Los paleontólogos todavía están desconcertados sobre por qué los dinosaurios se calentaron

Laelaps
Una pintura de 1897 de Charles R. Knight que representa a dos dinosaurios llamados «Laelaps» en una pelea enérgica, lo que sugiere que pueden haber sido de sangre caliente. Carlos R. Caballero

Los dinosaurios parecían listos para destrozarse unos a otros. En 1897, el famoso artista de la naturaleza Charles R. Knight representó a un par de dinosaurios carnívoros llamados “ Laelaps ” en un combate mortal . Con las garras y los dientes al descubierto, estos reptiles escamosos fueron capturados en medio de una pelea, una interpretación muy dinámica y de sangre caliente de animales que antes se pensaba que eran poco diferentes a los grandes lagartos que arrastraban la cola. Pero la visión de Knight de Leaping Laelapsno fue la última palabra sobre el tema. A lo largo del siglo siguiente, e incluso en el XXI, los paleontólogos discutirían con una ferocidad casi de dinosaurio sobre si estos estupendos animales se parecían más a los mamíferos y las aves o si podían considerarse «de sangre fría» como los lagartos. Incluso en nuestra era actual de dinosaurios aparentemente sobrealimentados, queda mucho por descubrir.

Ahora, un estudio reciente de Nature ha renovado el interés en el rompecabezas de larga data. El estudio encontró que varios dinosaurios tenían diferentes metabolismos relacionados con la temperatura corporal y el nivel de actividad, siendo algunos más parecidos a las aves y otros más cercanos a los cocodrilos. Mientras que muchos dinosaurios como Apatosaurus y Tyrannosaurus tenían metabolismos muy activos y eran de sangre caliente como las aves, la paleontóloga de la Universidad de Yale Jasmina Wiemann y sus colegas encontraron que dinosaurios como Triceratops y Stegosauruseran diferentes e incluso se parecían más a los animales considerados de sangre fría. Esta diferencia inesperada ha planteado nuevas preguntas sobre cómo los paleontólogos reconstruyen la biología de especies extintas hace mucho tiempo, con implicaciones para todo, desde qué tan rápido crecieron los dinosaurios hasta cuánto necesitaban comer.

“Creo que la mayoría de nosotros, desde los paleontólogos hasta el público, estamos más interesados ​​en el resultado final de la ruta metabólica de los dinosaurios. ¿Qué tan activos eran? dice el paleontólogo de la Universidad de Maryland, Thomas Holtz Jr., que no participó en el nuevo estudio. Esa pregunta ha estado en su lugar antes de que existiera la palabra «dinosaurio». Qué tan rápido puede correr un animal, qué tipo de nutrición necesita, qué climas puede habitar, y más, todo está informado por la fisiología, detalles que se encuentran en los órganos de trabajo de los cuerpos de los dinosaurios que se descompusieron hace mucho tiempo. Es como tratar de hacerle un chequeo a un Ankylosaurus con más de 66 millones de años de retraso.

Al principio, basándose en poco más que restos de esqueletos, los paleontólogos del siglo XIX pensaron que Iguanodon era esencialmente un enorme lagarto iguana y que Megalosaurus tenía más en común con los cocodrilos que con las aves. Parecía lógico que los dinosaurios, como se les llamó oficialmente en 1842, fueran endotérmicos, es decir, tuvieran la temperatura corporal regulada por su entorno y su comportamiento dentro de él, necesitando tomar el sol para aumentar su tasa metabólica. Los científicos imaginaron a los dinosaurios como animales lentos y pesados ​​que en general parecían inferiores a los mamíferos que eventualmente los suplantarían.

Pero esa conclusión no fue grabada en piedra. Era difícil mirar los huesos de dinosaurios como Dryptosaurus —que finalmente se decidió que era el nombre propio del Caballero “ Laelaps ” representado— y percibirlos como pertenecientes a animales ectotérmicos que pasan gran parte de sus días descansando. Los fósiles de dinosaurios como Dryptosaurus y Hadrosaurus no se parecían a los lagartos, sino que pertenecían a animales que caminaban sobre dos patas y no compartían el aspecto achaparrado y pegado al suelo de los cocodrilos. Al igual que un convertible rojo, algunos de estos dinosaurios simplemente se veían rápidos, una impresión que llevaría décadas de investigación para respaldar con evidencia fósil sólida.

Otros hallazgos llevaron a algunos paleontólogos a sospechar que al menos algunos dinosaurios debían haber sido criaturas muy activas y mantener temperaturas corporales elevadas. Un pequeño dinosaurio carnívoro llamado Ornitholestes , por ejemplo, era difícil de imaginar como lento. Este era un depredador pequeño, de constitución delicada con manos prensiles, llamado así porque parecía que el dinosaurio podría haber sido un cazador de pájaros. Sin embargo, los paleontólogos habían clasificado a los dinosaurios como reptiles y los reptiles modernos son famosos por ser ectotérmicos y dependen de su entorno para calentarse. Para las grandes especies, al menos, la interpretación a sangre fría se mantuvo y se codificó en visiones de dinosaurios comiendo plantas de agua blanda entre turbios pantanos mesozoicos en todo, desde Fantasía de Disneya los dioramas de la Feria Mundial. No fue hasta la década de 1970 que los paleontólogos comenzaron a investigar y discutir sobre una nueva idea: que los dinosaurios, como grupo, podrían haber sido de sangre caliente y mucho más interesantes de lo que habían supuesto las generaciones anteriores. Esa visión se ha afianzado en gran medida, y los dinosaurios aparentemente tienen más en común con las aves y los mamíferos que con los lagartos y cocodrilos modernos.

