De dinosaurio a ave: cómo sus brazos se conviritieron en alas

La comunidad científica tiene evidencia de que las aves evolucionaron de una rama del árbol genealógico de los dinosaurios. Sin embargo, hasta ahora no se ha podido explicar una de las adaptaciones fundamentales en esta evolución: el desarrollo de las alas que permiten el vuelo y que distinguen fundamentalmente a estos animales.

Las discrepancias entre paleontólogos y biólogos del desarrollo en torno a este tema tampoco han ayudado a poner luz. Sus líneas de investigación y metodologías han caminado tradicionalmente por separado. Sin embargo, un reciente trabajo realizado por científicos del Laboratorio de Ontogenia y Filogenia de la Universidad de Chile ha unido ambas perspectivas y ha permitido describir, por primera vez, los huesos de la muñeca de los dinosaurios que han evolucionado a las actuales alas de los pájaros.

La investigación, que se publica hoy en PLOS Biology, pone de manifiesto que detrás de esta transformación evolutiva se encuentra una reducción a la mitad en el número de huesos de la muñeca. Esto originó que las muñecas se convirtieran en hiperflexibles y que las aves pudieran plegar sus alas cuidadosamente contra sus cuerpos cuando no estuvieran en vuelo.

¡“Los primeros dinosaurios tenían hasta nueve osificaciones en la muñeca mientras que en las aves solo se mantienen cuatro, dos distales que se fusionan entre sí y dos proximales que son más grandes e independientes”, asegura el grupo de investigadores chilenos encabezado por Alexander Vargas.

Pero ¿qué huesos de la muñeca de los dinosaurios se han mantenido y cuáles se han suprimido o modificado? Durante años paleontólogos y biólogos del desarrollo han tratado de dilucidar estas cuestiones, los primeros mediante el estudio de huesos fósiles de dinosaurios y aves primitivas y los segundos analizando cómo las alas de las aves modernas se desarrollan en embriones en crecimiento.

Utilizando un enfoque interdisciplinario, el laboratorio dirigido por Alexander Vargas ha reexaminado fósiles almacenados en varias colecciones de museos y al mismo tiempo ha recogido nuevos datos evolutivos a partir de embriones de siete especies diferentes de aves modernas.

Joao Botelho, estudiante brasileño que trabaja en este laboratorio, desarrolló además una novedosa técnica que permite estudiar en 3D proteínas específicas en esqueletos embrionarios. Al combinar ambas fuentes, fósiles y embriones, el equipo ha podido dar un gran paso adelante en la clarificación de cómo ha evolucionado la muñeca de las aves.

Confirmando la teoría de Ostrom

El profesor de la Universidad de Yale John Ostrom planteó en los años 70 que las muñecas de aves y dinosaurios poseían un hueso muy similar, en forma de media luna (llamado el semilunar), y que este hueso era resultado de la fusión de dos huesos presentes en los dinosaurios. No obstante, el fracaso de los biólogos del desarrollo para confirmar esta teoría planteó dudas sobre si era el mismo hueso, e incluso sobre si las aves procedían evolutivamente de los dinosaurios.
  
Ahora, los nuevos datos obtenidos por los investigadores chilenos han revelado que efectivamente el semilunar se formó por la fusión de dos huesos de los dinosaurios, confirmando la hipótesis de Ostrom. 

También han demostrado que otro hueso de la muñeca, el pisiforme (con forma de guisante), se perdió en dinosaurios similares a las aves, pero luego volvió a desarrollarse en la evolución temprana de las aves modernas, probablemente como una adaptación para el vuelo, en un caso extraño de reversión evolutiva.

El estudio también ha puesto nombre y apellidos a los otros dos huesos de la muñeca de las aves que se habían identificado de forma errónea tradicionalmente tanto por paleontólogos como por biólogos del desarrollo.

A juicio de los investigadores, esto pone de relieve los aspectos negativos de la no integración de todas las fuentes de datos. “Una separación completa de la biología del desarrollo y de la paleontología hace perder oportunidades para la comprensión de la evolución, al igual que una separación de la astronomía y la física experimental retrasaría los avances en la cosmología”, concluyen.