La mayor\u00eda de nosotros nunca podr\u00e1 ver las grandes maravillas de la naturaleza en persona. No veremos el ojo colosal de un calamar, tan grande como una pelota de basquetbol, pero hay una maravilla natural que casi todos podemos ver con solo salir: dinosaurios que usan sus plumas para volar. <\/p>\n
Las aves son tan comunes que es f\u00e1cil dar por sentada su herencia de dinosaurios y el plumaje ingenioso que las mantiene en el aire. Para soportar la fuerza del aire que se le opone, una pluma para vuelo tiene una forma asim\u00e9trica: el borde frontal es delgado y r\u00edgido; el posterior, largo y flexible. Para elevarse, un ave solo debe inclinar sus alas y ajustar el flujo de aire encima y debajo de ellas.<\/p>\n
Las alas de los aviones explotan algunos de los mismos trucos aerodin\u00e1micos. Sin embargo, el ala de un ave es mucho m\u00e1s. Desde el eje central de una pluma se extiende una serie de barbas delgadas, de las cuales brotan barbillas m\u00e1s peque\u00f1as, como si fueran ramas de un \u00e1rbol, alineadas con ganchos peque\u00f1os. Cuando estos se sujetan con los ganchos de las barbillas vecinas crean una red estructural muy ligera pero notablemente fuerte. Cuando un ave se limpia las plumas con el pico, las barbas se separan f\u00e1cilmente y despu\u00e9s vuelven a su lugar.<\/p>\n
El origen de este mecanismo maravilloso es uno de los misterios evolutivos m\u00e1s perdurables. En 1861, justo dos a\u00f1os despu\u00e9s de que Darwin publicara El origen de las especies, los trabajadores de una cantera en Alemania desenterraron f\u00f3siles espectaculares de un ave del tama\u00f1o de un cuervo llamada Archaeopteryx, que vivi\u00f3 hace 150 millones de a\u00f1os. Ten\u00eda plumas y otros rasgos de los p\u00e1jaros vivos, pero tambi\u00e9n vestigios de un pasado reptiliano, como dientes en la boca, garras en sus alas y una cola larga y huesuda. Igual que los f\u00f3siles de ballenas con patas, el Archaeopteryx parec\u00eda capturar un momento de una metamorfosis evolutiva crucial. \u201cEs un gran caso para m\u00ed\u201d, le confi\u00f3 Darwin a un amigo. <\/p>\n
El caso habr\u00eda sido m\u00e1s significativo si los paleont\u00f3logos hubieran podido encontrar una criatura m\u00e1s antigua, dotada de plumas m\u00e1s primitivas, algo que buscaron en vano durante el siguiente siglo y medio. Mientras tanto, otros cient\u00edficos buscaban esclarecer el origen de las plumas al examinar las escamas de los reptiles modernos, los parientes vivos m\u00e1s cercanos a las aves. Tanto escamas como plumas son planas, as\u00ed que quiz\u00e1 las escamas de los antepasados de las aves se estiraron, generaci\u00f3n tras generaci\u00f3n. Despu\u00e9s puede que los bordes se deshebraran y separaran, convirti\u00e9ndose en plumas verdaderas.<\/p>\n
Tambi\u00e9n tiene sentido que este cambio ocurriera como adaptaci\u00f3n para poder volar. Imaginemos los antepasados de las aves como peque\u00f1os reptiles escamosos de cuatro patas que viv\u00edan en las copas de los \u00e1rboles y saltaban de \u00e1rbol en \u00e1rbol. Si sus escamas se alargaron, les proporcionaron m\u00e1s y m\u00e1s elevaci\u00f3n, lo que habr\u00eda permitido que las protoaves planearan un poco m\u00e1s lejos cada vez. Tal vez m\u00e1s tarde los brazos se convirtieron en alas que pod\u00edan mover hacia arriba y hacia abajo, transform\u00e1ndolos de planeadores a verdaderos y poderosos voladores. En pocas palabras, la evoluci\u00f3n de las plumas pudo haber ocurrido al mismo tiempo que la evoluci\u00f3n del vuelo.<\/p>\n
