la especiación. Tomado de Sakamoto et al. 2016.

La conclusión del estudio es que de todos los grupos de dinosaurios, sólo los ceratópsidos (Ceratopsidae) y los hadrosáuridos (Hadrosauridae) estaban prosperando (las aves no se reportan en el trabajo final, pero sí fueron analizadas y no muestran un patrón distinto al de los terópodos no avianos; es decir, también estaban en pausa evolutiva). El resto de los dinosaurios estaban en declive y no generaban nuevas especies para reemplazar a los que se habían extinto (e incluso nuevas especies que rebasaran esta cuota). Si bien en términos de masa corporal, dominancia de ecosistemas y números, los dinosaurios gozaban de buena salud, su baja capacidad de producir nuevas especies de forma rápida fue lo que probablemente los condenó a la extinción.


Número 9. ¡Métanse para adentro!

¿Oximorónico? Sí. ¿Poco importante? No. Los dientes no vienen con el vertebrado, aparecieron mucho después, casi al tiempo en el que aparecieron las mandíbulas (sí, tampoco las mandíbulas son algo de lo que gozaran los primeros vertebrados). Y desde hace tiempo que se tiene establecido, con evidencias anatómicas y embriológicas, que los dientes son homólogos a las escamas de los peces (piense usted en una escama de tiburón, más que en la de una carpa). Pero no sabíamos cómo habían surgido los dientes. Había dos hipótesis compitiendo: la inside-out (nada que ver con la peli de Pixar) y la de outside-in. La primera postulaba que los dientes habían surgido en la garganta de los peces y de ahí, migraron hacia la boca. La segunda en cambio, implicaba que los dientes habían "entrado a la boca" como odontodos (escamas con forma de diente) y ahí se quedaron. El problema es que la hipótesis inside-out parecía contar con algo de apoyo del registro fósil.

Las hipótesis que competían por explicar el origen de los dientes. Modificado de Blais et al. 2011.

En este nuevo estudio, científicos del Reino Unido y los Países Bajos demostraron algunas cosas que ya se habían propuesto, pero que nadie había reunido para dar coherencia a la idea de "outside-in". Primero, los "dientes" de los conodontos no son dientes verdaderos, esto supone que la aparición independiente de dientes en la garganta de vertebrados sin escamas no guarda relación con los dientes verdaderos. Segundo, los dientes por lo general surgen del mismo tipo de tejido embrionario que las escamas y no de tejido faríngeo. Tercero, los "dientes" en la garganta de muchos peces primitivos  sin mandíbula tampoco son dientes verdaderos, sino que evolucionaron de forma independiente. Cuarto, los "dientes" en muchas placas orales de los peces placodermos tampoco son dientes verdaderos. Y quinto: los placodermos sí poseen homólogos a los dientes verdaderos, pero no están en la boca, están en la región rostral de estos bichos. Estos "dientes" (escamas aún, por su función) tienen el mismo tipo de reemplazo que los dientes verdaderos y se encuentran en la posición correcta según la hipótesis "outside-in". Todo esto se suma para proporcionar un "golpe de gracia" a la hipótesis "inside-out" y elevar al rango de teoría al modelo "outside-in". Así que ahora lo sabes, nuestros dientes sí solían ser escamas.


Número 8. ¿Gliptomadillos o armadontes?

Los armadillos están entre los mamíferos más icónicos de Sudamérica. Pertenecen a un grupo de placentarios bastante basal llamado Xenarthra y son primos de los perezosos, tamanduas y osos hormigueros. Los armadillos se clasifican tradicionalmente en el orden Cingulata. Hasta ahí todo bien. Dentro del orden encontrábamos tradicionalmtente cuatro familias: Dasypodidae (con todos los armadillos vivientes), Peltephilidae (con algunos armadillos cornudos, hoy todos extintos), Pampatheriidae (con los extintos armadillos vegetarianos gigantes de caparazón móvil) y Glyptodontidae (con los extintos e icónicos gliptodontes). Pero ahora todo esto se vino abajo.

El nuevo árbol familiar de los armadillos. Tomado de Delsuc et al. 2016.

