Aves de Gondwana
Un exhaustivo estudio paleobiológico realizado por un equipo argentino de investigación analiza las variaciones morfológicas de todos los registros de huellas fósiles de aves halladas en el súpercontinente de Gondwana, a partir de una novedosa metodología que introduce el concepto de “icnodisparidad” para explicar, desde el hemisferio sur, las grandes tendencias macroevolutivas de las aves.
Un ambicioso trabajo impulsado por paleontólogos y paleontólogas de Exactas UBA permitió analizar las variaciones en la forma de las huellas de todas las aves de Gondwana, el gran bloque continental que durante millones de años ocupó el hemisferio sur del planeta, a partir de una novedosa metodología que introduce el concepto de “icnodisparidad” para el estudio de rastros fósiles de vertebrados, buscando explicar las grandes tendencias macroevolutivas y resolver algunas incógnitas que todavía persisten en la historia de las aves.
“En el mundo animal hay, además de la diversidad, algo que se llama ‘disparidad’, un concepto popularizado hace unos años por el paleontólogo Stephen J. Gould. La diversidad habla de las especies, y la disparidad, de qué tan diferentes son las especies entre sí. Por ejemplo, nosotros, primates, nos parecemos mucho a los monos, no somos tan dispares. Pero hay otros grupos que sí tienen grandes diferencias corporales. Hay aves con las que yo trabajo que, aun siendo especies distintas, son muy difíciles de distinguir, parecen todas iguales, pero hay diferencias mínimas, en el color del plumaje, por ejemplo. Ahí casi no hay disparidad”, explica Martín Ezequiel Farina, integrante del Grupo de Estudios Paleobiológicos en Ambientes Continentales que funciona en el Instituto de Estudios Andinos “Don Pablo Groeber” (IDEAN, UBA – CONICET) y quien llevó adelante el estudio publicado en la prestigiosa revista Scientific Reports, del grupo Nature.
Luis Buatois y Gabriela Mangano, reconocidos icnólogos graduados en Exactas UBA, trabajan desde hace años en el Departamento de Ciencias Geológicas de la Universidad de Saskatchewan, en Canadá, y fueron los primeros en aplicar el concepto de “icnodisparidad” para el análisis de las trazas fósiles de invertebrados. Durante una estancia de investigación en ese país, bajo la mentoría de Buatois y Mangano, Farina empezó a contemplar la idea de extender el concepto al campo de los vertebrados y, en particular, a las aves.
Ya no se trata de ver cuántas especies tenemos sino de entender cómo varían, y así establecer un patrón evolutivo.
“Este ‘tubo’ –dice Farina, señalando una muestra de roca– tiene un nombre diferente a este otro, pero ¿son realmente tan distintos en términos de disparidad?” se pregunta Farina. Habla de “tubos” para referirse a los trazos fósiles. Porque las huellas no son sólo un dibujo plano que queda grabado en la superficie. Tienen profundidad. Dedos y garras que se hunden y dejan marcas en los distintos sustratos, profundas e intactas, y sus formas pueden inferirse de la forma de esos “tubos”.
“Hay, digamos, especies ‘hermanas’: algunas son muy distintas y tienen mucha variedad corporal, y otras son muy similares –continúa–. Puede haber mucha diversidad y muy poca disparidad, o al revés, escasa diversidad y una enorme disparidad. Ya no se trata de ver cuántas especies tenemos sino de entender cómo varían, y así establecer un patrón evolutivo, observar si hubo o no diversificación a lo largo del tiempo, y comprender qué camino siguió esa evolución. Puede haber habido una morfología muy eficiente, que se mantuvo con mínimos cambios, aunque generando muchas especies distintas. O bien, por el contrario, especies muy dispares entre sí”. Farina advierte que en este campo de análisis no debería hablarse de “especies” sino de “icnoespecies”, identificadas y designadas a partir de huellas.
La icnodisparidad en rastros fósiles se define entonces como la variación cualitativa en los patrones morfológicos de las impresiones de las pisadas, en este caso, de las aves. “El trabajo la propone como un indicador útil para detectar probables umbrales funcionales o ecológicos en la evolución aviana, para analizar radiaciones evolutivas y caracterizar patrones macroevolutivos”, explica el paleobiólogo que es, además, comunicador científico y comediante, “más o menos en ese orden”.
“Lo que hice –sigue Farina– fue adaptar ese concepto a la icnología de vertebrados. Entonces, ya no miro los nombres, es decir, la diversidad que presentan las huellas. Lo que observo es la disparidad en el diseño arquitectónico del pie del ave, según sus características anatómicas: cuántos dígitos tiene cada huella, la orientación de los dedos, si tiene la membrana interdigital completa, qué tamaño tiene. A partir de esos parámetros, elaboré una clasificación de los distintos tipos de arquitectura pedal, y sobre ese criterio diseñé una gran base de datos que abarca todos los registros de huellas de aves de Gondwana, o sea, de todo el hemisferio sur, a lo largo de 80 millones de años, desde el Cretácico inferior, que comenzó hace unos 143 millones de años, hasta la actualidad”.
Farina elaboró una clasificación de los distintos tipos de arquitectura pedal y sobre ese criterio diseñó una gran base de datos que abarca todos los registros de huellas de aves de Gondwana.
