La evolución de la endotermia explicaría la transición de los grandes dinosaurios a las aves modernas

Si bien aún es desconocido para muchos, es un hecho ya aceptado por la comunidad científica que todas las aves que vemos hoy descienden directamente de un grupo de dinosaurios –los terópodos- que fue reduciendo paulatinamente su tamaño a lo largo de miles y millones de generaciones. Sin embargo, las razones del por qué, y el cómo animales de sangre fría pasaron a ser de sangre caliente, son aún inciertas.

Investigadores del Centro de Ecología Aplicada y Sustentabilidad (CAPES) de la Universidad Católica de Chile y del Instituto de Ciencias Ambientales y Evolutivas de la Universidad Austral de Chile buscaron responder estas preguntas aplicando un modelo de transmisión de calor, comúnmente usado para el estudio de aves y mamíferos modernos, a este linaje de animales, extintos hace millones de años.

Sus conclusiones, de confirmarse, podrán dar luz sobre una de las transiciones evolutivas más enigmáticas de la historia.

El trabajo, encabezado por el fisiólogo evolutivo e investigador del CAPES, Enrico Rezende y publicado este mes en la revista Science Advances, sugiere que la disminución de tamaño observada en estos animales se explicaría por la transición que, por esa misma época, los llevó de la ectotermia a la endotermia.

Los organismos endotermos (sangre caliente) son aquellos capaces de regular y conservar su temperatura corporal interna con independencia de las condiciones del medio externo -aves y mamíferos-, a diferencia de los ectotermos (sangre fría) -como insectos, reptiles o peces-, que dependen de su entorno para mantener su temperatura constante.

Por esta razón, la actividad de un ectotermo está restringida por la temperatura; cuando hace frío, no se puede mover, o se puede mover muy poco, mientras que el endotermo sí puede hacerlo, pero a cambio de un altísimo gasto de energía.

La disminución del tamaño en estos dinosaurios, que terminó en la aparición de las aves, fue el atajo energético que encontró la evolución para hacer esa transición con el menor costo posible. (Foto: Mauricio Álvarez)

“El aumento y disminución de tamaño ocurre frecuentemente a lo largo del árbol evolutivo, en diversas especies, pero la miniaturización observada en el linaje de dinosaurios terópodos fue excepcional y consistente por varios millones de años. Encontramos que la diminución de tamaño compensa los costos energéticos de la evolución de la endotermia, que solo ha ocurrido dos veces en la historia de la vida en el planeta”, explica Rezende. Y agrega: “Y trajo al mundo a las aves y a los mamíferos”.

La evolución separada de la endotermia en aves y mamíferos es considerada una de las transiciones más significativas en la evolución de los vertebrados, y en un caso de convergencia único entre estos dos grupos, esencial en su rápida expansión por el planeta y su éxito ecológico.

La pregunta entonces, en palabras del fisiólogo, fue explicar por qué la selección natural pudo haber favorecido una estrategia que implica un costo de energía tan alto para el animal.

“Nosotros creemos que lo que pudo haber pasado es que la disminución del tamaño en estos dinosaurios, que terminó en la aparición de las aves, fue el atajo energético que encontró la evolución para hacer esa transición con el menor costo posible”.

Para llegar a esta conclusión, los investigadores analizaron la filogenia que va de los grandes terópodos (que tuvo entre sus miembros a representantes tan célebres como el Tyrannosaurus Rex) a las aves modernas, sobreponiendo a las distintas estimaciones de tamaño para cada especie del registro fósil sus propias estimaciones de metabolismo usando el modelo mencionado. “Lo que nosotros observamos al hacer esto es que el metabolismo va subiendo (factor que indica una transición a la endotermia) a medida que los tamaños van disminuyendo”, comenta Rezende.

Los investigadores también lograron estimar el momento histórico en que este cambio pudo haberse producido: hace 170 o 180 millones de años, en el período que va del Jurásico Temprano al Jurásico Medio.

Para Rezende, una manera relativamente sencilla de testear las conclusiones del estudio es analizar la distribución de los mismos fósiles estudiados y reconstruir las condiciones paleo climáticas de su época.

“Si se determina, por ejemplo, que un animal que según nuestras estimaciones era ectotermo vivía en climas fríos, eso claramente contradeciría nuestras conclusiones. Si en cambio el animal habitaba en entornos más bien cálidos, ciertamente apoyaría la validez de nuestra hipótesis”. (Fuente: UC/DICYT)