Archivo por meses: octubre 2015

Dinosaurios muy inteligentes

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Cuervo común o grande, Corvus corax. Caldera de Taburiente, Isla de La Palma.

Por José Luis Sanz. Catedrático de Paleontología de la UAM.

Los córvidos son una familia de dinosaurios terópodos manirraptores paseriformes que incluye algunas de las aves más visibles a los ojos humanos, como urracas, cuervos, grajillas, chovas, cornejas y arrendajos. Los primeros restos fósiles de la familia Corvidae proceden del Mioceno de Europa, hace unos 17 millones de años. En el Plio-Pleistoceno europeo pueden distinguirse tres especies diferentes del género Corvus, con tallas que oscilan desde la de una grajilla a la del cuervo grande o común. Diversos investigadores están convencidos de que existe un complejo proceso de coevolución entre los seres humanos, los lobos y los cuervos, primero en Europa y luego en Norteamérica. Se ha propuesto que los cuervos influyeron en la evolución de los patrones sociales de la humanidad primitiva. Existe la posibilidad incluso de que una de las razones de la domesticación del lobo haya sido su función para mantener  a raya los molestos cuervos de los grupos humanos. En definitiva, la interacción entre cuervos y seres humanos es muy antigua, uno de los factores que han determinado su gran presencia en la cultura. Creo que, hasta la actualidad, los humanos nos hemos sentido fascinados y motivados por los cuervos. Conozco varias personas que podrían contar acciones de estas aves que, a nuestros  ojos, nos pueden parecer asombrosas. Por ejemplo, Paloma y yo (y, en este caso, Paloma es una mujer).

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Un cuervo picudo, o de la selva (Corvus macrorhynchos), juega en un árbol del Parque Ueno de Tokio, Japón. Obsérvese el cuidado con el que transporta su juguete, una hojita, en su pico.

En Tokyo, en el magnífico Parque Ueno, una señora alimentaba cuervos como si fueran gatitos, en medio de la gente que, a un metro, se paraba a observar la íntima relación entre la mujer y las aves. Algo más tarde, en una zona del parque más tranquila, vimos a otro cuervo jugando. El pájaro recogía una frágil hojita del suelo con su pico, y luego volaba  a una rama situada a cierta altura. Soltaba la hojita, observaba su descenso, la volvía a recoger del suelo, y vuelta a empezar. Como un niño disfrutando con su paracaídas de juguete.

 

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Cuervo común “comiéndose” un coche. Aunque no son patos, los cuervos parecen realizar este tipo de “gansadas” para despertar la atención de la gente, y cobrar en comida por el espectáculo. Mirador de La Cumbrecita, Caldera de Taburiente, Isla de La Palma.

Paloma y yo también fuimos testigos de otro caso en el Mirador de La Cumbrecita, en la Caldera de Taburiente, Isla de La Palma. Un grupo de cuervos se paseaba entre los turistas sin ningún miedo. Uno de ellos, subido en un coche, mordía la parte de atrás del capó. Pensamos que estaría tratando de atrapar algún bichillo. Pero no. Luego nos hemos enterado de que los cuervos realizan las más estrambóticas acciones para llamar la atención de la gente y obtener comida. Entre dichas acciones, por ejemplo,  arrancar a picotazos las gomillas de la carrocería o chasis de los coches aparcados. O colgarse de una rama como en un acto circense y luego salir volando. Lo mismo que las estrellas del espectáculo, posan y se dejan fotografiar (y alimentar, claro) por los asombrados turistas.

 

En definitiva, los córvidos son animales sociales dotados de cerebros relativamente grandes. Y, por supuesto, tienen una elevada inteligencia, que ha sido comparada a la de gorilas y chimpancés. Este fascinante asunto será comentado en un próximo post.

Imágenes: http://cloudair.tumblr.com.

 

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Cuenca, un referente en el estudio de la vida en el Cretácico continental

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Reconstrucción en vida de Spinolestes, por Oscar Sanisidro.

Por José Luis Sanz. Catedrático de Paleontología de la UAM.

A estas alturas supongo que nadie duda de la capacidad de los yacimientos de Las Hoyas y Lo Hueco para proporcionar información relevante sobre la historia de la vida en los ambientes continentales del Cretácico. Durante los últimos meses las publicaciones sobre ambos yacimientos  han sido numerosas y relevantes. El pasado mes de septiembre  la prensa internacional recogió ampliamente la sorpresa del hallazgo en Las Hoyas de la angiosperma (plantas con flores) más antigua que se conoce. Su nombre es Montsechia, un elemento dominante de las praderas subacuáticas del humedal Las Hoyas, en donde vivía una amplia diversidad de otras plantas y animales. Los habitantes más famosos de Las Hoyas son dinosaurios no avianos y aves.

