Los ojos de anomalocaris

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Anomalocaris. Reconstrucción por Katrina Kenny, Universidad de Adelaide

Anomalocaris es un enigmático animal extinto que habitó los mares del Cámbrico, hace poco más de quinientos millones de años. Su nombre significa “camarón anómalo, o anormal” y le fue impuesto precisamente por su extraño aspecto. Con poco más de un metro de largo, una de las especies de anomalocaris fue el organismo más grande que se conoce de su tiempo, y se piensa que se trataba de un depredador que se alimentaba de trilobites y otros organismos de la fauna del Cámbrico.

En la década de los ochenta, Stephen Jay Gould y algunos otros prominentes paleobiólogos llegaron a pensar que Anomalocaris pertenecía a un grupo de especies (un phylum o filo) que se había extinguido, porque no parecía encajar bien en ninguno de los filos tradicionales. Sin embargo, poco a poco comenzó a acumularse evidencia que sugería que los anomalocaris y otros extraños organismos marinos del Cámbrico eran parientes de los artrópodos, o incluso miembros de este filo.

En 2011 se informó sobre el descubrimiento de unos fósiles de Anomalocaris en los que se había preservado con gran detalle la estructura de los enormes ojos que tenían estos animales. El análisis del material mostró que se trataba de verdaderos ojos compuestos, como los que poseen los artrópodos. Más aun, resultó que se trataba de ojos de gran complejidad, formado cada uno por al menos dieciséis mil celdillas, o lentes, individuales. Esto muestra que la capacidad visual de Anomalocaris debió haber sido al menos tan fina como la de algunos insectos de hoy en día, como las libélulas.

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Este descubrimiento no sólo corroboró el hecho de que Anomalocaris perteneció a la misma línea evolutiva que los artrópodos, sino que además demostró que el ojo compuesto apareció en una fase temprana de la evolución de ese grupo y que desde hace más de quinientos millones de años ya existían versiones muy sofisticadas de ese órgano.

Existe ya consenso en que Anomalocaris y otros extraños habitantes de los mares cámbricos, como Opabinia,  pueden clasificarse como artrópodos o al menos como un grupo muy cercano a ellos. En contra de lo que pensaba Gould, los anomalocaris no formaban parte de un filo desaparecido; al contrario, pertenecieron al linaje evolutivo más exitoso, al menos en número de especies, en la historia de la vida en la tierra.

Referencias

  • Paterson, J. R., García-Bellido, D. C., Lee, M. S., Brock, G. A., Jago, J. B., & Edgecombe, G. D. (2011). Acute vision in the giant Cambrian predator Anomalocaris and the origin of compound eyes. Nature, 480: 237-240.
  • Ver también el capítulo III de Crónicas de la extinción y esta página sobre Anomalocaris
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El cerebro de un animal extinto, el tilacino

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El tilacino (Thylacinus cynocephalus) era el animal carnívoro más grande de la historia reciente de Australia. Del tamaño de un perro mediano, compartía con los verdaderos carnívoros (los mamíferos del orden Carnivora) varios rasgos de morfología, conducta y tipo de alimentación. Por su aspecto y por su comportamiento se le llamó también lobo o tigre de Tasmania; sin embargo, se trataba en realidad de un marsupial.

Cuando los inmigrantes europeos llegaron a Oceanía en el siglo xviii, el tilacino era ya una especie extremadamente rara que pronto desapareció de Australia y quedó restringida a la isla de Tasmania. En las primeras décadas del siglo xx se extinguió en forma silvestre y los últimos sobrevivientes de la especie vivieron sus últimos años en cautiverio. El último individuo, llamado Benjamin, murió en el zoológico de Hobart, en Tasmania, el 7 de septiembre de 1936.

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Benjamin, el último de los tilacinos. Imagen de Wikipedia

Los relatos de los aborígenes y de los primeros inmigrantes europeos, así como unas cuantas filmaciones que existen indican que el tilacino era un animal de relativa gran inteligencia —al menos en comparación con otros marsupiales— que mostraba un comportamiento complejo, similar al de los perros y lobos. Asimismo, la morfología del cráneo y del esqueleto motor sugieren que el animal era un verdadero depredador que probablemente emboscaba a sus presas,  como lo muestra el trabajo de de Borja Figueirido y Christine Janis.

