Los predecesores de los pterosaurios : Revista Pesquisa Fapesp

Nunca fue fácil clasificar a los pterosaurios, los primeros vertebrados con alas que dominaron los cielos en la era en que los dinosaurios deambulaban en tierra firme, hace entre 230 y 66 millones de años. Esto ha sido así desde hace dos siglos y medio, cuando se describió su primer fósil, que hoy en día se atribuye a la especie Pterodactylus antiquus, que vivió hacia el final del período Jurásico, hace 150 millones de años. En 1784, el florentino Cosimo Alessandro Collini (1727-1806) describió a un extraño animal cuyo esqueleto había sido hallado al menos dos décadas antes en una cantera de caliza en Eichstätt, una localidad de la región de Baviera, en Alemania. Entre el conjunto de vestigios óseos, sobresalía un largo pico con dientes puntiagudos y un misterioso cuarto dedo de la mano, aún más alargado. Collini, quien se desempeñaba como curador del gabinete de historia natural de la ciudad germánica de Mannheim, suponía que se trataba de un espécimen acuático, con aletas, una idea reforzada por el lugar de procedencia del material, oriundo de una colección de piezas aparentemente de origen marino.

Pocos años más tarde, el naturalista Jean Hermann (1738-1800), de la ciudad de Estrasburgo, en Francia, dijo que ese animal habría sido un mamífero con alas sostenidas por una membrana unida solamente al enorme cuarto dedo, una estructura con cierta similitud, aunque no igual, a la que después desarrollarían los murciélagos. En la década de 1810, su colega Georges Cuvier (1769-1832), del Museo de Historia Natural de París, que recibió los dibujos y textos de Hermann, clasificó al intrigante ser como un reptil volador. Incluso le dio una definición poco halagüeña al decir que era “producto de una imaginación desquiciada más que de las fuerzas ordinarias de la naturaleza”. La frase tiene que ver con una peculiaridad de los pterosaurios, que se extinguieron a la par de los dinosaurios y no dejaron descendencia: no se asemejan mucho a ninguna forma de vida antecesora y, aparentemente, vinieron al mundo dotados de una anatomía adaptada al vuelo muy particular, cuya génesis constituye un enigma.

Un estudio reciente de un equipo internacional de paleontólogos coordinado por Max Langer, del campus de Ribeirão Preto de la Universidad de São Paulo (USP), ha dado un paso importante para entender mejor el origen de los pterosaurios. Según este trabajo, que cobró relieve con su publicación en la portada de la edición del 17 de diciembre de la revista Nature, los lagerpétidos (Lagerpetidae), un grupo de pequeños bípedos terrestres poco conocidos y relativamente raros en el registro fósil, son los antepasados de los pterosaurios. Hasta hace poco, la hipótesis imperante entre los paleontólogos sostenía que los lagerpétidos habrían surgido en el antiguo supercontinente austral llamado Gondwana hace algo menos de 240 millones de años y serían los predecesores de los dinosaurios.

Tommy/Wikimedia Commons El fósil de un pterosaurio del género Eudimorphodon, hallado en los Alpes italianosTommy/Wikimedia Commons

Los lagerpétidos, que se alimentaban esencialmente de insectos y tal vez de animales más pequeños, no volaban ni poseían nada que se asemejara a alas, pero sus patas delanteras eran alargadas. “La anatomía de las garras de sus ‘manos’ indica que utilizaban sus miembros anteriores para otros comportamientos más que para desplazarse en el suelo, tales como trepar, rasguñar o capturar presas”, comenta Langer. No es casual que en la reconstrucción artística de la morfología corporal y el hábitat del Ixalerpeton polesiensis, una especie de lagerpétido hallado en la región de Santa Maria, en el estado brasileños de Rio Grande do Sul, que ilustra la tapa de la edición mencionada de la revista Nature y cuyos restos fósiles fueron analizados en el artículo, los científicos presentaron al animal saltando de un árbol.

