Geoscience Research Institute
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¿Son las aves descendientes de los dinosaurios?

Archaeopterix

Caudipterix

Ñancu

Halcón

La evidencia de las plumas a examen?

– Raúl Esperante
Los dinosaurios parecen haber desaparecido de la tierra sin dejar descendientes. Algunos paleontólogos sugieren que las aves son sus descendientes porque ciertos fósiles de dinosaurio parecen tener impresiones de plumas y características óseas típicas de las aves. Thomas Huxley introdujo por primera vez la idea de que las aves descienden de los dinosaurios poco después de que Darwin publicara El Origen de las Especies en 1859. Sin embargo, la idea no fue inicialmente aceptada por los paleontólogos del siglo XIX porque los dinosaurios parecían demasiado especializados para haber dado lugar a las aves.1 Sin embargo, la hipótesis se ha revitalizado en los últimos treinta años y ahora es ampliamente aceptada entre los paleontólogos evolucionistas.
Lo que dice el modelo evolucionista
El modelo actual de la evolución de las aves sugiere una sucesión de etapas en la adquisición de plumas.2 En primer lugar, plumas filamentosas simples que evolucionaron a partir del integumento en primitivos dinosaurios coelurosaurios.3 El siguiente paso sería el desarrollo de plumas más complejas con un grueso raquis central y vanos rígidos simétricos a ambos lados, lo que debió haber ocurrido temprano en la evolución de un grupo de coelurosaurios llamados maniraptores. Por último, las plumas con características aerodinámicas, como raquis curvo y vanos asimétricos, aparecieron posteriormente dentro del grupo de los maniraptores previamente al origen de las aves verdaderas.

La conexión evolutiva dinosaurio-ave se ha visto apoyada por tres factores principales: la propuesta de que los dinosaurios podrían haber sido animales de sangre caliente, el descubrimiento de dinosaurios terópodos con plumas en la provincia de Liaoning, China; y las características óseas típicas de ave que se encuentran en algunos dinosaurios, como huesos huecos y la presencia de la fúrcula o hueso de la suerte.4 Más adelante vamos a examinar estos argumentos.

Lo que deberíamos encontrar si fuera cierto
Basándose en características anatómicas, los paleontólogos evolucionistas creen que las aves evolucionaron a partir de los reptiles, específicamente de los dinosaurios terópodos. La anatomía del esqueleto de las aves presenta más similitudes con el de  los dinosaurios que con cualquier otro grupo animal. Además, los paleontólogos señalan como especial evidencia la presencia de plumas en fósiles de dinosaurio descubiertos recientemente.

De acuerdo con este modelo evolutivo debería existir un espectro de especímenes fósiles mostrando la aparición gradual de características aviares (no únicamente plumas). Si las aves son los descendientes de los dinosaurios terópodos, el registro fósil debería contener múltiples especímenes de dinosaurios emplumados y alados. El clásico ejemplo sería  Archaeopteryx, que se encuentra en las capas sedimentarias del Jurásico y muestra características tanto reptilianas como aviares.5

Lo que realmente encontramos en el registro fósil
La mayoría de dinosaurios con plumas conocidos hasta el momento proceden del noreste de China. Los especímenes se pueden dividir en dos grupos: los que poseen “protoplumas” y los que poseen plumas verdaderas. La naturaleza exacta de estas estructuras no está clara y existe un debate abierto entre los expertos.  Por ejemplo, con respecto a las “protoplumas” de Sinosauropteryx prima y Sinornithosaurus millenii, algunos autores afirman que son plumas,6 y otros sugieren que consisten en estructuras del integumento.7

Algunos dinosaurios terópodos tenían plumas verdaderas, incluyendo Caudipteryx, Protoarchaeopteryx y Microraptor.8 Las plumas de Caudipteryx eran simétricas, por lo que no resultarían útiles para el vuelo, y se limitaban a los miembros anteriores y la cola, mientras que el resto del cuerpo podría haber estado cubierto con algo similar al plumón. Protarchaeopteryx tenía plumas asimétricas en la cola y plumas simétricas en las extremidades anteriores.9 Microraptor tenía plumas largas en las extremidades anteriores y posteriores, y en la cola, siendo plumas de vuelo verdaderas, con vanos asimétricos similares a los de las aves modernas. Son estos hallazgos de dinosaurios con plumas, o estructuras similares, los que han llevado a los paleontólogos a afirmar que las aves descienden de los dinosaurios. Sin embargo ciertas críticas persisten y algunos investigadores se oponen a dicho modelo evolutivo.