El estudio –del que también participaron Buatois y Mangano y las investigadoras Verónica Krapovickas y Claudia Marsicano, directora y codirectora de la tesis de Farina, quienes lo incentivaron a armar la base de datos– analizó las huellas fósiles halladas en un total de 23 formaciones geológicas de Gondwana, el súpercontinente que reunía en un solo bloque a Sudamérica, África y Madagascar, la India, Australia y Nueva Zelanda y Antártida.
Farina explica que los morfotipos más antiguos eran predominantemente de gran tamaño. Con el paso del tiempo, los morfotipos pequeños pasaron a ser los dominantes. “Desde luego, en icnología, el tamaño es un tema que involucra cierta arbitrariedad –advierte–. Cuando en la huella se determina presencia o ausencia, de un dígito, por ejemplo, no hay dudas. Para definir qué es ‘grande’ y qué es ‘chico’, nuestro estudio fija valores a partir de un icnotaxón base, que surge de la literatura previa, pero tiende a ser un valor subjetivo”.
Durante el Eoceno (entre 56 y 34 millones de años atrás), la variedad morfológica no presentó grandes cambios respecto de la del Cretácico Superior (hace entre 100 y 66 millones de años), “lo que sugiere más un recambio ecológico que una expansión funcional”.
Una elevada icnodisparidad, señala, podría asociarse con el llamado Óptimo Climático del Eoceno Temprano, el pico de temperatura media global registrado en esa época geológica de la Tierra. “Hay una evidente correlación entre ese momento climático y el momento en que las aves empiezan a dispersarse y diversificarse”.
De los 23 sitios donde se colectaron trazos fósiles de aves en el hemisferio sur, 17 están en la Argentina.
Pero es el Mioceno (entre 23 y 5 millones de años) el período que concentra en el registro de huellas fósiles el mayor nivel de icnodisparidad, con la reaparición de arquitecturas pedales de gran tamaño vinculadas a aves cursoriales o corredoras, lo que respalda la teoría de la expansión de estas especies hacia espacios abiertos.
La expansión de estas aves de gran tamaño del genero Rhea, ancestros de los ñandúes, “se asocia al proceso de aridización, que genera ambientes más secos, reemplazando bosques por pastizales. En esos espacios más abiertos empiezan a instalarse las grandes aves corredoras. Y esa correlación con el ambiente que se aridiza, que se ve en nuestra base de datos, coincide plenamente con los registros fósiles óseos”.
Ya en el Pleistoceno (entre 2,58 millones de años y 11.700 años atrás), desaparecen las formas tridáctilas pequeñas, propias de pequeños pájaros con el cuarto dedo atrofiado o ausente. “Y surge por primera vez la arquitectura palmada de gran tamaño, lo que indica un nuevo episodio de recambio ecológico, reemplazando a otras arquitecturas presentes”, agrega Farina.
No hay en Gondwana registros de huellas zigodáctilas, es decir, de extremidades que tuvieran dos dedos hacia adelante y dos hacia atrás. La explicación es sencilla: “Es una arquitectura del pie diseñada para aferrarse, y tiene lógica que esas aves, que estaban en los árboles, raramente dejaran huellas en el sedimento húmedo, a menos que bajaran, pisaran y volvieran a levantar vuelo. Ese subregistro es un sesgo de la disciplina icnológica”.
El trabajo pretende ir más allá de la icnología y busca indagar en las grandes preguntas aún sin respuesta sobre la evolución de las aves, un área en la que aún quedan muchos baches.
De los 23 sitios donde se colectaron trazos fósiles de aves en el hemisferio sur, 17 están en la Argentina. “Somos, en ese sentido, una ‘maravilla’ biológica –señala el autor–, porque hay un componente geológico muy importante y también porque tenemos el recurso humano y nos ocupamos de hacerlo. Claro, el desfinanciamiento actual de la ciencia en el país y la fuga de cerebros imponen muchas trabas”.
El impacto del paper, sostiene Farina, se debe a la implementación de una metodología ciertamente novedosa. Tras una serie de revisiones que lo fueron llevando a modificar y optimizar el enfoque analítico, concentró sus esfuerzos en el diseño de la exhaustiva base de datos –que constituyó, al cabo, la parte final de su tesis de doctorado–, y el respaldo de Buatois y Mangano fue crucial en la decisión de enviar el trabajo a Scientific Reports, una de las revistas más citadas del mundo. El trabajo, dice, pretende ir más allá de la icnología, y busca indagar en las grandes preguntas aún sin respuesta sobre la evolución de las aves, un área del conocimiento paleontológico en la que quedan muchos “baches”.
“Una de esas cuestiones todavía no del todo resueltas es cuándo se produce la radiación de las aves. Sabemos que aparecen en el Jurásico. En el Cretácico hay una radiación, o sea, se expanden, pero hay dos teorías al respecto. Una dice que la radiación ocurre antes del límite K/Pg (Cretácico/Paleógeno), es decir, antes de la caída del meteorito, que las aves ya estaban y resultaron poco afectadas. Otra dice que sí fueron afectadas, y que hay una radiación posterior al meteorito. Lo que nosotros vemos es que la icnodisparidad era relativamente elevada antes y después de ese límite. No hubo cambios, o fueron mínimos. Esto significa un aporte a la teoría que sostiene que la radiación ya se había producido, y que la extinción masiva no supuso un gran ajuste en la evolución de las aves”.
Ahora, el desafío –en el que Farina que se halla embarcado desde el año pasado– es aplicar estos criterios interpretativos, producidos desde el hemisferio sur, en un estudio que busque evidencias evolutivas a escala global, en colaboración con colegas de todo el mundo.