“En los últimos años, nuevas investigaciones sobre los dinosaurios han transformado su imagen”, dice Wiemann. Los paleontólogos han podido discernir los colores de los dinosaurios, determinar el momento en que los dinosaurios bebés se desarrollaron en sus huevos, encontraron dinosaurios que sobrevivieron al frío de los inviernos polares y más. La tasa de descubrimiento es difícil de seguir. Aún así, señala, los detalles fisiológicos reales de los dinosaurios son difíciles de examinar.

La fisiología es el estudio de cómo funciona un ser vivo, desde cómo un organismo regula su temperatura corporal hasta qué tan rápido crece. Tales consideraciones son esenciales para comprender cómo vivían los dinosaurios. Considere una pequeña comparación y contraste que involucre a un dinosaurio famoso, como el herbívoro de cuello largo Brachiosaurus . Un Brachiosaurus de sangre fría podría depender de la temperatura de su entorno para regular el calor de su cuerpo en lugar de generar ese calor a partir de sus procesos internos. Eso significaría que requieren menos energía para mantener su cuerpo en funcionamiento, por lo que podrían arreglárselas con comidas más pequeñas o períodos más largos entre mordisquear coníferas. Un braquiosaurio de sangre calienteque crece rápido y mantiene un cuerpo caliente, por el contrario, tendría que comer casi constantemente para alimentar su cuerpo, un hambre que tendría consecuencias significativas para la vida vegetal de la zona. En el estudio de Wiemann, Brachiosaurus y dinosaurios similares se clasifican como endotermos que mantienen altas temperaturas corporales internas. Eso significa que estos dinosaurios tenían que consumir cantidades increíbles de vegetación cada día, lo que sin duda influyó en la evolución de las colas de caballo, ginkgos y otras plantas de la época para ser resistentes y volver a crecer más rápido frente a tantos herbívoros hambrientos. Discernir los detalles de la fisiología de los dinosaurios puede abrir una gama de posibilidades científicas que se relacionan con la forma en que visualizamos a los dinosaurios no aviares y cómo interactúan con el mundo que los rodea.

Reconstrucción de braquiosaurio
Una reconstrucción de Brachiosaurus fuera del Field Museum de Chicago. El estudio de Wiemann sugiere que Brachiosaurus comía mucho para mantener una temperatura corporal cálida. Un extraño en los Alpes a través de Wikimedia Commons bajo CC BY-SA 3.0

Muchas líneas diferentes de evidencia se han involucrado en esta investigación fosilífera. Muchos dinosaurios crecieron asombrosamente rápido, y algunos de los cuales, como el Tyrannosaurus rex , pasaron por etapas de crecimiento en la adolescencia no muy diferentes a las nuestras. Al igual que los árboles, muchos dinosaurios pasaron por fases de rápido desarrollo y descanso que dejaron anillos dentro de sus huesos. Al contar esos anillos y examinar qué tan rápido se acumuló el hueso dentro de cada anillo, los paleontólogos han podido discernir que muchos dinosaurios crecieron muy rápido después de nacer. Eso es un punto a favor de la temperatura corporal elevada y un metabolismo acelerado. El hecho de que tiranosaurios, dinosaurios con cuernos, dinosaurios acorazados y más vivieran en hábitats polaresafectado por meses de oscuridad y bajas temperaturas también insinúa un estilo de vida de sangre caliente. Sin mencionar que algunos excrementos de dinosaurios, como un T. rex plop encontrado en Canadá , indican que la comida digerida se eliminaba rápidamente, lo que coincide con la opinión de que los dinosaurios comían mucho porque sus cuerpos movían esa comida a través de sus sistemas digestivos a un ritmo rápido. . El hecho de que muchos dinosaurios también tuvieran pelusa, pelusa y plumas, indica que desarrollaron estas capas aislantes para ayudar a retener el calor corporal, siendo sus protoplumas un obstáculo mayor si tenían que depender del medio ambiente para regular su temperatura.