Un estudio reciente demostró que la estructura del cerebro del tilacino tenía un mayor desarrollo en el tilacino que en otros marsupiales. Gregory Berns y Ken Ashwell pudieron examinar un par de cerebros de tilacino preservados hace más de cien años y demostraron no sólo un tamaño relativo mayor sino una mayor complejidad en ellos que en cerebros de otro marsupial, el demonio de Tasmania (Sarcophilus harrisii). Asimismo, los investigadores encontraron en el cerebro del tilacino un especial desarrollo en las áreas relacionadas con la planeación y la toma de decisiones. Esto indica, a decir de Berns y Ashwell, que el tilacino era en efecto un depredador activo que buscaba y acechaba sus presas, a diferencia del demonio de Tasmania, que es principalmente un animal carroñero.

El estudio nos muestra cómo se puede seguir aprendiendo sobre la biología de las especies muchos años después de su extinción.

Referencias
Berns, G. S. y Ashwell, K. W. S. (2017) Reconstruction of the cortical maps of the Tasmanian tiger and comparison to the Tasmanian devil. PLoS ONE, 12:e0168993.

Figueirido, B. y Janis, C. M. (2011) The predatory behaviour of the thylacine: Tasmanian tiger or marsupial wolf? Biology Letters, 7,:937–940.

Menzies, B. R., Renfree, M. B., Heider, T. et al. (2012) Limited genetic diversity preceded extinction of the Tasmanian tiger. PLoS ONE, 7: e35433.

Las aves ya graznaban en el Mesozoico

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Vegavis iaai. dinopedia.wikia.com

 

La primera parte del episodio IV de las Crónicas de la extinción trata sobre la evolución de las aves y de uno de los caracteres únicos de la línea evolutiva de los dinosaurios y las aves, la pluma. Otra característica única de las aves modernas es la siringe, el órgano que les permite producir sonidos complejos, desde los graznidos de los patos y los chillidos de las águilas hasta los elaborados cantos de los cenzontles y las voces imitativas de los pericos.

La siringe es una estructura formada por pliegues rígidos asociados con anillos mineralizados, los que al vibrar producen sonidos sin necesidad de cuerdas vocales, como las de los mamíferos. Se localiza en la base de la tráquea, justo donde este órgano de la respiración se bifurca para continuar hacia los pulmones.

Hasta el año pasado se habían encontrado sólo unos cuantos restos fósiles que podían identificarse como siringes, y todos son relativamente recientes, de menos de dos y medio millones de años de antigüedad. Julia A. Clarke, de la Universidad de Texas en Austin, y sus colaboradores reportan en un número reciente de Nature el descubrimiento de restos de siringe en material fósil hallado en la Antártida y que corresponde con un ave de la familia de los patos y gansos (Vegavis iaai) de finales del Cretácico (entre 69 y 66 millones de años en el pasado).

Este descubrimiento muestra que los ancestros de los patos y gansos ya habían desarrollado en el Cretácico la capacidad de emitir sonidos complejos. Los investigadores especulan que la siringe completa pudo haber surgido relativamente tarde en la evolución de las aves, después de la capacidad de volar y probablemente en asociación con otras modificaciones del sistema respiratorio.

Es posible, sin embargo, que el órgano —en una forma menos desarrollada— haya estado presente en otras aves más antiguas y en otros dinosaurios. Si es así, las escenas que nos presentan las películas de la serie Parque Jurásico, en las que los tiranosaurios y los raptores son capaces de emitir terroríficos rugidos, podrían estar apegados a la realidad.

Referencias
Clarke, J.A., Tambussi, C.P., Noriega, J.I., Erickson, G.M. y Ketcham, R.A. (2005). Definitive fossil evidence for the extant avian radiation in the Cretaceous. Nature, 433: 305-308.

Clarke, J. A., Chatterjee, S., Li, Z. et al. (2016) Fossil evidence of the avian vocal organ from the Mesozoic. Nature, 538: 502-505.


El nombre Vegavis significa “ave de [la isla] Vega”, en referencia a la isla antártica en donde se han hallado los dos fósiles conocidos de la especie. El apelativo iaai deriva de las siglas del Instituto Antártico Argentino.