El artículo no sostiene que los pterosaurios hayan sido descendientes directos de los lagerpétidos, cuyo registro fósil más antiguo conocido se remonta a unos 18 millones de años antes del vestigio de reptiles alados más antiguo que se haya encontrado hasta ahora. “Lo que decimos es que son grupos hermanos. Es el mismo tipo de relación evolutiva que existe entre el hombre y el chimpancé. Uno no desciende del otro. Lo que los emparenta es el hecho de que sus familias tienen origen en un ancestro común”, explica Langer. Todas esas antiguas formas de vertebrados –dinosaurios, pterosaurios y lagerpétidos– presentan algún grado de parentesco entre sí y representan a linajes que forman parte de un grupo aún mayor y más antiguo de reptiles, los arcosaurios. En la actualidad, las aves (que son representantes del grupo de los dinosaurios) y los cocodrilos son los únicos arcosaurios vivos.

Hasta la fecha se han descubierto solamente seis especies de lagerpétidos que vivieron hace entre 237 y 210 millones de años en cuatro países (Brasil, Argentina, Estados Unidos y Madagascar). Se trata de un grupo de reptiles extintos cuyo conocimiento científico se remonta a tan solo alrededor de 50 años atrás. Todas las variedades conocidas de estos animales son de tamaño modesto: medían entre 10 centímetros y 1 metro (m) de largo y, como máximo, pesaban 5 kilogramos. Inicialmente solo se hallaron fósiles de los huesos de la cadera y de las patas traseras. En los últimos 10 años se descubrieron vestigios óseos de otras partes de estos reptiles, tales como el cráneo, la espina dorsal y las patas delanteras. Así se pudo entender mejor la anatomía de los lagerpétidos y compararla con la de los primeros pterosaurios.

Laboratorio de Paleontología de La USP de Ribeirão Preto Un ejemplar del lagerpétido Ixalerpeton polesiensis, descubierto en São João do Polêsine, en Rio Grande do SulLaboratorio de Paleontología de La USP de Ribeirão Preto

Los pterosaurios son conocidos desde hace dos siglos y medio, como lo ilustra el relato que da inicio a este reportaje. La ciencia ha descrito aproximadamente un centenar de especies, desde ejemplares del tamaño de una gallina (generalmente los más antiguos) hasta especímenes con las dimensiones de un avión monomotor para cuatro pasajeros. Todos los pterosaurios conocidos poseen el característico cuarto dedo gigante en sus patas delanteras. “Nunca se han hallado fósiles de pterosaurios que no tuvieran ese mecanismo de vuelo”, comenta el paleontólogo argentino Martín Ezcurra, del Museo Argentino de Ciencias Naturales Bernardino Rivadavia, de Buenos Aires, y autor principal del artículo publicado en la revista Nature, que también firman colegas de Estados Unidos y de Europa.

Eso es precisamente lo que intriga a los paleontólogos. En el registro fósil, incluso las especies más antiguas de ese grupo de reptiles, con una edad aproximada de 220 millones de años, como en el caso de Caelestiventus hanseni, ya exhiben una anatomía totalmente adaptada para el vuelo. No se conocen especies intermedias, que puedan interpretarse como “bocetos evolutivos” de lo que sería un pterosaurio. Todos los fósiles de estos misteriosos animales parecen haber surgido listos para alzar vuelo, lo que dificulta determinar de qué linaje de reptiles habrían surgido los pterosaurios.

En el estudio de la revista Nature, los paleontólogos evaluaron y reconstruyeron los rasgos anatómicos de esa media docena de especies de lagerpétidos, incluso recurriendo al empleo de tecnologías avanzadas como la microtomografía computarizada, y elaboraron árboles genealógicos que los ubicaron como el grupo más similar a los pterosaurios. Si bien no tenían alas y, por ende, no podían volar, los lagerpétidos presentaban algunas características anatómicas, tales como la mandíbula, los dientes, el cerebro y el oído interno, similares a los de los pterosaurios. “Nuestro trabajo sobre el origen de los pterosaurios dará impulso a una nueva línea de investigación que apuntará a entender cómo estos animales se erigieron en los primeros vertebrados que adquirieron la capacidad de alzar vuelo en forma activa y no solamente planear”, comenta Ezcurra.