 

Problemas del modelo evolutivo dinosaurio-ave
La presencia de fósiles con una mezcla de características tanto de dinosaurio como de ave puede resultar desconcertante. De hecho, algunos científicos tienen dificultades para definir a Archaeopteryx. Los ornitólogos tienden a verlo como un ave verdadera con algunas características ancestrales, mientras que los paleontólogos lo identifican con una etapa avanzada en la evolución de un dinosaurio volador. El problema es que en ocasiones resulta difícil reconocer un ave fósil. A pesar de estar familiarizados con las características que comúnmente definen a las aves modernas (la presencia de plumas, dos alas, dos patas y un pico; la ausencia de dientes, la forma particular del esternón, la construcción del nido, y el canto), debemos recordar que no todos estos rasgos se encuentran en todas las aves. Por ejemplo, no todas las aves cantan o son capaces de volar (incluso poseyendo alas y plumas).

El modelo convencional para la evolución de las aves se enfrenta con algunos problemas importantes, como la aparición de formas “mosaico”, la presencia de ejemplares fuera de secuencia, y la ausencia tanto de antepasados claros como de formas de transición entre las aves y los dinosaurios. A continuación discutiremos brevemente algunas de las deficiencias de este modelo.

En primer lugar, los fósiles descubiertos hasta ahora muestran una mezcla de caracteres, que en algunos casos podríamos llamar “aberrante”. Por ejemplo, los fósiles de aves encontrados en las capas mesozoicas presentan rasgos extraños,10 que no encajan en el supuesto linaje evolutivo desde las formas simples y “primitivas” del Jurásico hacia las formas más “modernas” y avanzadas del Mesozoico y Cenozoico tardío. Por ejemplo, Archaeopteryx y Protopteryx fengningensis presentan una mezcla de características “primitivas” y “modernas”. Los ejemplares aparecen en el  registro fósil sin un orden que sugiera progresión gradual (evolución), más bien presentan un mosaico de caracteres.

Los fósiles conocidos no encajan en la secuencia temporal propuesta para la evolución del grupo. Por ejemplo, caracteres modernos (plumas idénticas a las actuales y otros rasgos anatómicos) aparecen simultáneamente con caracteres supuestamente reptilianos o dinosaurianos. En otras palabras, lo que el registro fósil muestra es una variedad de formas con características típicas tanto de reptil (dinosaurio) como de ave en capas estratigráficamente distantes. Algunos fósiles con rasgos modernos aparecen en capas inferiores a otras que contienen especímenes con rasgos reptilianos, más “primitivos”. Esta situación contradice las predicciones de la teoría de la evolución.

La presunta secuencia evolutiva de los reptiles a las aves no se ve apoyada por buenos ejemplos de formas de transición. Según se indicó anteriormente, las supuestas formas intermedias presentan en realidad un mosaico de caracteres. Si la evolución de los reptiles a las aves ocurrió gradualmente durante un periodo varios millones de años, cabría esperar una gran cantidad de formas intermedias. Por el contrario, las primeras aves fósiles son anatómica y estructuralmente similares a las aves modernas y nada nos indica que su fisiología haya sido distinta.

En segundo lugar, dinosaurios pertenecientes a los grupos taxonómicos que presuntamente presentan plumas se han encontrado fuera de China careciendo de ese rasgo. Por ejemplo, Juravenator, un dinosaurio terópodo encontrado en los sedimentos de Solnhofen en Alemania, pertenece al mismo grupo taxonómico que los llamados dinosaurios emplumados, pero carece de plumas. Gohlich y Chiappe clasifican Juravenator dentro de los  Compsognatidos, un grupo que incluye especímenes con plumas.11

De acuerdo con la secuencia evolutiva, Juravenator debería  poseer plumas filamentosas. Sin embargo, el único ejemplar encontrado tiene escamas, no plumas.12 Así pues, el registro fósil no parece encajar con lo predicho por el modelo evolutivo.

