Las plumas del dinosaurio

Las plumas del dinosaurio Imagen superior: Recorriendo en 2015 el mercado de ámbar de Myitkyina, en Birmania, el paleontólogo Lida Xing encontró una pieza que contenía una cola de un dinosaurio petrificada (Royal Saskatchewan Museum).

Si lee usted periódicos o blogs, ve o escucha noticieros, o está conectado a las redes sociales, seguramente ya se enteró del hallazgo, dentro de una pieza de ámbar procedente de las minas (sí: el ámbar se extrae de minas) del estado de Kachin, en Myanmar (o Birmania), de un fragmento de cola de dinosaurio maravillosamente bien preservado, que tiene la característica de presentar plumas.

Ofrece así la primera oportunidad de estudiar, con un nivel de detalle nunca antes alcanzado, las plumas de estos animales y de entender más a fondo su evolución.

Tradicionalmente, desde Aristóteles, los biólogos han clasificado a los reptiles, aves y mamíferos porque presentan, respectivamente, escamas, plumas o pelo. Y les gusta pensar que los seres vivos estamos todos relacionados evolutivamente: descendemos de ancestros comunes. Ya desde los tiempos de Darwin se descubrió un “eslabón perdido” que relacionaba a las aves con los dinosaurios: el fósil de Archaeopteryx, que parecía evidentemente una pequeña ave con plumas, pero que tenía dientes, garras en las alas y una cola con vértebras.

A lo largo de los años, y sobre todo en las últimas décadas, se ha descubierto más y más evidencia de que muchos dinosaurios, que tradicionalmente se representaban cubiertos de una piel escamosa (todavía los vemos así en Parque jurásico) tenían también distintos tipos de plumas, quizá de colores vistosos. De hecho, hoy se considera que muy probablemente los dinosaurios presentaban también sangre caliente y otras características que los relacionan muy cercanamente con las aves; las aves modernas son, en cierto sentido, dinosaurios que sobrevivieron a la extinción de casi todos sus primos cercanos.

Aunque inicialmente se pensaba que las plumas de organismos como Archaeopteryx servían, si no para volar, sí para facilitarles grandes saltos o planear, fue quedando claro, por la presencia de plumas en fósiles de dinosaurios grandes y pesados, que básicamente caminaban o corrían, que probablemente las plumas cumplían otras funciones. Hoy se debate si pudieron servir para correr más rápido, conservar el calor o como señales que ahuyentaran enemigos o atrajeran a parejas sexuales.

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Imagen superior: reconstrucción de un celurosaurio (Chung-tat Cheung/ Yi Liu).

Las plumas son estructuras fascinantes. En las aves modernas existen en distintas formas, que van desde simples filamentos, pasando por el plumón de los polluelos, que consiste en múltiples fibras que surgen desordenadamente del cálamo o cañón (la base de la pluma, que se usaba antiguamente para escribir), hasta las plumas comunes. Éstas están formadas por una varilla central, llamada raquis, de la que surgen filamentos (barbas). Cada barba tiene bárbulas, y éstas tienen ganchillos que pueden engancharse en las bárbulas contiguas. Así, la pluma puede formar una estructura rígida que permite el vuelo, pero también es flexible, pues los ganchillos pueden desengancharse y reengancharse con facilidad. (Además, las plumas de las alas, que sirven para el vuelo, tienen una estructura asimétrica, aerodinámica, distinta de las plumas que cubren otras partes del cuerpo.)

Pelos, plumas y escamas tienen un origen evolutivo común. Todos están formados básicamente por el mismo tipo de proteína, la queratina. Y los folículos, tanto los pilosos que forman los pelos como los plumosos que generan las plumas, se originan en estructuras embrionarias llamadas placodas: engrosamientos de la piel con células especializadas.

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Imagen superior: "Zhenyuanlong suni", un dinosaurio con plumas descubierto en China. Esta criatura vivió hace 125 millones de años, en el Cretácico Medio (Imagen: SINC, CC).

En junio de 2016 comentábamos aquí cómo se había descubierto evidencia definitiva de que también las escamas de los reptiles surgen a partir de placodas, con lo que queda clara la relación evolutiva entre los tres grupos. En los reptiles, las placodas generan un crecimiento plano de queratina, que forma la escama. En aves y mamíferos, el crecimiento es en forma cilíndrica, y en las plumas adquiere ramificaciones complejas. Hoy se están comprendiendo los fascinantes mecanismos moleculares que permiten que, durante el desarrollo embrionario, surjan estructuras tan distintas y complejas a partir de un mismo origen.