Esta noci\u00f3n de que las plumas condujeron al vuelo se empez\u00f3 a desenredar en los a\u00f1os setenta del siglo XX, cuando el paleont\u00f3logo de Yale, John Ostrom, observ\u00f3 similitudes sorprendentes entre los esqueletos de las aves y los de dinosaurios terrestres conocidos como ter\u00f3podos, grupo en el que est\u00e1n incluidos monstruos taquilleros como el Tyrannosaurus rex y el Velociraptor. Ostrom sostiene que resulta evidente que las aves son descendientes vivos de los ter\u00f3podos. Sin embargo, muchos de los ter\u00f3podos conocidos tienen piernas grandes, brazos cortos y colas largas y gruesas, una anatom\u00eda que dif\u00edcilmente esperar\u00edamos encontrar en una criatura que salta entre los \u00e1rboles.<\/p>\n
En 1996, paleont\u00f3logos chinos ofrecieron un apoyo sorprendente a la hip\u00f3tesis de Ostrom. Se trataba del f\u00f3sil de un ter\u00f3podo peque\u00f1o de brazos cortos de hace 125 millones de a\u00f1os, el Sinosauropteryx, que ten\u00eda una caracter\u00edstica extraordinaria: una capa de filamentos delgados y huecos que le cubr\u00edan lomo y cola. Por fin hab\u00eda evidencia de plumas primitivas verdaderas en un ter\u00f3podo que corr\u00eda en el suelo. En pocas palabras, el origen de las plumas tal vez no tuviera que ver con el origen del vuelo.<\/p>\n
Poco despu\u00e9s, los paleont\u00f3logos empezaron a encontrar cientos de ter\u00f3podos emplumados. Con tantos f\u00f3siles por comparar, empezaron a armar una historia m\u00e1s detallada de la pluma. Primero llegaron los filamentos simples. Despu\u00e9s, diferentes linajes de ter\u00f3podos desarrollaron varios tipos de plumas, algunas parecidas al plumaje esponjoso de algunas aves actuales, otras a barbas ordenadas de forma sim\u00e9trica. Otros ter\u00f3podos portaban listones r\u00edgidos de filamentos anchos, nada parecidos a las plumas de las alas vivas.<\/p>\n
Los filamentos largos y huecos de los ter\u00f3podos presentaban un problema. Si eran plumas primitivas, \u00bfc\u00f3mo evolucionaron a partir de las escamas? Afortunadamente, hoy d\u00eda hay ter\u00f3podos con plumas similares a hebras: los polluelos beb\u00e9s. Todas las plumas de un polluelo en desarrollo empiezan como cerdas que salen de la piel; es despu\u00e9s que se separan en formas m\u00e1s complejas. En el embri\u00f3n del ave, estas cerdas salen de segmentos de piel peque\u00f1os llamados placodas. Un aro de c\u00e9lulas de crecimiento r\u00e1pido sobre la placoda forma una pared cil\u00edndrica que se convertir\u00e1 en la cerda.<\/p>\n
Los reptiles tambi\u00e9n tienen placodas, pero en el embri\u00f3n de un reptil cada una intercambia genes que provocar\u00e1n que las c\u00e9lulas de la piel solo crezcan en el borde posterior de la placoda, lo que a la larga formar\u00e1 las escamas. A finales de los noventa del siglo XX, Richard Prum y Alan Brush, desarrollaron la idea de que la transici\u00f3n de escamas a plumas pudo depender de un cambio simple en las \u00f3rdenes gen\u00e9ticas dentro de las placodas, lo que caus\u00f3 que sus c\u00e9lulas crecieran verticalmente a trav\u00e9s de la piel en vez de horizontalmente. Una vez que los filamentos se desarrollaron, se necesitaron modificaciones menores para producir plumas cada vez m\u00e1s elaboradas.<\/p>\n