Un equipo multinacional de científicos utilizó avanzadas técnicas moleculares para secuenciar el mitogenoma (el genoma mitocondrial) de un fragmento del caparazón de Doedicurus clavicaudatus, un gliptodonte gigante de Sudamérica. Gracias a estas secuencias de ADN se pudo llevar a cabo un análisis filogenético de los armadillos para ver qué lugar ocupaban los gliptodontes en su árbol familiar. Cualquiera hubiera esperado que el gliptodonte cayera fuera del grupo interno de los armadillos, como sugerían las hipótesis anteriores, pero no pasó eso. Sorpresivamente, el espécimen se anidó dentro del grupo de los armadillos vivientes y "movió" todo. Resulta que los dasipódidos (familia Dasypodidae) no son todos los armadillos vivos y de hecho son sólo una rama de dos que componen el árbol de los cingulados. La otra rama es la familia Chlamyphoridae. Es en esta última familia donde encontramos lo interesante, pues ahora tenemos cuatro subfamilias: Euphractinae (que incluye armadillos de seis bandas, piches y quiriquinchos), Glyptodontinae (que incluye a los gigantes del grupo), Chlamyphorinae (con los pichiciegos) y Tolypeutinae (con cabasúes, armadillos de colas desnudas, armadillos gigantes, armadillos de tres bandas y el tatú bolita). Gracias a este arreglo, "muere" la familia de los gliptodontes y surgen sólo dos familias de armadillos, de las que los colosales vegetarianos formaban parte. Así es, los gliptodontes sí eran armadillos gigantes después de todo. Ahora hay que esperar a ver qué pasa con los pampatéridos.


Número 7. Dinosaurio con camuflaje

En mis tiempos se decía que era imposible saber el color de los dinosaurios
. Sin embargo, conforme pasó el tiempo los científicos pudieron averiguar el color real de los dinosaurios mirando plumas excepcionalmente conservadas con microscopios electrónicos. El principio de esta técnica lo explico mejor en esta entrada: bolitas de colores. Recientemente varios grupos de investigación comenzaron a ver pieles fósiles de diversos reptiles en busca de estas "bolitas de colores", pero nadie había mirado la piel de un dinosaurio antes. Eso cambió cuando un equipo de científicos estudió en detalle un famoso fósil de Psittacosaurus sp. que a muy pocas personas se le permitía acceder.

Resumen del estudio de Vinther et al. (2016).

Tras un análisis meticuloso de los melanosomas en la piel, se llevó a cabo una reconstrucción mitad científica, mitad artística de la bestia extinta. El modelo tiene un patrón de coloración muy similar al que debió de llevar en vida el dinosaurio. Ya con modelo en mano, los investigadores lo colocaron en varios ambientes para poder investigar qué hábitat se acomodaba mejor al sombreado que presentaba Psittacosaurus. El cánon científico anterior sugería que este dinosaurio vegetariano vivía en zonas abiertas, pero tras estudiar su sombreado, se llegó a la conclusión de que lo más probable es que habitase zonas cerradas, como bosques. Esto debido a que su patrón lo camufla muy bien entre las sombras del bosque, pero lo expone como un filete en zonas abiertas. Este descubrimiento pone de manifiesto que estudiar antiguas pieles nos puede revelar mucho del hábitat de un animal y abre nuevas puertas al estudio de los dinosaurios y otras criaturas.

Para una versión más completa de esta noticia puedes visitar: "¿Qué tanto alboroto con Psittacosaurus?"


Número 6. ¿Mosasaurios de sangre caliente?

Los mosasaurios fueron un grupo de reptiles marinos que apareció y se extinguió durante el Cretácico tardío. Aunque en un principio se pensaba que estaban cercanamente relacionados a los varanos, hoy sabemos que sus parientes vivos más cercanos son en realidad las serpientes (ver Reeder et al. 2015). Dado el parentesco, la hipótesis más plausible era que los mosasaurios eran animales ectotérmicos, es decir: cuya temperatura no es regulada por el metabolismo y que en su lugar depende de la temperatura ambiente. Este paradigma podría estar por cambiar según nueva evidencia que fue presentada este año.