Megafauna y humanos probablemente coexistieron por miles de años en Australia

Megafauna y humanos probablemente coexistieron por miles de años en Australia

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Reconstrucción de Zygomaturus trilobus por Nobu Tamura, Wikipedia

Como se explica en el episodio vi de las Crónicas de la extinción, se piensa que la extinción de la megafauna australiana coincidió con la llegada del ser humano, hace poco más de cuarenta y siete mil años. En Australia, la megafauna pleistocena —el conjunto de animales de gran tamaño que existieron hasta hace unos pocos miles de años—consistía principalmente de marsupiales gigantescos, pero incluía también aves de gran talla y enormes reptiles. La gran mayoría de los miembros de esta fauna desaparecieron poco tiempo después de la llegada de los primeros humanos, y se ha inferido que su extinción fue consecuencia directa de la explotación de sus poblaciones por parte de los humanos.

Un trabajo reciente de Michael Westaway y sus colaboradores presenta evidencia contraria a ese escenario tradicional. El equipo examinó un fósil muy bien preservado de Zygomaturus trilobus, un gigantesco marsupial del Pleistoceno australiano. Por su posible aspecto y tamaño —unos dos y medio metros de largo y un cuarto de tonelada de peso—, así como por sus hábitos semiacuáticos, se ha comparado a Zygomaturus con un hipopótamo pigmeo. Se trataba, sin embargo, de un animal emparentado con los mucho más pequeños wombats y koalas de la Australia actual.

El equipo de Westaway usó dos técnicas independientes para establecer la edad del fósil. Tanto la técnica de luminiscencia como la de datación con uranio radiactivo mostraron que el fósil se formó hace unos 35 000 años.1  Antes de este estudio, se pensaba que Zygomaturus  había desaparecido hace 47 000 años, es decir, coincidiendo con el arribo de Homo sapiens a Australia.  La zona de donde proviene el fósil  (la Región de los Lagos Willandra en Nueva Gales del Surha sido habitada sin interrupción por poblaciones humanas desde la llegada del hombre a Australia. Por tanto, concluyen Westaway y sus colegas, Zygomaturus y humanos coexistieron allí por miles de años, quizá por más de diecisiete milenios.

Aunque se trata de un primer caso, el estudio de Westaway y colegas sugiere la posibilidad de que el curioso Zygomaturus y otros miembros de la megafauna australiana hayan podido existir junto con los humanos por miles de años. También pone en tela de juicio la idea de que la actividad humana —a través de la cacería y explotación desmedida— fue la principal causa de la extinción de los gigantes del Pleistoceno australiano.  Será necesario, sin embargo, aguardar los resultados de otros estudios, pues existe mucha evidencia en otros sitios de que la desaparición de varias especies se dio apenas unos cuantos años luego de la llegada del ser humano a Australia (ver Australia: huevos de ganso gigante para la cena en la página 143 de Crónicas de la extinción).

Westaway, M. C., Olley, J. y Grün, R. (2017) At least 17,000 years of coexistence: Modern humans and megafauna at the Willandra Lakes, South-Eastern Australia. Quaternary Science Reviews, 157:206-211.

 La técnica de luminiscencia arrojó un intervalo de antigüedad de entre 33.3  y 36.7 milenios; la de uranio mostró una posible edad de entre 31.9 y 32.9 milenios. .

Obamadon y la extinción K – Pg

Obamadon y la extinción K – Pg

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Fotografía oficial de Barack Obama 2012

En un par de días, Barack Obama terminará su periodo como el cuadragésimo cuarto presidente de los Estados Unidos de América. Mucho tiempo atrás, hace sesenta y seis millones de años, llegó al final de su existencia una especie de reptil cuyo nombre científico, Obamadon gracilis, hace honor al presidente saliente.

En 2012, Nicholas Longrich y sus colaboradores examinaron una serie de fósiles de reptiles escamados (lagartijas y serpientes) provenientes de depósitos de finales del periodo cretácico de Norteamérica. Los investigadores encontraron varias especies hasta entonces desconocidas, entre las que se encontraba un lagarto de unos treinta centímetros de largo, cuya dentadura —sólida, limpia y de gran tamaño— les recordó la del sonriente presidente Obama. No dudaron en acuñar el nombre genérico Obamadon para el animal, ni para agregar el epíteto gracilis —que significa delgado, fino o sencillo en latín— como nombre específico.