Pero, ¿qué tan temprano surgieron las plumas en los reptiles (dinosaurios)? ¿Qué tan compleja era su estructura? La evidencia fósil tradicional hacía difícil determinarlo, porque normalmente los especímenes están aplastados y tienen apariencia bidimensional. El fósil de Birmania, de unos 99 millones de años, permite observar la estructura tridimensional, exquisitamente detallada, de las plumas de un fragmento de ocho vértebras de la cola de un pequeño dinosaurio (del tamaño de un gorrión), incluyendo las barbas y bárbulas. (Curiosamente, el vendedor que lo ofrecía en un mercado creía que se trataba de un resto de planta.)

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Imagen superior: barbas y bárbulas de las plumas del fósil de Birmania.

El estudio, dado a conocer el 8 de diciembre de 2016 y publicado en la revista Current biology por el equipo encabezado por los investigadores Lida Xing, de la Universidad China de Geociencias, y Ryan McKellar, de la Universidad de Regina, en Canadá, llegó a varias conclusiones. Una es que el pequeño dinosaurio, probablemente del grupo de los celurosaurios, no podía volar. Los restos de pigmento indican que su plumaje, si el de todo el cuerpo era igual al de la cola, quizá era café en la parte superior y blancuzco en la inferior. Pero lo más importante, al menos los estudiosos de la evolución, es que probablemente en el desarrollo de las plumas primero aparecieron barbas con bárbulas (como las del plumón) que luego se fusionaron para dar origen a la raquis rígida que da estructura a las plumas, y no inversamente (primero raquis con barbas desnudas que luego desarrollaron bárbulas).

Seguramente se desatará una fiebre de búsqueda de restos fósiles preservados en ámbar. Quién sabe qué sorpresas nos pueda ofrecer esta nueva fuente de información sobre los seres vivos que nos antecedieron en el planeta. Eso sí: la muestra no contiene ADN. El sueño de recrear dinosaurios como los de Parque jurásico sigue siendo ciencia ficción. 

Copyright © Martín Bonfil Olivera. Publicado previamente en Milenio Diario. Reservados todos los derechos.

Martín Bonfil Olivera

Martín Bonfil Olivera, mexicano, es químico farmacéutico biólogo y estudió la maestría en enseñanza e historia de la biología de la Facultad de Ciencias, ambas en la UNAM.

Desde 1990 se ha dedicado a la divulgación de la ciencia por escrito. Colaboró en los proyectos del museo de ciencias Universum y el Museo de la Luz, de la UNAM. Es autor de varios libros de divulgación científica y hasta 2008 fue editor de libros y del boletín El muégano divulgador.

Ha sido  profesor de la Facultad de Ciencias de la UNAM y la Escuela de Periodismo Carlos Septién García. Ha colaborado regularmente en varias revistas (Milenio, Cambio, Los universitarios) y periódicos (La Jornada, Crónica, Reforma). Actualmente escribe la columna semanal “La ciencia por gusto”, que aparece los miércoles en Milenio Diario (puede consultarse en el blog La Ciencia por Gusto), además de escribir mensualmente la columna “Ojo de mosca” para la revista ¿Cómo ves?

Ha colaborado también en el canal ForoTV y en los programas de radio Imagen en la Ciencia e Imagen Informativa, de Grupo Imagen, Hoy por hoy, de W Radio, y actualmente Ecléctico, en la estación de radio por internet Código Radio, del gobierno del DF, con cápsulas de ciencia.

En 2004 publicó el libro La ciencia por gusto, una invitación a la cultura científica (Paidós). Desde 2013 es miembro del comité editorial de la revista de divulgación científica Hypatia, del Consejo de Ciencia y Tecnología del Estado de Morelos (CCyTEM).

En 2005 recibió la Distinción Universidad Nacional para Jóvenes Académicos en el área de Creación Artística y Extensión de la Cultura.

Ha impartido numerosos cursos de divulgación escrita en casi todos los Estados de la República Mexicana.

Sitio Web: sites.google.com/site/mbonfil/

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