¿Cómo fue la transición de los dinosaurios a las aves? El vínculo entre la reducción de tamaño y la evolución a la “sangre caliente”

Existe consenso en la comunidad científica de que las aves actuales descienden directamente de un grupo de dinosaurios, conocidos como terópodos, los que fueron reduciendo paulatinamente su tamaño a lo largo de miles y millones de generaciones. Sin embargo, las razones del por qué y cómo se produjo este cambio son aún inciertas.

Para hallar respuestas, un grupo de investigadores del Centro de Ecología Aplicada y Sustentabilidad (CAPES) de la Universidad Católica y del Instituto de Ciencias Ambientales y Evolutivas de la Universidad Austral de Chile, publicó un estudio en la revista Science Advances, el cual sugiere que la paulatina disminución de tamaño de estos dinosaurios pudo haber sido el vehículo para su evolución de animales de sangre fría a sangre caliente.

El trabajo, encabezado por el fisiólogo evolutivo e investigador de CAPES, Enrico Rezende, sugiere que la disminución de tamaño observada en los dinosaurios se explicaría por la transición que, por esa misma época, los llevó a cambiar la forma en la que regulan su temperatura corporal para poder sobrevivir, pasando de la ectotermia a la endotermia.

Por un lado, los animales endotermos o de “sangre caliente” – grupo donde se encuentran las aves y mamíferos – son aquellos capaces de regular y conservar su temperatura corporal interna con independencia de las condiciones del medio externo. Por otro lado, los organismos ectotermos o de “sangre fría” – como insectos, reptiles o peces – dependen de su entorno para mantener su temperatura constante.

De esta manera, la actividad de un ectotermo está restringida por la temperatura, por lo que 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 que requiere, por ejemplo, que se alimente con frecuencia.

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

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

Por ello, uno de los objetivos es 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 se refiere al desarrollo evolutivo general de las especies – desde los grandes terópodos, con representantes 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 a través de un modelo de transmisión de calor, comúnmente usado para el estudio de aves y mamíferos modernos.

“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 180 o 170 millones de años, en el período que va del Jurásico Temprano al Jurásico Medio.

Para el científico de la Universidad Católica, una manera relativamente sencilla de testear las conclusiones del estudio es analizar la distribución de los mismos fósiles estudiados y reconstruir las condiciones paleoclimáticas 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”.