Un estudio reciente de Pepito (Concavenator) nos revela que los pies escamosos de las aves actuales ya existían en los dinosaurios de hace 125 millones de años. Las Hoyas continúa proporcionando información relevante sobre partes no esqueléticas de dinosaurios. De esta forma, se ha podido estudiar recientemente la estructura del ala de un ave, representada no solamente por sus huesos, sino también su piel (ala dérmica o patagio), músculos y plumas. Todo se conserva como si fuera de anteayer. La información proporcionada por este fósil confirma hipótesis anteriores sobre la gran capacidad de vuelo de las aves de Las Hoyas.
Pero no solo Las Hoyas ha proporcionado recientemente información relevante en el estudio de la vida en el Cretácico. En el yacimiento de Lo Hueco se han encontrado miles de huesos de dinosaurios cuyo estudio está aportando valiosos conocimientos sobre los saurópos titanosaurios. Incluso sobre algunos aspectos poco estudiados, como es el caso de su anatomía cerebral. Gracias a las modernas técnicas de Paleontología virtual en 3D sabemos que uno de los titanosaurios de Lo Hueco tenía una organización paleoneurológica relativamente simple, si consideramos que los titanosaurios son saurópodos derivados de gran éxito evolutivo. Recientemente se ha publicado un estudio parecido del neurocáneo, cerebro y oído interno, de otro titanosaurio de Lo Hueco. La caja craneana de este dinosaurio es una de las más completas del Cretácico Superior europeo.

El último estudio que vamos a comentar acaba de publicarse en la revista Nature.  Se trata de un fósil que mejora considerablemente nuestro conocimiento sobre cómo eran y cómo vivían determinados mamíferos primitivos del Cretácico Inferior. El animal, denominado Spinolestes, vivía en el humedal de Las Hoyas. Pertenece a los eutriconodontos, un linaje extinto del grupo corona de los mamíferos que vivió durante el Jurásico y el Cretácico. Se le calcula un tamaño de entre 52 a 72 gramos, semejante al de un didélfido actual, el colicorto patirrojo, una zarigüeya sudamericana.

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a) Holotipo de Spinolestes, Cretácico Inferior, Las Hoyas, Cuenca (contraplaca); “Pinna” = oreja. b) Detalle de una región de pelo denso en el cuello; AT, atlas. c) pelo y escamas dérmicas de queratina (SC) en una zona de la piel situada entre las vértebras dorsales 11ª a 14ª.d) Detalle de los folículos pilosos.

Uno de los aspectos más importantes del fósil de Spinolestes es su extraordinario estado de preservación. El ejemplar cuenta con un esqueleto completo articulado, pero además, elementos como piel, pelo, escamas de queratina y evidencias de algunos órganos viscerales como pulmones e hígado. Incluso preserva la orejilla izquierda. Determinados restos tegumentarios fósiles de mamíferos mesozoicos se conocen desde el Jurásico, pero siempre aparecen como impresiones o compresiones, lo que hace muy difícil obtener una información adecuada de su estructura. La evidencia de restos tegumentarios en Spinolestes está fosfatizada, lo que explica su magnífica preservación. De manera que el eutriconodonto conquense permite, por primera vez, reconocer detalles sobre diversos caracteres de la piel, en un mamífero, más allá del periodo terciario.

Spinolestes tenía una buena mata de pelo en el cuello, que se extendía a las regiones parietales y escapulares. También existían pelos finos y relativamente largos a lo largo de la línea dorsal, formando una cresta mediana que llegaba a la región caudal. La compleja diversidad de caracteres tegumentarios de Spinolestes es comparable a la que aparece en otros linajes del grupo corona de los mamíferos, aunque se trata de una evolución convergente, independiente.
Dentro de la caja torácica se pueden ver restos de los pulmones y también del hígado, separados por una zona interpretada como un diafragma muscular, en una disposición muy semejante a la de los mamíferos actuales, lo que indica un complejo aparato respiratorio. Determinados caracteres del esqueleto apendicular sugieren que Spinolestes no era una forma arborícola, como otros mamíferos mesozoicos estudiados en el registro fósil. Se trata probablemente de un animal terrestre con habilidades cavadoras potenciales. Sus hábitos podrían ser comparados con los de la musaraña acorazada actual, Scutisorex somereni.