En tercer lugar, el registro fósil de huellas de aves indica claramente que aves verdaderas caminaban por la Tierra antes de la aparición de los dinosaurios terópodos con supuestas protoplumas, y por lo tanto, mucho antes del periodo en el que aparecen las primeras aves fósiles. En 2002, Melchor y sus colegas describieron abundantes huellas bien preservadas, con rasgos claramente aviares, en una capa del Triásico tardío de Argentina, en sedimentos correspondientes al menos a 55 millones de años antes del primer esqueleto fósil de ave conocido (según la escala de tiempo evolutivo). “Estas huellas – dicen los  autores de este descubrimiento – nos informan de las actividades, en un entorno interpretado como pequeñas lagunas asociadas a arroyos  temporales, de un grupo desconocido de terópodos del Triásico tardío con algunos rasgos aviares”. 13 Parecería entonces que esas huellas, idénticas  a las de las aves modernas, fueron impresas en ciertos lugares mucho antes de que los antepasados de las aves tuvieran siquiera plumas. Una vez más, el registro fósil parece contradecir las expectativas del modelo evolutivo.

Una característica notable es la presencia de dientes en la mayoría de las aves “primitivas” del Jurásico y del Cretácico, rasgo que encuentra ausente en aves fósiles procedentes de las capas cenozoicas y superiores. El  asunto debería ser estudiado en profundidad y quizás se clarifique en un futuro próximo con el descubrimiento de nuevos fósiles. Aunque parece  encajar bien en el escenario evolutivo en el que los reptiles  dan lugar a las aves, no constituye una prueba del mismo. De hecho, la pérdida de una característica anatómica específica no es difícil de explicar dentro de un modelo creacionista que incluya microevolución.14 Además, no es recomendable usar un único rasgo anatómico como prueba de un modelo específico. En la actualidad coexisten peces con y sin dientes, y lo mismo ocurría en el pasado, pero no parece que este rasgo tenga una explicación evolutiva subyacente.

El debate acerca de la supuesta evolución de las aves a partir de dinosaurios terópodos se centra principalmente en la presencia de plumas en algunas presuntas formas intermedias. Sin embargo, existen otros rasgos característicos de las aves que tendrían que haber evolucionado simultáneamente con el plumaje. Estos rasgos incluyen un complejo  sistema respiratorio completamente distinto al de los cocodrilos y otros reptiles.

Un estudio realizado por Rubén y sus colegas de varios especímenes de Sinosauropteryx (considerados formas intermedias en la evolución de las aves), muestra que los pulmones de estos dinosaurios no eran capaces de producir  la elevada tasa de intercambio de gases necesaria para mantener una temperatura corporal elevada como la de las aves, por lo que deben haber sido animales de sangre fría. Tanto los ejemplares estudiados como los cocodrilos modernos tienen una membrana, el diafragma,  que separa dos cavidades principales, la cavidad torácica que contiene los pulmones, corazón e hígado; y la cavidad abdominal que contiene los intestinos y otros órganos digestivos. Las aves no tienen diafragma y por lo tanto no existe separación en dos cavidades, lo que implica espacio adicional para el intercambio de oxígeno por dióxido de carbono, y proporciona una mayor eficiencia respiratoria, necesaria para el vuelo. Mediante las evidencias procedentes del pulmón de Sinosauropteryx, los autores de este estudio desafían dos de las principales hipótesis sobre los dinosaurios: que eran de sangre caliente y que dieron origen a las aves.

Explicaciones creacionistas al respecto del modelo evolutivo dinosaurio-ave
La idea de que las aves evolucionaron a partir de los dinosaurios terópodos causa polémica entre evolucionistas y creacionistas. El hallazgo de fósiles con aparentes características intermedias no prueba la veracidad del linaje dinosaurio-ave, ni tampoco responde a la pregunta de por qué tantos grupos de dinosaurios se extinguieron sin dejar descendientes.

