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| Cuartos traseros de codorniz embrionaria obtenidos mediante microscopía confocal de barrido láser. El esqueleto está en verde, los nervios en azul y los músculos en rojo. La pelvis de este embrión de codorniz acaba de transformarse en una configuración de ave relativamente "moderna". (Crédito: Christopher T. Griffin y Bhart-Anjan S. Bhullar) |
Las aves vivas tienen cuerpos sustancialmente modificados respecto a la condición ancestral de los reptiles. La pelvis de las aves (hueso de la cadera), en particular, experimentó importantes cambios durante la transición de los primeros arcosaurios (dinosaurios más cocodrilos) a las aves vivas. Esta transformación escalonada está bien documentada por un excelente registro fósil; sin embargo, las alteraciones del desarrollo que subyacen a ella son menos conocidas. En una nueva investigación, científicos de la Universidad de Yale utilizaron técnicas de imagen embriológica para examinar los tejidos pélvicos de las aves en 3D, lo que permite una comparación directa con el registro fósil.
"Todas las aves, en sus primeros años de vida, poseen esta forma de dinosaurio", dijo el autor principal, el Dr. Bhart-Anjan Bhullar, investigador del Departamento de Ciencias de la Tierra y Planetarias y del Museo Peabody de Historia Natural de la Universidad de Yale.
"Luego, en el último momento, es como si recordara que es un pájaro y necesita la pelvis de un pájaro".
En su estudio, el Dr. Bhullar y sus colegas observaron el desarrollo de la pelvis en caimanes, pollos domésticos, codornices japonesas, tinamúes chilenos y periquitos, y compararon sus etapas de desarrollo con las de los dinosaurios, incluido el Archaeopteryx.
Marcaron la pelvis embrionaria con anticuerpos para buscar las proteínas que se expresan en el cartílago en desarrollo, el tejido conectivo, los músculos del esqueleto y los nervios.
A continuación, los investigadores crearon imágenes en 3D de la pelvis, los músculos y los nervios con microscopios confocales y tomografía computarizada.
Descubrieron que la pelvis de las aves es un ejemplo de "adición terminal", un mecanismo biológico en el que los rasgos ancestrales aparecen en un animal hasta una fase avanzada de su desarrollo.
"Esto fue una sorpresa, porque muchos rasgos importantes en la transición de dinosaurio a ave, como el pico del ave, se observan al principio del desarrollo embrionario de un ave", dijo el primer autor, el Dr. Christopher Griffin, investigador postdoctoral en el Departamento de Ciencias de la Tierra y Planetarias y el Museo Peabody de Historia Natural de Yale en la Universidad de Yale, y en el Departamento de Geociencias de Virginia Tech.
"Fue inesperado encontrar que estas etapas iniciales del desarrollo del ave se parecen tanto a la pelvis de un dinosaurio primitivo".
"Durante sólo dos días, el embrión en desarrollo cambia de una manera que refleja cómo cambiaron en la evolución, pasando de parecerse a un dinosaurio primitivo a parecerse a un ave moderna".
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| Periquito embrionario con imágenes obtenidas mediante microscopía confocal de barrido láser. El esqueleto está en verde, los nervios en azul y los músculos en rojo. La pelvis de este pájaro embrionario se parece a la de dinosaurios anteriores como el Velociraptor. (Crédito: Christopher T. Griffin, Daniel Smith-Paredes y Bhart-Anjan S. Bhullar) |
La pelvis es el núcleo del cuerpo de las aves. Recorre toda la longitud de la estructura aviar, englobando el torso, a la vez que permite al ave ponerse de pie, moverse y soportar el peso de todo su cuerpo.
"El cuerpo de las aves está increíblemente modificado en prácticamente todos los aspectos para crear una máquina voladora optimizada", dijo el Dr. Bhullar.
"Sus estructuras corporales están fuertemente limitadas por las necesidades del diseño aeronáutico".
Los científicos también examinaron los músculos y nervios aviares relacionados con el desarrollo de la pelvis.
El desarrollo de esos sistemas no estaba sincronizado con el de los huesos, lo que implica que cada sistema estaba algo desacoplado de los demás.
"Nuestros datos aportan pruebas de que la pelvis aviar, cuyo desarrollo temprano ha sido poco estudiado, evolucionó a través de la adición terminal, un mecanismo por el que se añaden nuevos estados apomórficos al final de una secuencia de desarrollo, dando lugar a la expresión de estados de carácter ancestrales anteriores en esa secuencia", señalan los autores.
"La integración fenotípica que hemos detectado sugiere un mecanismo de adición terminal no reconocido anteriormente e insinúa que la retención de estados ancestrales en el desarrollo es común durante las transiciones evolutivas".
Fuentes, créditos y referencias:
C.T. Griffin et al. The developing bird pelvis passes through ancestral dinosaurian conditions. Nature, published online July 27, 2022; doi: 10.1038/s41586-022-04982-w
Fuentes: Universidad de Yale, SciNews