Steven U. Vidovic, David M. Martill, Matthew Martyniuk/Plos One El fósil de un Pterodactylus antiquus, la primera especie de pterosaurio descrita en la literatura científica hace unos 250 añosSteven U. Vidovic, David M. Martill, Matthew Martyniuk/Plos One

En la actualidad existen dos hipótesis que pugnan por brindar una explicación del proceso evolutivo que condujo a la aparición y proliferación de los pterosaurios. Una de ellas se inclina por la idea de que estos reptiles alados habrían surgido hace más de 250 millones de años, mucho antes de lo que indican los registros fósiles. Según esta teoría, apodada modelo Iceberg, los pterosaurios tendrían una extensa trayectoria evolutiva que no cuenta con registros fósiles y se fueron difundiendo paulatinamente por todos los continentes, del mismo modo que ocurre con el desplazamiento de los gigantescos bloques de hielo. El otro modelo, denominado Big Bang, sostiene que su origen fue más bien explosivo y se circunscribe a un pequeño período de tiempo. Siguiendo ese razonamiento, los pterosaurios habrían surgido en forma más o menos abrupta en la historia evolutiva, hace unos 220 millones de años, la edad máxima que alcanzan los fósiles conocidos más antiguos.

“La cercanía evolutiva con los lagerpétidos [cuyos ejemplares más antiguos no llegan a 240 millones de años] avala el modelo del Big Bang”, dice el paleontólogo italiano Fabio Marco Dalla Vecchia, del Museo Friulano di Storia Naturale, de la ciudad de Udine, y coautor del nuevo estudio. Dalla Vecchia es uno de los mayores expertos en pterosaurios. Gran parte de los fósiles más antiguos de estos reptiles alados fueron hallados cerca de la frontera entre el norte de Italia y el sur de Austria.

“Ezcurra y sus colegas echan luz sobre el origen de este impresionante grupo [los pterosaurios]”, escribe el paleontólogo Kevin Padian, de la Universidad de California en Berkeley (Estados Unidos), en un artículo también publicado en la revista Nature, en el que comenta la importancia del nuevo trabajo. “Los resultados que se presentaron no alcanzan a delinear la trayectoria evolutiva completa que condujo a un pequeño reptil terrestre a generar el primer vertebrado capaz de volar. Pero algún día surgirá un antepasado del pterosaurio de las rocas del Triásico para completar algunos de los espacios en blanco, del mismo modo que el hallazgo del Archaeopteryx proporcionó las pistas fundamentales para las primeras etapas del vuelo de las aves”. El fósil del Archaeopteryx fue el primer vestigio que se halló de un dinosaurio con plumas y se lo considera un ejemplar de transición entre los linajes terrestres de ese popular grupo de reptiles y las aves.

Para el paleontólogo Alexander Kellner, director del Museo Nacional (MN) de la Universidad Federal de Río de Janeiro (UFRJ), el nuevo estudio contiene un aporte muy importante para el debate sobre el origen de los pterosaurios. “Es un trabajo excelente”, expresa Kellner, un reconocido experto en estos reptiles alados. Sin embargo, él afirma que este asunto está lejos de ser dilucidado por completo. “Lo ideal sería que encontremos entre los registros fósiles un ejemplar que posea algo más parecido a las alas de los pterosaurios, pero que aún no fuera uno de ellos”, reflexiona el paleontólogo del MN. “En otras palabras, un cuasi pterosaurio que no volara o que tuviera dificultades para hacerlo”. Esa forma claramente intermedia entre un reptil terrestre y uno alado es el sueño de investigación de todo paleontólogo. Los lagerpétidos no poseían una anatomía que les permitiera volar ni tampoco planear. Pero por el momento, según consta en el trabajo publicado en Nature, ellos constituyeron el grupo animal conocido más emparentado con los pterosaurios.

Proyecto
El origen y la difusión de los dinosaurios en Gondwana (Neotriásico – Eojurásico) (nº 14/03825-3); Modalidad Proyecto Temático; Investigador responsable Max Langer (USP); Inversión R$ 2.411.452,01

Artículos científicos
EZCURRA, M. D. et al. Enigmatic dinosaur precursors bridge the gap to the origin of Pterosauria. Nature. 9 dic. 2020
PADIAN, K. Close kin of the first flying vertebrates identified. Nature. 9 dic. 2020.

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