Temperaturas estimadas por Harrell et al. (2010) y por Frair et al. (1972). Enchodus: 28.3°C, Toxochelys: 27.2°C, Clidastes: 33.1°C, Tylosaurus: 34.3°C, Platecarpus: 36.3°C, Hesperornis: 34.7°C, Ichthyornis: 38.6°C y Dermochelys 32°C. Ilustración de Clidastes por Asher Elbein. Hesperornis por Nobu Tamura.Toxochelys por Karen Carr. El resto son obra de Satoshi Kawasaki.

Investigadores de Estados Unidos estudiaron la composición de isótopos de oxígeno de dientes y huesos de animales marinos de hace unos 80 millones de años que habitaron el antiguo mar interior de Norteamérica, en lo que hoy es Alabama y Dakota del Sur. Los valores de oxígeno-16 y oxígeno-18 (ambos isótopos estables) aportan información sobre la temperatura y si se extraen de restos animales, dan cuenta de la temperatura corporal en el momento de la formación del tejido. Entre los animales estudiados tenemos peces depredadores del género Enchodus, tortugas (Toxochelys sp.), aves (Ichthyornis y Hesperornis) y tres géneros de mosasaurio: Clidastes, Platecarpus y Tylosaurus. Según los valores isotópicos, la temperatura corporal de los mosasaurios era mucho más cercana a la de las aves que a la de los peces y tortugas. Lo cual es extraño, pues se esperaría que su temperatura fuera más cercana a la de las tortugas. Esto tiene varias explicaciones potenciales, pero la más plausible hasta ahora es que los mosasaurios eran homeotermos, dado que su masa corporal y forma cilíndrica les hubiera impedido ser gigantotermos como las tortugas laúd que, aunque son de sangre fría pierden el poco calor corporal que generan tan lentamente que su temperatura puede alcanzar los 32°C. De ser cierta la hipótesis de la endotermia, ésta explicaría las altas tasas evolutivas de los mosasaurios y su ascensión como los reptiles marinos dominantes del Cretácico.


Número 5. El primer dinosaurio en ámbar

Si viste Jurassic Park o has jugado alguno de sus juegos (a quién engañas, por algo estás aquí) sabrás que el ámbar es la fuente principal de ADN de dinosaurio en esta saga de ciencia ficción. Pero en la realidad no se había encontrado ni un dinosaurio en esta resina fósil. De por sí es bastante raro cuando un vertebrado se conserva en ámbar y el del Mesozoico es bastante escaso (contrario a la idea popular). Además, los dinosaurios eran bastante grandes como para caer en resina ¿no? ¡Pues no! Tuvimos suerte y este año se anunció lo que parecía imposible: el primer resto de dinosaurio conservado en este extraordinario material. Y lo que es mejor, incluso ¡con plumas!

Resumen gráfico del hallazgo. Arriba izquierda, el fósil (DIP-V-15103) en ámbar y su talla real (barra de escala a 5 cm). Arriba derecha, fotografía de las plumas de la cola (barra de escala a 0.5 mm). Abajo izquierda, cladograma idealizado de relaciones de parentesco entre celurosaurios, en azul los grupos que los autores creen que pueda pertenecer la cola (siluetas de phylopic.org). Abajo derecha, resumen del modelo evolutivo de las plumas. En azul las barbas, en rojo las bárbulas y en rosa el raquis central o cálamo. Figuras modificadas de Xing et al. 2016.

El espécimen data del Cretácico temprano (∼99 Ma) y consta "únicamente" de una cola parcial, conservada en su sección media. Por su morfología y la estructura de las plumas los autores suponen que se trata de un juvenil que pertenecía al grupo de los maniraptores, más avanzado que los ornitomimosaurios, pero menos que los oviraptores (ver los grupos azules en el cladograma de la imagen). Otra cosa importante es que este fósil añade un paso nuevo en el modelo evolutivo de las plumas. El modelo anterior suponía que un filamento simple (etapa 1) pasaba a ser un manojo de filamentos más simples (barbas) agrupados en una única base (etapa 2), éste podía tomar dos caminos: el 3a con el desarrollo de un raquis central del que brotarían barbas o el 3b, con un manojo de barbas que desarrollan otros filamentos llamados bárbulas, pero sin raquis central. Cualquiera de estos pasos conlleva a la aparición de la etapa 3a+b donde tenemos un raquis, con barbas y bárbulas. Las plumas de la cola de este dinosaurio aportan un paso intermedio entre el 3b y el 3a+b, pues tenemos un raquis grueso en la parte basal, que se continua con barbas alternas llenas de bárbulas (vea la imagen anterior para mejor claridad). Esto llena huecos en nuestro repertorio de pasos transicionales hacia las plumas que conocemos en las aves y supone una gran mejora en nuestro entendimiento del origen de estas estructuras.