Pero una cosa es comprender que los dinosaurios probablemente tenían temperaturas corporales cálidas asociadas con un crecimiento rápido, el lugar donde vivían o su digestión y otra es observar más de cerca si los dinosaurios eran de sangre fría o caliente. Esa es una tarea complicada. Incluso en nuestro mundo moderno, la vida no está claramente dividida entre los de sangre fría y los de sangre caliente. Algunos mamíferos como los tenrecs, señala Holtz, cambian su fisiología para volverse más ectotérmicos durante parte del año. En el otro lado del rompecabezas, algunos ectotermos pueden elevar la temperatura de su cuerpo, como las serpientes melancólicas que aprietan sus músculos para calentar su cuerpo y luego sus huevos o como las tortugas laúd que son tan grandes que pueden retener el calor generado por sus músculos. permanecer más caliente que el agua de mar circundante. Ser de “sangre caliente” no se trata solo de la temperatura del cuerpo, en otras palabras, sino de cómo se regula esa temperatura. Algunos animales, como usted y yo, generamos nuestro calor internamente y lo mantenemos de manera bastante constante, lo cual es muy diferente de un lagarto que comparte una temperatura corporal similar después de calentarse al sol, pero se vuelve más frío y más lento por la noche.

El nuevo estudio de Wiemann y sus coautores ofrece una nueva forma de resolver este enigma al observar las firmas biológicas del estrés hepático que aún se conservan en los huesos de dinosaurio. La técnica funciona para los dinosaurios porque los huesos de los dinosaurios no se convierten completamente en piedra, como se suele decir, pero a menudo contienen una cantidad significativa de su composición biológica original que los paleontólogos pueden investigar en busca de nuevas pistas invisibles a simple vista.

Al comparar esas pistas bioquímicas en los fósiles de dinosaurios con las mismas firmas en animales vivos cuya fisiología los científicos pueden observar directamente, Wiemann y sus colegas pudieron determinar que los dinosaurios en realidad heredaron altas tasas metabólicas de sus antepasados. Parece que el último ancestro común de los dinosaurios y sus primos los pterosaurios voladores tenían una alta tasa metabólica, en algún momento antes de hace 247 millones de años. Este hallazgo sugiere que los dinosaurios y los pterosaurios tenían un antepasado de sangre caliente, una herencia evolutiva que los linajes posteriores modificaron con el tiempo. Si bien los primeros pájaros desarrollaron tasas metabólicas aún más altas a partir de hace unos 150 millones de años, por ejemplo, Wiemann y sus colegas descubrieron que la gran familia de dinosaurios llamada ornitisquios: los dinosaurios con cuernos, los dinosaurios acorazados, los dinosaurios con pico de pato, y sus parientes—parecen haber desarrollado tasas metabólicas ligeramente más bajas con el tiempo, pareciéndose más a los ectotermos que a los terópodos y saurópodos. Como cabría esperar de los dinosaurios que llegaron en tantas formas y tamaños diferentes durante millones de años, diferentes especies e incluso grupos de dinosaurios tenían fisiologías diferentes.

Ser capaz de percibir mejor el metabolismo y los procesos corporales de los dinosaurios tiene implicaciones generales. «Las altas tasas metabólicas en terópodos y pterosaurios», dice Wiemann, «permitieron su exploración evolutiva de estilos de vida que consumen energía». Es decir, heredar un metabolismo activo y de funcionamiento en caliente permitió a estos reptiles desarrollar un vuelo propulsado, abriendo posibilidades evolutivas que de otro modo se habrían cerrado. Asimismo, las altas tasas metabólicas de los dinosaurios y otras criaturas prehistóricas podrían haberlos ayudado a sobrevivir en una gama más amplia de climas. Esto podría explicar por qué los dinosaurios pudieron resistir tan fácilmente la extinción del Triásico-Jurásico hace unos 201 millones de años, en la que las efusiones volcánicas extremas alteraron rápidamente el clima global.

Pero los paleontólogos no pueden descansar tranquilos todavía. Así como los mamíferos difieren en sus detalles metabólicos, también lo hacían los dinosaurios. Más que eso, señala Wiemann, no está claro por qué los dinosaurios como Allosaurus y Brachiosaurus tenían altas tasas metabólicas mientras que sus parientes entre los ornitisquios, como Stegosaurus , pueden haber desarrollado una tasa metabólica más baja y qué consecuencias podrían tener esos detalles para el panorama general de la evolución de los dinosaurios. . Por otra parte, otro estudio publicado este año encontró un patrón diferente, con dinosaurios ornitisquios de funcionamiento cálido y saurópodos de cuerpo más frío. Basado en dónde se encuentran fósiles de dinosaurios saurópodos como Brachiosaurus , el paleontólogo Alfio Alessandro Chiarenzay sus colegas propusieron que los saurópodos preferían hábitats cálidos y podrían haber sido más como ectotermos y dependientes de los climas locales más que del calor generado dentro de sus cuerpos. Pero así es como funciona la paleontología, con expertos que analizan diferentes líneas de evidencia para probar ideas. Es probable que cualquier hipótesis sobre un dinosaurio o grupo en particular se pruebe una y otra vez a medida que los paleontólogos profundicen. Los dinosaurios probablemente eran animales activos con comportamientos sorprendentes, pero la mecánica que sustenta esos detalles tardará en surgir. «Los detalles esenciales de cómo los dinosaurios alcanzan sus niveles de actividad son más una caja negra molecular», señala Holtz, y la investigación de lo que hay dentro mantendrá ocupados a los paleontólogos durante las próximas décadas.

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