Un último apunte para los dinomaníacos. Spinolestes es un pariente cercano, más pequeño,  del género Repenomamus. Hace unos años, la especie Repenomamus robustus (Cretácico Inferior, China) fue entronizada por el universo dinomaníaco como el primer mamífero conocido que comía dinosaurios.

 

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A vueltas con la temperatura de los dinosaurios

 

 

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Puesta fosilizada de huevos. © Luis Chiappe

Por Francisco Ortega, paleontólogo y profesor de Biología Evolutiva de la UNED. @frco_ortega.

Las aves, como los mamíferos, han sido tradicionalmente considerados animales de “sangre caliente”, a pesar de que este es un concepto resbaladizo, del que es difícil salir de forma sencilla y para cuya discusión me remitiré a una entrada previa del blog. Únicamente, y simplificando, vamos a considerar que aves y mamíferos son endotérmicos, es decir, capaces de mantener su temperatura corporal estable, e incluso por encima de la ambiental, regulándola con su metabolismo.

Hoy sabemos que existen muchas formas de regular la temperatura corporal (por eso dividir a los animales en “de sangre fría” y “de sangre caliente” resulta una simplificación excesiva). También que las aves adquirieron esa capacidad de forma independiente a los mamíferos, aunque no se ha definido con claridad en qué momento. Eso lleva a pensar que pudieron existir dinosaurios no avianos de sangre caliente y ha originado una de las grandes controversias sin resolver de los últimos años: cuándo aparece la endotermia en el linaje de las aves, qué dinosaurios pudieron ser endotérmicos (como sus representantes vivos), cuáles son ectotérmicos (como sus parientes lejanos, los cocodrilos o los lagartos) y que mecanismos de termorregulación se presentan en dinosaurios extintos.

La discusión no es trivial ya que el mecanismo de termorregulación es importante para inferir datos sobre la forma de vida y distribución de los dinosaurios que nos ayuden a entender su biología.

En el caso más sencillo, partiremos de la base de que los antepasados de los dinosaurios (y puede que alguna de las formas basales del linaje) son de “sangre fría” y que, en algún momento, un grupo adquirió la capacidad de termorregular y la transmitió a todos sus descendientes. La forma de trabajar con esta hipótesis es medir la temperatura corporal de los dinosaurios hasta encontrar el punto en el que se produce el cambio. De entrada parece complicado, pero con el tiempo se han desarrollado varias estrategias, y cada vez más precisas, de “ponerle un termómetro” al organismo vivo que dio lugar a un fósil.

Así, podrían ser endotérmicos aquellos animales que se interpretan como especialmente activos, cuyos análisis biomecánicos y cálculos de velocidad indican aparatos locomotores muy costosos en términos energéticos, que presentan altas tasas metabólicas con altas las tasas de crecimiento, que aparecen distribuidos en altas latitudes o que presentan una frecuencia en los ecosistemas más propias de animales de sangre caliente.

Aunque todos estos argumentos están siendo últimamente eclipsados por pruebas más directas: podemos medir la temperatura a la que se formó un resto orgánico analizando su composición química. Concretamente, las proporciones de isótopos de los elementos que lo componen, porque esas porporciones varían según las condiciones ambientales del momento en que se formó el resto.

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Fósil de huevo de titanosaurio. © Gerald Grellet-Tinner.

En este sentido, la revista Nature Communications publica esta semana un estudio en el que le ponen este termómetro a varios dinosaurios del Cretácico Superior con resultados, cuando menos, sorprendentes. La estrategia es sencilla: los autores asumen que la composición isotópica del carbonato de la cáscara de los huevos de los dinosaurios responde a la temperatura a la que se formaron en el oviducto de la hembra. Estudiando un mismo valor en restos de Argentina, Mongolia, Francia y España, los autores llegan a la conclusión de que, al menos, los huevos de saurópodos titanosaurios argentinos se produjeron en un oviducto a unos 37,6 grados, mientras que los de terópodos oviraptóridos de Mongolia lo hicieron a unos 31,9 grados.
Estos resultados son relativamente sorprendentes. Inicialmente refuerzan la idea de que los dinosaurios eran capaces de mantener temperaturas por encima de las ambientales y por lo tanto manejar algún tipo de endotermia. Sin embargo, en contra de lo que sería inicialmente previsible, los dinosaurios más cercanos a las aves (y mejores candidatos a tener la misma termoregulación), los oviraptóridos, no alcanzan los márgenes de temperatura de las aves modernas (entre 36 y 43 grados), ya que obtienen valores muy por encima de la temperatura ambiental, pero más bajos que los obtenidos por los grandes saurópodos (en principio candidatos a la “sangre fría” y parientes mucho más lejanos de las aves).