Las presuntas plumas de muchos de los ejemplares no están claramente definidas, y podrían ser artefactos del proceso de fosilización en lugar de estructuras reales. Es de destacar que todos los “dinosaurios emplumados” que forman el linaje evolutivo de las aves proceden de unas pocas canteras de una única región en China, donde existe una fuerte presión comercial para la producción de fósiles espectaculares. Los paleontólogos indican que las características de los sedimentos de China favorecieron una preservación excepcional, pero fósiles de las mismas especies o de otras estrechamente relacionadas se han encontrado en otras regiones como América del Norte y Alemania 15 sin rastro de plumas. La mayoría de los dinosaurios emplumados descritos en la literatura científica hasta el momento no poseen plumas verdaderas, sino lo que se ha llamado “protoplumas” o “estructuras integumentarias”. Las plumas verdaderas sólo se han encontrado en las aves verdaderas (incluyendo  Archaeopteryx), y en Caudipteryx, Protoarchaeopteryx y Microraptor.16 Estos tres últimos taxones podrían de hecho ser considerados aves verdaderas que perdieron la capacidad de volar.

Incluso si se pudiera demostrar que algunos dinosaurios (u otros reptiles) efectivamente poseían plumas, eso no probaría necesariamente la existencia de una relación evolutiva entre las aves y los reptiles. En otras palabras, la presencia de plumas en los dos grupos de organismos no prueba necesariamente la relación filogenética entre ambos (antepasado común) sino que puede igualmente interpretarse como una evidencia del uso de un diseño común por parte de un diseñador inteligente.

 

Conclusión
Podemos concluir que no hay suficiente evidencia en los fósiles para apoyar la teoría de que las aves descienden de los dinosaurios.  Algunos ejemplares de dinosaurios terópodos presentaban ciertos rasgos aviares (plumas, huesos huecos), pero la presencia simultánea de rasgos típicos de dinosaurio y de ave en ciertos fósiles no indica necesariamente la existencia de un antepasado común, ni que las aves evolucionaran a partir de un grupo de reptiles. La evidencia es igualmente consistente con la creación independiente de una variedad de linajes de aves y dinosaurios, muchos de los cuales se extinguieron en algún momento en el pasado. El registro fósil sugiere que ambos tipos de organismos fueron contemporáneos y que algunos organismos presentaban características de ambos grupos. Probablemente, tanto los dinosaurios terópodos emplumados como muchas aves fueron enterrados durante las etapas intermedias del diluvio del Génesis. Su agilidad en la tierra y/o en el aire, debido a la baja densidad de sus huesos, así como la localización geográfica de sus hábitats naturales pudieron haber favorecido su conservación en las capas del Mesozoico, que son intermedias en la columna geológica.
Referencias
[1] Ver Feduccia, A. 1999. The origin and evolution of birds. Yale University Press, p. 55. Se asume dentro del contexto de la teoría darwiniana que la evolución ocurre desde formas primitivas, menos especializadas, hacia formas más avanzadas, complejas y especializadas. Sin embargo, el problema surge con la misma definición de ‘primitivo’, ‘avanzado’ o ‘especializado’. En la literatura científica las definiciones de estos términos se basan en la aceptación del hecho evolutivo, que se define a su vez por medio de la progresión desde formas primitivas a avanzadas o especializadas. Ésta es una de las razones por las que algunos científicos acusan a la teoría de la evolución de razonamiento circular y, por lo tanto, cuestionable.

2 Uno de los problemas de este análisis es que el término pluma se ha usado de forma imprecisa en la literatura tanto popular como científica. Las plumas son “Cada una de las piezas de que está cubierto el cuerpo de las aves. Consta de un tubo o cañón inserto en la piel y de un astil guarnecido de barbillas.” (http://drae2.es/pluma)

3 En la clasificación científica los coelurosaurios pertenecen al suborden Theropoda, orden Saurischia, superorden Dinosauria y clase Reptilia. Los coelurosaurios eran un grupo diverso que incluia a los compsognatidos, tyranosaurios, ornitomimosaurios y maniraptores.

4 La presencia de fúrcula y los huesos huecos son ambos rasgos aviares. La fúrcula es un hueso formado por la fusión de las dos clavículas cuya función es el fortalecimiento del esqueleto torácico para el vuelo.