Número 4. ¡Hey, esto es una pala, no un escudo!

Hemos aprendido bastante sobre el origen de las tortugas en los últimos años. Sabemos ahora por ejemplo que no son parientes de los "anápsidos" (Parareptilia), sino que son diápsidos modificados y no cualquiera, sus parientes más cercanos no son las lagartijas y tuátaras, sino los cocodrilos y las aves. Hoy sabemos que sus cráneos sin aberturas detrás del ojo (fenestras) son una adaptación secundaria y que originalmente sí tenían estas estructuras. Mucho de esto se debe al estudio de Eunotosaurus africanus, una especie de tortuga troncal del Pérmico medio. Y este año su estudio nos brindó algo más, una razón adaptativa del origen del caparazón de las tortugas.

Reconstrucción artística del estilo de vida de Eunotosaurus africanus según el estudio de Lyson et al. 2016. Obra de Andrey Atuchin. Arriba, parareptiles del grupo de los pareiasaurios, abajo, paleotortugas cavadoras.

Eunotosaurus tenía una morfología peculiar: sus costillas estaban ensanchadas y formaban una caja torácica amplia y poco móvil; sus uñas no eran agudas o ganchudas, sino planas y robustas (como pequeños cascos); presentaba unos brazos muy robustos y gruesos, con gran musculatura; una cabeza pequeña y de rostro corto y encima, costillas en el cuello que le daban gran fuerza y rigidez. Está claro que Eunotosaurus no era un animal veloz o apto para la vida en los árboles. Los reptiles como las lagartijas y cocodrilos suelen correr moviendo el cuerpo de lado a lado, esta tortuga ancestral era incapaz de hacer eso. ¿Para qué estilo de vida son ideales todas estas adaptaciones? La cabeza corta y maciza podría fácilmente remover tierra, el cuello y tórax costilludos brindaban gran rigidez y estabilidad a la parte delantera del cuerpo y finalmente, las uñas romas y los brazos fuertes eran ideales para excavar. ¡Eunotosaurus era un excavador! Según este nuevo modelo, muchas de las características de las tortugas avanzadas fueron cooptadas a partir de una función excavadora, resultando posteriormente en exaptaciones defensivas. Ahora, cuando veas una tortuga recuerda, ese peculiar cuerpo se modificó no para defenderse, sino para cavar.


Número 3. La identidad de un monstruo

En 1966, Eugene S. Richardson Jr. publicó el hallazgo de una nueva especie de "gusano", descubierta por el cazador de fósiles Francis J. Tully en la cantera Mazon, Ilinois: el Tullimonstrum gregarium, que data de hace 308 millones de años (Carbonífero). Durante medio siglo el "monstruo" de Tully permaneció huérfano. Los científicos no sabían a qué grupo de animales pertenecía. ¿Quiénes eran sus parientes? ¿Era un gusano como dijo Richarson? ¿Era un extraño sobreviviente de grupos de animales que vivieron casi 200 millones de años antes de la aparición de Tullimonstrum? Algunos, incluso llegaron a proponer que debería pertenecer a un grupo novedoso de animales que no sobrevivió y que permaneció oculto en el registro fósil hasta que Tully lo descubrió. Este era quizá el fósil con la identidad más misteriosa de todos. Hasta que este año se desveló el secreto.

Filogenia, reconstrucción, fósil y anatomía de Tullimonstrum gregarium. Tomado de McCoy et al. 2016. Abreviaturas: barra ocular, Eyb; miómeros, My; aberturas branquiales, GP; aleta caudal, CF; aleta dorsal, DF; notocorda, No; lóbulo olfativo, OtL y lóbulo óptico, OpL del cerebro.