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Lagartijas del Cretácico. Obamadon es la de enfrente. Carl Buell, Universidad de Yale

El estudio de Longrich y sus colaboradores mostró que las lagartijas y serpientes formaban un grupo muy diverso durante el Cretácico (entre 145 y 66 millones de años en el pasado), por lo que puede inferirse que coexistieron exitosamente con sus parientes evolutivos, los dinosaurios. Como se detalla en el episodio iv de las Crónicas de la extinción, al final de ese periodo se extinguió la gran mayoría de las especies de dinosaurios, sobreviviendo sólo un pequeño grupo de ellos que millones de años después se diversificó para dar origen a las aves modernas.

Longrich y sus colegas hallaron que la fauna de escamados del Cretácico sufrió también pérdidas importantes durante el evento de extinción K-Pg —que es el nombre técnico para lo que se conoce popularmente como «la extinción de los dinosaurios»—. De las treinta especies que identificaron en los depósitos del Cretácico (K), sólo cinco aparecen también en los estratos del Paleógeno (Pg), que es la división geológica inmediatamente posterior al periodo cretácico. Esto quiere decir que el resto de las especies, que representan un 83% del total, se extinguieron durante el evento K-Pg. Obamadon fue una de esas víctimas.

El patrón que encontró el equipo de Longrich es similar al de otros grupos de animales que como conjunto sobrevivieron al evento K-Pg, pero que perdieron porcentajes importantes de sus especies. Se calcula, por ejemplo, que de los tiburones y los mamíferos que existían a finales del Cretácico se extinguió más del 70% de las especies. En la mayoría de los grupos las especies más vulnerables a la extinción fueron las de mayor tamaño, como Omabadon entre las lagartijas y, por supuesto, los dinosaurios no aviares.

La extinción masiva del final del Cretácico se desencadenó muy probablemente como consecuencia del choque contra la Tierra de un asteroide, el mismo que dejó como huella el cráter de casi doscientos kilómetros cuyo centro se encuentra cerca del pueblo de Chicxulub, en la Península de Yucatán. La gigantesca explosión que se produjo y los violentos fenómenos asociados —terremotos, tsunamis, fuegos, caída de material incandescente, entre otros— seguramente causaron la extinción inmediata de un buen número de especies.

Sin embargo, fueron los cambios ambientales a largo plazo los que llevaron a la extinción a la mayoría de las especies. En particular, se piensa que el material que se inyectó en la atmósfera tras la explosión del asteroide provocó cambios drásticos en el clima y prácticamente detuvo la fotosíntesis a nivel planetario. Un estudio reciente, de Julia Brugger y sus colaboradores, propone que los aerosoles sulfatados podrían haber provocado una caída de la temperatura global promedio de más de 26 grados Celsius, y que estos efectos podrían haber tardado cerca de treinta años en revertirse. El destino de Obamadon y de miles o millones de otras especies podría haber sido sellado por un final gélido.

El 20 de enero de 2017 comenzará para Estados Unidos y para el mundo un periodo que podría ser catastrófico. Si los parientes evolutivos de Obamadon que sobrevivieron al evento K-Pg pudieron recuperar su esplendor luego del mayor cataclismo en la historia del planeta, ¿podremos nosotros sortear los años oscuros que se avecinan?

Referencias

Brugger, J., Feulner, G. y Petri, S. (2017) Baby, it’s cold outside: Climate model simulations of the effects of the asteroid impact at the end of the Cretaceous. Geophysical Research Letters, en prensa.

Longrich, N. R., Bhullar, B.-A. S. y Gauthier, J. A. (2012) Mass extinction of lizards and snakes at the Cretaceous–Paleogene boundary. Proceedings of the National Academy of Sciences, 109, 21396-21401.

 

¿Un festín de perezoso?

megaterioEl menú del banquete anual del Club de Exploradores  incluía en 1951 un platillo muy especial: “carne asada de un animal prehistórico”, de un perezoso gigante, una bestia extinta desde hace miles de años. Estas cenas, que reunían a la élite de los exploradores y descubridores de la época, se habían ya hecho famosas por ofrecer inauditos manjares, como ojos de carnero, penes de bisonte, tarántulas fritas, etc. Aquella vez, se afirmaba que los organizadores habían logrado traer la carne prehistórica desde los congelados parajes de Alaska.

 Aquella cena fue tan exitosa que uno de los miembros del club conservó un trozo de la carne en un frasco de museo, con el rótulo “carne de megaterio”. El frasco permaneció almacenado en diferentes museos hasta que en 2015 unos estudiantes de la Universidad de Yale decidieron usar las técnicas modernas de análisis de ADN para comprobar la identidad de la supuesta carne de megaterio. [El megaterio fue un perezoso gigante único de Sudamérica, pero en los años 50 se llamaba “megaterio” también al eremoterio, una especie similar de América del Norte].