5 Para una discusión detallada sobre Archaeopteryx y otras aves fosiles, ver T. Standish, Aves Fósiles, Ciencia de los Orígenes 67 (May 2004):1-5; R. Esperante, ¿Qué es Archaeopteryx? Ciencia de los Orígenes 68 (Otoño 2004):1-8; and R. Esperante, ¿A dónde ha volado la secuencia evolutiva de los reptiles a las aves? Ciencia de los Orígenes 68 (Otoño 2004):8-9. Estos artículos se encuentran online en http://www.grisda.org.

6 Zhang, F., Kearns, S. L., Orr, P. J., Benton, M. J., Zhou, Z., Johnson, D., Xu, X. & Wang, X. 2010. Fossilized melanosomes and the colour of Cretaceous dinosaurs and birds. Nature 463, 1075-1078; Stone, R. 2010. Bird-dinosaur link firmed up, and in brilliant Technicolor. Science 327, 508.

7 Currie, P. J. & Chen, P. 2001. Anatomy of Sinosauropteryx prima from Liaoning, northeastern China. Canadian Journal of Earth Sciences 38, 1705-1727.

8 Microraptor tenía de hecho cuatro alas, aunque existen diferencias de opinión entre los paleontologos sobre si todas eran útiles para el vuelo.

9 Las plumas asimétricas son las que se usan para el vuelo.

10 Shipman, P., 1998. Taking wing: Archaeopteryx and the evolution of bird flight, New York: Simon & Schuster. 336.

11 Es decir, la datación del ejemplar es posterior a la del primer presunto “dinosaurio emplumado” y, por lo tanto, debería teóricamente poseer plumas.

12 Los científicos que describieron el ejemplar declararon que la falta de plumas es “notable”, lo cual es una forma sencilla de decir que no saben qué decir; ver Göhlich, U. B. & Chiappe, L. M. 2006. A new carnivorous dinosaur from the Late Jurassic Solnhofen archipelago. Nature 440, 329-332.

13 Melchor, R., De Valais, S. & Genise, J. 2002. Bird-like fossil footprints from the Late Triassic. Nature 417, 936-938. El artículo describe huellas aviares de aspecto moderno y perfectamente formadas, similares a las que podemos observar en las playas en la actualidad. Estas huellas no se pueden atribuir a cualquier otro grupo de animales. Son claramente aviares y los autores podrían haberlo declarado asi, pero a causa de que estas huellas “tempranas” no encajan con el marco evolutivo convencional y la presunta sucesión de formas intermedias desde los reptiles a las aves, los autores optaron por sugerir que las huellas provienen de algún tipo de dinosaurios terópodos desconocidos con características aviares, a pesar de carecer de evidencias factuales para tal afirmación.

14 Muchos creacionistas actuales aceptan la posibilidad de cambios anatómicos, fisiológicos y etológicos de carácter limitado producidos por medio de microevolución. Los procesos de microevolución no producen nueva información o nuevos planes corporales pero pueden modificar la expresión de determinados genes y afectar así tanto la morfología como el comportamiento, incluyendo casos de pérdida de ciertos rasgos. Algunos investigadores han sugerido que la microevolución fue un factor importante para el ajuste biológico a las nuevas condiciones posteriores al diluvio del Génesis. Por ejemplo, ciertas aves no tendrían más necesidad de volar tras colonizar algunas de las islas que se formaron después del diluvio. En este caso no se crea ni se pierde información pero si se modifica (en este caso podría ser por supresión) la expresión de determinados genes. See L, Brand, 1997. Faith, Reason and Earth Hiistory. A paradigm of earth and biological origins by intelligent design. Andrews University Press, Berrien Springs, Michigan, chapter 8.

15 Incluyendo ejemplares extraordinariamente conservados de las canteras de Solnhofen en el sur de Alemania.

16 Al analizar la lista de dinosaurios emplumados de Wikipedia se observa que las plumas se infieren para muchos de los ejemplares. Las plumas inferidas no son plumas demostradas. Los ejemplares con plumas verdaderas demostrables son todos aves que podian volar excepto Caudipteryx, que pudo haber perdido la capacidad para hacerlo.