Hasta hace poco se cre\u00eda que las plumas aparecieron por primera vez en un miembro primitivo del linaje de los ter\u00f3podos que nos lleva hasta las aves. Sin embargo, en 2009 cient\u00edficos chinos anunciaron el descubrimiento de una criatura con cerdas en la espalda, el Tianyulong, en la rama de los ornitisquios del \u00e1rbol geneal\u00f3gico de los dinosaurios, el pariente m\u00e1s lejano de los ter\u00f3podos. Esto plante\u00f3 la sorprendente posibilidad de que el ancestro de todos los dinosaurios tuviera plumas parecidas a cabellos, que algunas especies perdieron posteriormente, durante su evoluci\u00f3n. El origen de las plumas podr\u00eda remontarse todav\u00eda m\u00e1s lejos si se confirma que la \u201cpelusa\u201d hallada en algunos pterosaurios son plumas, pues estos reptiles voladores comparten un ancestro todav\u00eda m\u00e1s antiguo con los dinosaurios.<\/p>\n
Hay una posibilidad a\u00fan m\u00e1s sorprendente. Los parientes vivos m\u00e1s cercanos de aves, dinosaurios y pterosaurios son los lagartos y cocodrilos. Aunque es obvio que hoy estas bestias escamosas no tienen plumas, el descubrimiento en los lagartos del mismo gen involucrado en la formaci\u00f3n de las plumas de las aves sugiere que quiz\u00e1 sus ancestros s\u00ed las ten\u00edan, hace 250 millones de a\u00f1os, antes de que los linajes se separaran. As\u00ed que, seg\u00fan algunos cient\u00edficos, lo que hay que preguntarse no es c\u00f3mo obtuvieron las aves sus plumas, sino c\u00f3mo las perdieron los lagartos.<\/p>\n
Si las plumas no se desarrollaron en principio para volar, \u00bfqu\u00e9 otras ventajas ofrec\u00edan a las criaturas que las ten\u00edan? Algunos paleont\u00f3logos sostienen que pudieron empezar como un aislante t\u00e9rmico.<\/p>\n
Otra hip\u00f3tesis ha cobrado fuerza en a\u00f1os recientes: las plumas primero se desarrollaron para ser vistas. Las plumas de las aves actuales tienen una amplia gama de colores y patrones, con brillos iridiscentes, franjas y manchas.<\/p>\n
Un pavo real despliega su cola iridiscente, por ejemplo, para atraer a la hembra. La posibilidad de que los ter\u00f3podos desarrollaran plumas para realizar alg\u00fan tipo de exhibici\u00f3n tuvo gran aceptaci\u00f3n en 2009, cuando los cient\u00edficos empezaron a observar m\u00e1s de cerca su estructura. Descubrieron sacos microsc\u00f3picos en el interior de las plumas, llamados melanosomas, que en su forma corresponden precisamente a las estructuras asociadas con los colores espec\u00edficos de las plumas de las aves vivas. Los melanosomas est\u00e1n tan bien conservados que los cient\u00edficos pueden reconstruir el color de las plumas de los dinosaurios. Por ejemplo, parece que la cola del Sinosauropterix ten\u00eda franjas rojas y blancas.<\/p>\n
Sin importar cu\u00e1l haya sido el prop\u00f3sito original de las plumas, probablemente ya exist\u00edan millones de a\u00f1os antes de que cualquiera de los linajes de dinosaurios las empezara a usar para volar. Actualmente, los paleont\u00f3logos estudian con sumo cuidado a los ter\u00f3podos, los parientes m\u00e1s cercanos de las aves, en busca de pistas sobre c\u00f3mo ocurri\u00f3 la transici\u00f3n. Una de las maravillas recientemente descubiertas es el Anchiornis, de m\u00e1s de 150 millones de a\u00f1os de antig\u00fcedad. Del tama\u00f1o de una gallina, ten\u00eda plumas en los brazos con porciones blancas y negras, lo que creaba un patr\u00f3n con franjas similar al de un gallo de concurso en una feria agropecuaria. En la cabeza ostentaba una corona roja y brillante. La estructura de las plumas del Anchiornis era casi id\u00e9ntica a la de las plumas para volar, salvo que aquellas eran sim\u00e9tricas y no asim\u00e9tricas. Sin el delgado y r\u00edgido borde gu\u00eda debieron ser muy d\u00e9biles para volar.<\/p>\n