Ocurrió algo completamente inesperado, la identidad del monstruo era más familiar de lo que pensábamos. ¡Era una lamprea! El bicho resultó ser un "pez" sin mandíbulas y una de las lampreas más peculiares de todas. Por principio, tenía un cuerpo corto, ojos posicionados en pedúnculos que surgían de la parte dorsal del cuerpo y por si fuera poco, la boca con el famoso disco oral de las lampreas, se había modificado en ¡unas pinzas sostenidas por una probóscide articulada! Y esta conclusión aparentemente inverosímil está soportada por el análisis de 1,200 especímenes del bicho. ¡Una barbaridad! Con esto queda resuelto uno de los misterios más grandes en paleontología, que buen año.

Más información al respecto en la entrada: "El monstruo de Tully reevaluado".


Número 2. Muerte silenciosa

Hasta ahora, los hallazgos que has visto tienen que ver con cambio de paradigmas, pero viéndolo de una forma fría y calculadora, no son de gran impacto para otras ciencias fuera de la paleontología. Este hallazgo combina dos cosas que parecieran completamente dispares para los aficionados: fósiles y conservación de especies. Resulta que todo este tiempo se ha manejado la mítica estadística de que del total de especies que han existido, el 99% están extintas y representadas en el registro fósil. Desde luego, este número es un estimado "a ojo", construido con lógica. Pero hasta ahora habían existido pocos casos donde se comparara el registro fósil de especies en peligro. Esto para darle una dimensión real y palpable a un asunto que nos atañe a todos: la extinción de especies modernas.

Gráfica resumen de Plotnick et al. 2016. En rojo carmín vemos las especies amenazadas de mamíferos que cuentan con registro fósil. En gris aquellas que no cuentan con tal. En el eje Y el número total de especies y en el eje X de izquierda a derecha, mamíferos de: islas, Eurasia, África, Sudamérica, Norteamérica y Australia.

Este año, un equipo de investigadores de Estados Unidos comparó el estatus de conservación de los mamíferos actuales con el registro fósil que éstos poseen. Tras revisar los registros de 5,515 especies en la lista roja de la IUCN (Unión Internacional para la Conservación de la Naturaleza), los científicos clasificaron a los mamíferos en dos categorías: amenazados y no amenazados. Esta lista fue comparada con la base de datos de la Paleobiology Database, con un total de 53,409 registros de 6,049 especies. Tras el análisis de estas bases de datos, se concluyó que del total de especies amenazadas (773), sólo el 8.8% (68 especies) poseen registro fósil. En cambio, de las especies no amenazadas (3,942), el 19.7% cuenta con registro fósil (777). A esto sumemos que hay 3,866 especies restantes de mamíferos sin evaluación de categoría de riesgo. Esto es grave. Quiere decir que si sólo consideramos el registro fósil, estaríamos estimando una extinción en tiempos modernos de 8% en vez de una real de un 16% ¡estamos ignorando a la mitad de las especies en proceso de extinción! Esto implica que hay muchas especies que surgen y que por su tipo de vida y hábitat, no dejan registro fósil alguno. El panorama nos indica que estamos subestimando el número real de especies de mamíferos que han existido y se han extinto. Este tipo de estudios son realmente importantes y se requiere que más como éste sean llevados a cabo, para redoblar nuestros esfuerzos de conservación y realmente saber qué está pasando en esta sexta extinción masiva, producida por nuestras actividades.


Menciones honoríficas

Antes de pasar al gran "ganador" de la lista, revisemos algunos hallazgos que son bastante importantes, pero que no encontraron su lugar en los 10 primeros lugares de la lista.

A) El fruto prohibido del jardín Ediacarano

El Ediacarano (∼635 a 541 Ma) fue un periodo en la historia geológica de la tierra caracterizado por la aparición de las primeras comunidades de criaturas pluricelulares complejas. Originalmente se pensaba que estas comunidades estaban compuestas por animales del grupo de los cnidarios (medusas, anémonas, corales y parientes). Sin embargo, hoy la visión moderna es que no es el caso y que los organismos ediacaranos son en su mayoría de afinidad incierta o bien, representan (en su mayoría) un grupo propio y extinto.

La medusa ediacarana, Bjarmia cycloplerusa. Tomado de Grazhdankin (2016). Abreviaturas: mr, musculatura radial; p, pedalia (proto-tentáculos que surgen de la campana); mp, proyecciones contráctiles; mrc, canal anular marginal.

