Buscar

MUNDIARIO

Las plumas fósiles revelan cómo los dinosaurios tomaron vuelo

La evidencia molecular revela cómo las proteínas clave que forman las plumas, se volvieron más ligeras y flexibles con el tiempo.

Las plumas fósiles revelan cómo los dinosaurios tomaron vuelo
Las plumas fósiles revelan cómo los dinosaurios tomaron vuelo. / Sciencemag.org.
Las plumas fósiles revelan cómo los dinosaurios tomaron vuelo. / Sciencemag.org.

Sara Rada

Periodista.

Los científicos saben desde hace tiempo que muchos de los primeros dinosaurios, los antepasados ​​de las aves de hoy en día, estaban cubiertos de plumas, probablemente por su calor y para atraer a sus compañeros, pero nadie sabe exactamente cuándo, y cómo, estos dinosaurios con plumas volaron.

Ahora, la evidencia molecular de los fósiles de dinosaurios emplumados revela cómo las proteínas clave que forman las plumas se volvieron más ligeras y flexibles con el tiempo, a medida que los dinosaurios no voladores se convirtieron en voladores, y más tarde, en aves.

Todos los animales terrestres modernos con columna vertebral tienen queratinas, proteínas que componen todo, desde las uñas y el pico hasta las escamas y las plumas. En los humanos y otros mamíferos, las α-queratinas forman los filamentos de diez nanómetros de ancho que forman el cabello, la piel y las uñas. En los cocodrilos, tortugas, lagartos y aves, las β-queratinas forman los filamentos más estrechos y rígidos que forman garras, picos y plumas.

Utilizando los genomas completos de docenas de aves vivas, cocodrilos, tortugas y otros reptiles, los científicos han construido durante la última década un árbol familiar de estos animales basado en cómo sus β-queratinas cambiaron con el tiempo. Entre las revelaciones: las aves modernas han perdido la mayor parte de sus α-queratinas, pero las β-queratinas en sus plumas se han vuelto más flexibles, gracias a la falta de una capa de aminoácidos de glicina y tirosina que hacen que las garras y los picos sean rígidos. Esto sugiere que la transición al vuelo requiere que se realicen ambos cambios.

Ahora, los investigadores han demostrado esto directamente al analizar las queratinas α y β en un puñado de fósiles excepcionalmente conservados de China y Mongolia. Los investigadores, liderados por los paleontólogos Pan Yanhong de la Academia de Ciencias de China en Beijing y Mary Schweitzer de la Universidad Estatal de Carolina del Norte en Raleigh, diseñaron anticuerpos separados para unirse a segmentos de identificación de varias proteínas α y β de queratina conservadas en las plumas fosilizadas de cinco especies que vivieron entre 160 millones y 75 millones de años. Los anticuerpos se marcaron con etiquetas fluorescentes que se iluminan cada vez que se unen a sus objetivos.

Las plumas de Anchiornis, un dinosaurio de plumas de tamaño cuervo que vivió hace 160 millones de años, se encendieron para revelar la β-queratina flexible truncada que se encuentra en las aves modernas, informan los investigadores en las Actas de la Academia Nacional de Ciencias, pero los dinosaurios, que son anteriores a la primera ave reconocida, Archaeopteryx, por diez millones de años, tenían aún más α-queratinas, que en gran parte están ausentes de las plumas de las aves en la actualidad.

Dado que, además de las diferencias estructurales reveladas por el análisis de microscopía electrónica, es probable que las plumas de Anchiornis no fueran adecuadas para el vuelo, dice Schweitzer, pero representan una etapa intermedia en la evolución hacia las plumas de vuelo.

Las plumas fosilizadas de un dinosaurio pequeño que no vuela, de 130 millones de años, llamado Shuvuuia (que no es un antepasado de las aves actuales) revelan que, como las aves modernas, carecía de α-queratinas, pero a diferencia de los Anchiornis, sus plumas aún estaban formadas por las β-queratinas más grandes y rígidas.

"Estamos comenzando a descubrir el patrón de mosaico de la evolución de las plumas", dice Schweitzer, que sugiere que la transición de las plumas al vuelo requiere tanto las mutaciones que eliminaron la mayoría de las α-queratinas como las β-queratinas flexibles truncadas.

"Este tipo de trabajo es el sueño de todo biólogo evolutivo", dice Matthew Greenwold, un biólogo evolutivo de la Universidad de Carolina del Sur en Columbia, que ayudó a construir el anterior árbol genealógico de la β-queratina.

Tomado junto con la evidencia genética moderna, el nuevo hallazgo sugiere que durante la transición al vuelo, el gen de la queratina β se duplicó muchas veces en los genomas de algunos dinosaurios. A medida que los animales evolucionaron, algunas de las copias adicionales se transformaron en la forma truncada que hizo posible el vuelo.

Eso no solo permitió que dinosaurios con plumas como el Archaeopteryx recorriera los cielos hace unos 150 millones de años, sino que también dio origen a todos los cuervos, pinzones, estorninos y águilas que tenemos con nosotros hoy en día.  @mundiario