En principio habría que tomar estos datos (aún escasos) con cautela y esperar a tener más mediciones que resulten representativas, pero con estos resultados se refuerzan algunas ideas previamente formuladas: que los mecanismos de regulación de la temperatura en los dinosaurios eran mucho más complejos que el clásico “sangre fría”/”sangre caliente”, que los grandes saurópodos eran capaces de mantener una alta temperatura corporal probablemente utilizando su enorme volumen corporal para retener el calor (gigantotermia u homeotermia inercial)
y que la endotermia de las aves puede no estar extendida entre los dinosaurios carnívoros, aunque estos tendrían también mecanismos para mantener su temperatura por encima de la ambiental (quizás procesos de mesotermia aún no bien definidos).

De todas formas, lo que está claro es que aún es pronto para asegurar nada: la historia de la termorregulación dinosauriana parece muy compleja y la toma de la temperatura de los dinosaurios no ha hecho más que empezar.

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Otro dinosaurio ‘con cabeza’ en Lo Hueco

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Restos del titanosaurio estudiado y detalle de su cráneo.

 

Por Francisco Ortega, paleontólogo y profesor de Biología Evolutiva de la UNED. @frco_ortega.

Y no me refiero a su capacidad reflexiva. El equipo que trabajamos en el yacimiento conquense de Lo Hueco publicamos hoy en la revista Plos One un estudio que reconstruye la forma del cerebro, los nervios craneales, la arteria carótida y el oído interno de uno de los dinosaurios titanosaurios encontrados en el yacimiento de Lo Hueco. Este yacimiento se hizo célebre hace unos años, cuando las obras del AVE Madrid-Levante encontraron una enorme cantidad de dinosaurios a la altura de Fuentes, un pequeño municipio al sur de Cuenca.

La acumulación de restos de esqueletos de grandes titanosaurios en la traza de la vía resultaba espectacular (ver algunos de ellos identificados en el mapa de la excavación). El yacimiento mostraba claramente una acumulación excepcional de restos del titanosaurios, pero también presentaba singularidades en cuanto a su preservación: era uno de los pocos lugares en los que se podían encontrar individuos articulados (aunque fuesen parciales) en Europa y, por mucho, el lugar en el que eran más abundantes.  Pero también los fósiles presentaban una preservación tan excepcional que permitían reconocer elementos hasta ahora poco conocidos de estos animales en Europa.

 

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El cráneo objeto de estudio en mi derecha, y uno de Camarasaurus en mi izquierda.

Sabemos que existen dos tipos de titanosaurios en Lo Hueco, porque conocemos dos tipos de dientes, de vértebras y de huesos de las extremidades. Hace tres años se analizó la caja craneana de uno de estos tipos que probablemente los “dinofans” más fieles recuerden como el “lento y torpe gigantón de Cuenca”.

WBreconstrucion cerebro El análisis del cerebro de una segunda caja craneana del yacimiento ha resultado igualmente sorprendente. Como con la primera, hemos utilizado las técnicas de tomografía computerizada (un TAC semejante a los que se realizan con objeticos clínicos). Las cavidades de la caja craneana están rellenas de sedimento que responden de forma diferente a los rayos X que los restos óseos. Así que, tras miles de cortes radiográficos, estamos en condiciones de realizar una reconstrucción 3D de las cavidades del cráneo, es decir podemos inferir la forma de las distintas partes del cerebro y el oído, o el recorrido de los principales nervios y vasos sanguíneos.

Aunque va creciendo el número de dinosaurios de cuyos cerebros tenemos información, el grupo es aún relativamente escaso porque los cráneos son extremadamente frágiles y suelen destruirse con facilidad en el proceso de fosilización. Por eso, sobre todo cuando se consigue reconstruir la neuroanatomía de estos animales con el nivel de precisión que se ha conseguido en este caso, los datos resultan preciosos.

Como puede observarse en esta reconstrucción multimedia, el cráneo del segundo titanosaurio de Lo Hueco desvela caracteres comunes al resto de los saurópodos, como la presencia de una hipófisis desproporcionalmente grande en un cerebro 30 veces menor que el del ser humano. Pero también muestra particularidades menos comunes como la trayectoria del sexto nervio craneal fuera de la fosa pituitaria.