Este año se hizo un anuncio que causó algo de revuelo, pues por primera vez se tenía a un cnidario ediacarano. Si bien, no muchos se tomaron la noticia de buena manera (principalmente porque piensan que es imposible hallar medusas ediacaranas), la noticia cae bien a los que ya estábamos esperando a un cnidario en esta temporalidad. La nueva especie se llama Bjarmia cycloplerusa, fue hallada en sedimentos del Mar Blanco y data de hace 550 Ma. Aunque sus afinidades modernas son inciertas, al menos se puede contar con que pertenecía al grupo de las medusas verdaderas (Scyphozoa) y al orden Coronatae, o "medusas corona". Así que el eminente paleontólogo Adolf Seilacher se equivocaba al decir que no había medusas esdiacaranas...


B) Mueren un dios y un dragón

En 2009 "Jack" Horner y Mark Goodwin propusieron que Dracorex hogwartsia, Stygimoloch spinifer y Pachycephalosaurus wyomingensis eran la misma especie. Por cuestiones de reglas de nomenclatura, sólo P. wyomingensis quedaría como nombre válido. Estos autores se basaron en el estudio de los promontorios óseos del cráneo de estos dinosaurios. Sin embargo, su propuesta fue bastante ignorada, hasta este año.

Izquierda, A) esquema de Dracorex. B y C) esquemas del nuevo Pachycephalosaurus juvenil de este estudio. Derecha fotografías de los restos fósiles del cráneo en diferentes vistas. Los colores corresponden a las partes del esquema de la izquierda. Imagen modificada de Goodwin y Evans (2016). Abreviaturas: pm, premaxilar; m, maxilar; n, nasal; pfr, prefrontal; asor, anteorbital; psor, preorbital; po, postorbital; p, parietal; j, jugal; qj, cuadrado jugal; sq, escamoso; bo, basioccipital; poc, contacto con el postorbital; fc, contacto con el frontal; soc; contacto con el supraoccipital; qjc, contacto con el cuadrado jugal; n1-4 nódulo 1 a 4.

Mark Goodwin ahora, junto con David C. Evans reportaron el hallazgo de dos cráneos parciales identificados como Pachycephalosaurus wyomingensis, en un estado de desarrollo muy temprano., tanto que se parecía mucho a Dracorex. Si la hipótesis de que estos tres dinosaurios son la misma especie es correcta, deberíamos ver en estos cráneos nuevos características de juveniles como escasa osificación y mucho hueso esponjoso en zonas donde en los adultos sólo encontramos hueso sólido. Y precisamente eso fue lo que se encontró. Los restos reportados concuerdan con un juvenil. Los autores además crean el término ontogimorfo, que describe formas de la misma especie que presentan gran variación de crecimiento (alométrico) y una morfología craneal extrema. En conclusión, se confirma que estos tres dinosaurios son lo mismo, siendo Stygimoloch y Dracorex ontogimorfos de Pachycephalosaurus. Con esto mueren el dios "Moloch del río Estigia" y el "dragón rey" para que sólo quede el "reptil de cabeza gruesa".


Número 1. Los fósiles más viejos del mundo

Saber cuándo apareció la vida en el planeta es crítico si hemos de resolver el misterio más grande que las ciencias biológicas aún no consiguen explicar completamente: el origen de la vida. El calcular la emergencia de la vida en la tierra demasiado temprano o demasiado tarde hace que nuestras ideas sobre las condiciones de la tierra primitiva sean dramáticamente diferentes. A pesar de que se tienen fósiles químicos de posible actividad biológica de hace 3,850 millones de años, éstos no son considerados por todos como evidencia irrefutable de vida. Estas firmas de carbono podrían ser producto de fenómenos desconocidos. Yo apostaría a que no, pero no toda la comunidad científica se une a esta apuesta.

Evidencia geoquímica de vida. En rojo, los valores consistentes con actividad biológica. Como se puede ver, las bandas de hierro de Akilia (3,850 Ma) con consistentes con actividad orgánica. Modificado de Mojzsis et al. 1996.