Los jóvenes investigadores compararon fragmentos de ADN extraído del pedazo de carne del famoso banquete con muestras tomadas tanto de animales modernos como de algunos mamíferos extintos, como el mamut lanudo y un perezoso.

¿Realmente se sirvió carne de perezoso gigante en el banquete del Club de Exploradores de 1951?

La respuesta, amigo mío, está flotando en el viento, y se encuentra en el episodio VI de las Crónicas de la Extinción,  titulado “Un banquete pleistoceno: la megafauna de la Era de Hielo”.

Iridio y los dinosaurios

Iridio y los dinosaurios

En 1979, un equipo multidisciplinario de la Universidad de California en Berkeley encontró una anomalía en sedimentos correspondientes al final del Cretácico, hace 66 millones de años. Justo en una delgada capa de arcilla que marca el fin de la era mesozoica (de la que el Cretácico es el último periodo) y el comienzo de la cenozoica, los investigadores encontraron una concentración altísima de iridio, un metal extraordinariamente raro en la corteza terrestre. En cambio, en sedimentos más antiguos —plenamente cretácicos— y más recientes —correspondientes al Paleógeno, el periodo más antiguo del Cenozoico— la concentración de iridio era mucho más baja, apenas detectable con los instrumentos disponibles en la época.

iridio-77A partir de esta observación, Luis W. Alvarez — un físico de partículas galardonado con el Premio Nobel— llegó a una conclusión asombrosa: Los dinosaurios se habían extinguido hace 66 millones de años como consecuencia de la colisión contra la Tierra de un objeto espacial, un asteroide o cometa. Alvarez pudo calcular que tal cuerpo interplanetario debió haber tenido entre 7 y 10 kilómetros de diámetro.

¿Cómo es posible pasar de una observación sobre la concentración de iridio en sedimentos geológicos a una hipótesis revolucionaria sobre la extinción de los dinosaurios?

La historia completa es parte del episodio IV de las Crónicas de la extinción, pero el razonamiento es relativamente sencillo:

  1. El iridio es extraordinariamente raro en la corteza terrestre, pero relativamente abundante (o, más bien, mucho menos raro) en los asteroides.
  2. Es entonces razonable pensar que el iridio encontrado en los sedimentos, justo al final del Cretácico, tenía que provenir de un asteroide o algún otro cuerpo espacial.
  3. Para que el iridio se sedimentara en forma uniforme, tenía que haber estado en forma de polvo flotando en la estratosfera.
  4. Para formar tal polvo, el asteroide tenía que haber provocado una gran explosión al chocar contra la Tierra.
  5. La explosión, y la subsecuente nube de material flotando en la atmósfera, debió haber provocado cambios en las condiciones ambientales a nivel mundial.
  6. Estos cambios radicales en el clima y la ecología globales debieron causar la extinción de un gran número de especies.
  7. El tiempo de la extinción de los dinosaurios coincide perfectamente con la antigüedad de los sedimentos con la anomalía de iridio.
  8. Por tanto, es razonable pensar que la anomalía de iridio es una evidencia tangible de la colisión de un asteroide que posiblemente haya desencadenado una serie de eventos que concluyeron con la extinción de los dinosaurios y de muchos otros organismos.

La fórmula que usó Alvarez para deducir el tamaño del asteroide es muy sencilla:
formula-alvarez

M es la masa calculada del asteroide, s es la concentración por área de iridio en el sedimento, A es la superficie del planeta Tierra, f es la concentración de iridio en los cuerpos espaciales y 0.22 es la fracción del material expulsado por el volcán Krakatoa que alcanzó la estratosfera.

Con los datos de concentración de iridio que se midieron en los sedimentos del final del Cretácico, Alvarez calculó que el asteroide debió haber medido al menos 7 kilómetros de diámetro y tal vez hasta 10. Años más tarde, usando modelos desarrollados por otros científicos, Alvarez calculó que la colisión de un asteroide de ese tamaño debió haber producido un cráter de unos 200 km de diámetro.

La búsqueda de tal cráter y su hallazgo en lo que hoy en día es la costa norte de la península de Yucatán son los temas de otra de la Crónicas de la extinción