Biologia
Origen de las plumas
¿Cómo evolucionaron las estructuras epidérmicas más complejas que se conocen? Investigación y Ciencia, la edición española de Scientific American, publica en el número de mayo la elegante teoría de Prum y Brush sobre el origen de las plumas. Ellos mismos escriben el artículo de divulgación, aunque si queréis echar un vistazo al paper científico, está disponible aquí. (No es especialmente difícil, y de todas maneras los abundantes esquemas y dibujos ayudan muchísimo)Fruto de la fascinante conexión evo-devo (evolución y desarrollo), la teoría parece estar teniendo una cálida acogida, entre otras cosas porque la evidencia de la biología molecular la apoya coherentemente. Aquí va un breve resumen con comentarios de mi cosecha:
En las aves, las plumas comienzan a desarrollarse como pequeñas "espinas" que surgen de la epidermis. Ése sería también el primer paso evolutivo: una novedad en la piel de un reptil (pues no se trata de una escama), pero de estructura muy sencilla. Los autores sitúan el origen de esas "espinas" en los dinosaurios terópodos primitivos, aunque podrían ser mucho más antiguas: hay un fósil chino que muestra largas fibras huecas sobre la cola, y pertenece a Psittacosaurus, un dinosaurio muy alejado de los terópodos. Estas espinas podrían endurecerse y agrandarse, adquiriendo una función de defensa, o bien hacerse flexibles y finas ¡Los pelos de Sinosauropteryx prima!
En el segundo estadio, la parte interior del tubo hueco se diferencia en varias fibras. Cuando la cubierta externa del tubo se rompe y se desprende (cosa que ocurre en las aves actuales), lo que queda es un haz de fibras simples, un mechón de "pelos" insertado en la base o cálamo. Los "pelos" de algunos dinosaurios de la formación Yixian (China), como Beipiaosaurus son de ese modo: haces de fibras unidas en la base.
El siguiente estadio es algo más complejo. Quedan dos cosas importantes por evolucionar en una pluma: el raquis (el eje central), y las bárbulas (ramitas que salen de las barbas y se entrecruzan, estabilizando el conjunto). ¿Qué se forma primero? Da igual: el orden de los estadios 3A y 3B no altera el resultado final: la pluma pennácea, que ya tiene ya la típica forma plana cuando sale de su espina-cascarón y se despliega. El raquis, según Prum y Brush, aparece porque las fibras empiezan a formarse helicoidalmente dentro del tubo. Eso crea una zona de fusión longitudinal (¡en ese pdf están los dibujos!) que se convierte en el tronco de la pluma. Las bárbulas se forman por una pequeña diferenciación de las fibras ya mencionadas, que les hace saltar a un nivel más de complejidad, y, de paso, mejorar el aislamiento térmico del animal.
Por deducción filogenética, muchos terópodos tendrían plumas con raquis, bárbulas, o ambas estructuras. El tiranosaurio podría ser uno de ellos, aunque a causa de su gran tamaño, es posible que el adulto quedara desnudo (las avestruces pierden las plumas del cuello y las patas durate su crecimiento, pues de lo contrario su cuerpo se recalentaría demasiado).
En el estadio 4, una nueva diferenciación de las bárbulas dar lugar al tercer nivel de ramificación: los ganchitos de tipo "velcro" que unen las bárbulas entre sí, impidiendo que la pluma se deshilache. Tenemos ya una señora pluma, idéntica a las que protegen y adornan el cuerpo de las aves actuales. Estas plumas, y también las del estadio anterior, pueden formar atractivos abanicos de colores, superficies que dan sombra a los huevos, extensiones que ayudan a cazar, a saltar, a planear... Sus posibilidades funcionales y evolutivas son enormes, pero tienen inconvenientes: El animal está obligado a "peinarlas" cada cierto tiempo, pues de lo contrario se quedan hechas un guiñapo.
Las aves cuidan sus plumas con el pico; la flexibilidad de su cuello les permite llegar a cada rincón emplumado. Sin duda, muchos dinosaurios terópodos no podían, y quizá por eso tuvieran sus plumas pennáceas restringidas a ciertas partes del cuerpo. Caudipteryx, aunque parece un tío muy flexible, las tiene principalmente en los brazos y la punta de la cola; el resto de su cuerpo está cubierto, si no me equivoco, con plumas del estadio 2.
Queda un sencillo refinamiento: en el estadio 5, la aparición de más barbas en una zona del tubo da lugar al desarrollo de una pluma asimétrica, como las que tienen en las alas las aves voladoras y también el probable planeador arborícola Microraptor. La pluma asimétrica es aerodinámica: el lado estrecho es más duro y está algo curvado; es el lado que corta el aire. En el jurásico, con Archaeopteryx, la conquista dinosauriana del cielo ya había comenzado.
Un comentario sobre las ilustraciones de Investigación y Ciencia:
¡Son espectaculares! El artista es Kazuhiko Sano, y ha logrado algo difícil: que los dinosaurios emplumados sigan pareciendo peligrosos e inquietantes; con el parentesco del pollo y el pato, pero sin su "ridiculez".
Como soy muy tiquismiquis, menciono dos detalles que podrían mejorarse. Las manos de Sinornithosaurus están "al revés": se doblan hacia atrás en lugar de hacia adelante. Y la cobertura del cuerpo es escasa, las plumas están pintadas tímidamente, dejando entrever la piel. ¡Pero ahí están los fósiles: estos bichos tenían un denso plumaje, un abrigo de calidad!
© El Paleo-freak
_________
*The evolutionary origin and diversification of feathers. Richard O. Prum & Alan H. Brush. Quarterly Review of Biology 77 (3):261-295 (2002)
2003-05-21 | Haz un comentario (hay 35)
Etiquetas:
Tuitear