Sin embargo, lo que a las plumas les faltaba en fuerza lo compensaban con cantidad. El Anchiornis ten\u00eda una cantidad vergonzosa de plumas. Le sal\u00edan en brazos, piernas e incluso dedos de las patas. Es posible que la selecci\u00f3n sexual condujera la evoluci\u00f3n de este plumaje extravagante de la misma manera como conduce actualmente la evoluci\u00f3n de las colas de los pavos reales. Y as\u00ed como sus colas largas y pesadas representan una carga para los pavos reales, es posible que las extravagantes plumas del Anchiornis tambi\u00e9n fueran una carga, literalmente.<\/p>\n
Corwin Sullivan y sus colegas en el Instituto de Paleontolog\u00eda y Paleoantropolog\u00eda de los Vertebrados en Pek\u00edn encontraron una forma en que el Anchiornis pudo haber solucionado su problema. En los ter\u00f3podos que se relacionan m\u00e1s de cerca con las aves vivas, un hueso particular de la mu\u00f1eca ten\u00eda forma de cu\u00f1a, lo que les permit\u00eda doblar los brazos. El hueso de la mu\u00f1eca del Anchiornis ten\u00eda tan pronunciada la forma de cu\u00f1a que pod\u00eda doblar sus brazos a los lados, manteniendo las plumas de estos lejos del suelo mientras caminaba. Las aves modernas usan un hueso similar en el vuelo, juntando sus alas con sus cuerpos durante el aleteo hacia arriba. Si Sullivan y sus colegas est\u00e1n en lo cierto, esta caracter\u00edstica crucial del vuelo evolucion\u00f3 mucho tiempo antes de que las aves empezaran a volar. Es un ejemplo de lo que los bi\u00f3logos de la evoluci\u00f3n llaman exaptaci\u00f3n: tomar prestada una parte antigua del cuerpo para un trabajo nuevo. <\/p>\n
La forma como la transici\u00f3n ocurri\u00f3 finalmente contin\u00faa generando un debate acalorado. Algunos cient\u00edficos sostienen que los dinosaurios emplumados desarrollaron el vuelo desde el suelo hacia arriba, aleteando con sus brazos emplumados mientras corr\u00edan. Otros cuestionan esta noci\u00f3n al se\u00f1alar que las \u201calas de las patas\u201d en el Anchiornis y otros parientes cercanos de las aves ser\u00edan un estorbo para correr. Estos investigadores reviven la idea de que las protoaves utilizaban las plumas para ayudarse a saltar desde los \u00e1rboles, planear y finalmente, volar.<\/p>\n
Del suelo hacia arriba, de los \u00e1rboles hacia abajo, \u00bfpor qu\u00e9 no las dos? Seg\u00fan Ken Dial, investigador del vuelo en la Universidad de Montana, en Missoula, el vuelo no evolucion\u00f3 en un mundo de dos dimensiones. Dial ha encontrado que en muchas especies el polluelo aletea sus alas rudimentarias a fin de ganar tracci\u00f3n cuando huye de depredadores en planos inclinados, como troncos de \u00e1rboles o acantilados, pero el aleteo tambi\u00e9n ayuda a estabilizar el inevitable regreso del polluelo hacia terrenos bajos. A medida que joven ave madura, este descenso controlado cede su lugar al vuelo. De acuerdo con Dial, quiz\u00e1 el camino que el polluelo toma en su desarrollo es el mismo que su linaje sigui\u00f3 en la evoluci\u00f3n; lo lograron, por as\u00ed decirlo, al vuelo.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"
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