Necesitamos evidencia de vida antigua, para poder aportar más evidencias de una aparición temprana de la misma. El problema está en que entre más viejos son los fósiles, más difíciles de conseguir. La mayor parte de las rocas sedimentarias de esa época ya no existen, han sido reprocesadas por nuestro planeta. En casi todos los libros de texto de biología se recita un número, un mantra sobre el tiempo de origen de la vida, ¡vamos, seguro lo sabes! 3,500 millones de años. ¿Cierto? Pues esa fecha (que de hecho es de 3,480 millones de años) se apoya sobre unos presuntos fósiles cuya identidad ha sido puesta en duda más de una ocasión, incluso en este año: los fósiles de la Apex chert (caliza ápice en español), Australia (Bower et al. 2016).

Presuntos microfósiles de Apex chert. Tomado de Schopf, 1993.

Aún si los fósiles de la Apex Chert fueran de naturaleza biológica, su importancia ha quedado relegada este año, pues se encontraron fósiles mucho más viejos y lo más importante: no dudosos. Los fósiles proceden del cinturón supracortical de Isua, Groenlandia y tienen una antigüedad de 3,700 millones de años. Lo más importante: no son microfósiles, sino comunidades macroscópicas, se trata de estromatolitos de entre 1 y 4 cm de altura. Según los autores del estudio, estos fósiles se formaron en aguas marinas poco profundas, en un ambiente costero.

Los fósiles más viejos del mundo. a) estromatolitos de unos cuantos centímetros de altura. b) interpretación de a. c) estromatolito asimétrico. d) estromatolitos en forma de domo. Tomado de Nutman et al. 2016.

La edad de estos fósiles es consistente con las estimaciones de reloj molecular que implican que la vida surgió aproximadamente hace 4,000 millones de años. Sin embargo, no hay que confiar a ciegas en estimaciones moleculares, pues no sabemos nada de cómo era la tierra temprana y cómo pudo haber influido en las tasas de mutación de la vida. Tampoco sabemos mucho sobre las primeras comunidades microbianas y de cómo se transfería el material genético. Es por ello que requerimos de restos fósiles que corroboren nuestras predicciones. De ahí que el tener los fósiles más viejos del mundo (hasta ahora) sea muy, pero muy importante y no sea una simple curiosidad.