La información obtenida mediante el análisis del cráneo indica que el ejemplar pertenecería a una especie aún desconocida cuyos parientes más próximos conocidos estarían en Argentina y la India. De hecho, en términos evolutivos, este nuevo dinosaurio sería comparable a Jainosaurus, un titanosaurio que habitó en la India.

Una vez más, Lo Hueco resulta singular y, dado que el cráneo no apareció aislado, estamos trabajando sobre esta hipótesis de relación de parentesco mientras avanzamos con el estudio del resto del esqueleto.

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Las bacterias nos confirman el origen del vuelo

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Reconstrucción del enantiotnite cuya ala se ha encontrado en Las Hoyas. © Raúl Martín.

Por Francisco Ortega, paleontólogo y profesor de Biología Evolutiva de la UNED. @frco_ortega.

Existen pocos yacimientos en el mundo que entren dentro de la categoría de “depósito de conservación excepcional”. En ellos tenemos acceso, con exquisita precisión, a algunas estructuras que nos proporcionan información aparentemente inalcanzable de organismos desaparecidos hace millones de años. En muchos casos, estos yacimientos constituyen ventanas únicas a pequeños detalles imprescindibles para establecer los nexos con los que ligamos la narración de la historia de la vida.

El yacimiento de Las Hoyas, en la Serranía de Cuenca, es sin duda uno de estos yacimientos. Las rocas que lo forman son calizas litográficas resultantes de la sedimentación en un humedal hace unos 125 millones de años (durante el Cretácico Inferior). Sobre el yacimiento aparecen esta semana dos publicaciones relevantes y que muestran claramente la singularidad de Las Hoyas.

En la primera, se describe cómo se consiguen las especiales condiciones de preservación de los fósiles. Para determinarlas, se ha recurrido a un largo experimento de simulación de los procesos que afectan a cadáveres de peces en condiciones acuáticas controladas. En el segundo, la espectacular preservación del brazo de una pequeña ave permite especificar la estructura de sus músculos y tendones, para concluir que hace ya 125 millones de años era capaz de usar las plumas de su ala como lo hacen las aves actuales.

Pero vayamos por partes. En primer lugar, ¿dónde reside el secreto de la preservación en este yacimiento? Pues fundamentalmente en las condiciones de fosilización, que incluyen una rápida incorporación de los restos orgánicos a tapetes bacterianos. Estos tapetes son unas biopelículas compuestas por microorganismos que se desarrollan en medios sedimentarios (entre otros, las películas verdes que se forman en los charcos cuando comienzan a secarse). En determinadas condiciones, son capaces de biomineralizar los tejidos blandos de organismos, y lo que ha descrito el equipo de Las Hoyas es precisamente un modelo que puede explicar la excepcional preservación de los fósiles en el yacimiento. En condiciones controladas han conseguido observar cómo los tapetes bacterianos forman un sarcófago que envuelve los cadáveres de peces en el fondo de un medio acuático. En un primer paso, las bacterias invaden todos los tejidos del pez, pero después, las condiciones químicas favorecen que se produzca la precipitación de un silicato de magnesio parecido al talco. Este rellena el espacio ocupado por los tejidos internos y huesos del pez, “copiando” con todo detalle su forma. Se supone que un proceso de biomineralización análogo a éste explicaría la preservación excepcional de los tejidos de los fósiles de Las Hoyas.

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Fósil de Las Hoyas, en el que se aprecian las huellas de plumas.

En cuanto al segundo protagonista de la semana en Las Hoyas, se trata del brazo de una pequeña ave enantiornita. Las Hoyas es célebre por alguno de los primeros hallazgos de este tipo de aves, un primitivo linaje extinto que ha aportado mucha información sobre el origen dinosauriano de las aves. Este brazo muestra por primera vez la disposición y relación entre los tejidos blandos del brazo y las plumas en estas aves de hace 125 millones de años. Mediante el uso de microscopía electrónica de barrido y espectroscopía de rayos X se ha identificado la estructura del anclaje muscular y tendinoso de las plumas en el brazo y se ha podido establecer que es muy similar al de las aves actuales. Tenemos así una evidencia robusta para inferir que la función de las plumas del brazo de las enantiornites sería semejante a la de las aves modernas, insistiendo en la idea de que este grupo de aves primitivas ya volaban como las aves actuales.

Parece mentira que un simple tapete bacteriano  resulte una cápsula del tiempo tan eficaz…

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