Literatura citada (en orden de aparición en el top):
10. Sakamoto, M., Benton, M. J., &; Venditti, C. (2016). Dinosaurs in decline tens of millions of years before their final extinction. Proceedings of the National Academy of Sciences, 201521478.
9. Donoghue, P. C., &; Rücklin, M. (2016). The ins and outs of the evolutionary origin of teeth. Evolution &; development, 18(1), 19-30.
8. Delsuc, F., Gibb, G. C., Kuch, M., Billet, G., Hautier, L., Southon, J., ... &; Poinar, H. N. (2016). The phylogenetic affinities of the extinct glyptodonts. Current Biology, 26(4), R155-R156.
7. Vinther, J., Nicholls, R., Lautenschlager, S., Pittman, M., Kaye, T. G., Rayfield, E., ... &; Cuthill, I. C. (2016). 3D camouflage in an ornithischian dinosaur. Current Biology, 26(18), 2456-2462.
6. Harrell, T. L., Pérez‐Huerta, A., &; Suarez, C. A. (2016). Endothermic mosasaurs? Possible thermoregulation of Late Cretaceous mosasaurs (Reptilia, Squamata) indicated by stable oxygen isotopes in fossil bioapatite in comparison with coeval marine fish and pelagic seabirds. Palaeontology, 59(3), 351-363.
5. Xing, L., McKellar, R. C., Xu, X., Li, G., Bai, M., Persons, W. S., ... &; Yi, Q. (2016). A Feathered Dinosaur Tail with Primitive Plumage Trapped in Mid-Cretaceous Amber. Current Biology. 26(24): 3352-3360.
4. Lyson, T. R., Rubidge, B. S., Scheyer, T. M., de Queiroz, K., Schachner, E. R., Smith, R. M., ... &; Bever, G. S. (2016). Fossorial origin of the turtle shell. Current Biology, 26(14), 1887-1894.
3. McCoy, V. E., Saupe, E. E., Lamsdell, J. C., Tarhan, L. G., McMahon, S., Lidgard, S., ... &; Vogt, S. (2016). The ‘Tully monster’is a vertebrate. Nature. doi:10.1038/nature16992
2. Plotnick, R. E., Smith, F. A., &; Lyons, S. K. (2016). The fossil record of the sixth extinction. Ecology letters. 19: 546-553.
Mención 1. Grazhdankin, D. (2016). Forbidden fruits in the Garden of Ediacara. PalZ, 90(4), 649-657.
Mención 2. Goodwin, M. B., & Evans, D. C. (2016). The early expression of squamosal horns and parietal ornamentation confirmed by new end-stage juvenile Pachycephalosaurus fossils from the Upper Cretaceous Hell Creek Formation, Montana. Journal of Vertebrate Paleontology, 36(2), e1078343.
1. Nutman, A. P., Bennett, V. C., Friend, C. R., Van Kranendonk, M. J., & Chivas, A. R. (2016). Rapid emergence of life shown by discovery of 3,700-million-year-old microbial structures. Nature, 537(7621), 535-538.
 Citas adicionales:
Blais, S. A., MacKenzie, L. A., &; Wilson, M. V. (2011). Tooth-like scales in Early Devonian eugnathostomes and the ‘outside-in’hypothesis for the origins of teeth in vertebrates. Journal of Vertebrate Paleontology, 31(6), 1189-1199.
Reeder, T. W., Townsend, T. M., Mulcahy, D. G., Noonan, B. P., Wood Jr, P. L., Sites Jr, J. W., &; Wiens, J. J. (2015). Integrated analyses resolve conflicts over squamate reptile phylogeny and reveal unexpected placements for fossil taxa. PLOS one, 10(3), e0118199.
Frair, W., Ackman, R. G., &; Mrosovsky, N. (1972). Body temperature of Dermochelys coriacea: warm turtle from cold water. Science, 177(4051), 791-793.
Horner, J. R., &; Goodwin, M. B. (2009). Extreme cranial ontogeny in the Upper Cretaceous dinosaur Pachycephalosaurus. PLoS One, 4(10), e7626.
Bower, D. M., Steele, A., Fries, M. D., Green, O. R., & Lindsay, J. F. (2016). Raman Imaging Spectroscopy of a Putative Microfossil from the∼ 3.46 Ga Apex Chert: Insights from Quartz Grain Orientation. Astrobiology, 16(2), 169-180.
Mojzsis, S. J., Arrhenius, G., McKeegan, K. D., Harrison, T. M., Nutman, A. P., & Friend, C. R. (1996). Evidence for life on Earth before 3,800 million years ago. Nature, (384), 55-9.
Schopf, J. W. (1993). Microfossils of the Early Archean Apex chert: new evidence of the antiquity of life. Science, 260(5108), 640-646. 

miércoles, 28 de diciembre de 2016

Palaeos cierra sus puertas

Todo cuanto inicia debe terminar. Es un principio físico y desde luego, la naturalidad de la vida humana. Bajo esta premisa simple, pero poderosa es que administro y publico en esta página. Es algo inevitable, especialmente cuando uno toma en cuenta todo lo que ha pasado recientemente. El blog lleva poco más de 7 años y en todo ese tiempo, no les había dicho esto. Principalmente, porque lo consideraba innecesario, pero creo que ya va siendo hora.

Gracias a todos por su apoyo.

Muchos de ustedes habrán notado la baja en las publicaciones y es que, había estado retrasando lo inevitable. Había estado practicando para este momento. Estimados lectores, amigos, incluso (por qué no), haters. Por medio de este post les quiero informar que Palaeos, la historia de la vida cierra sus puertas. Como dije, todo cuanto inicia debe terminar. Cuando uno abre una puerta, ésta debe cerrarse y hoy me toca aprender a hacerlo, pues aunque suene ególatra, yo soy Palaeos. Cerrar las puertas en estas fechas es especialmente importante para mí, ya que es justamente en diciembre cuando hace más frío y yo, soy muy friolento. Así que por ello, he decidido que de hoy en adelante, cerraré todas las puertas de la casa, caramba ¡qué frío hace!

Y ustedes ¿cierran sus puertas? Yo les recomiendo que lo hagan. Se meten muchos mosquitos y a veces, ladrones. Cuidado.

Feliz día de los inocentes.