Una investigación liderada por la Universidad de Alcalá (UAH) ha aportado nuevas claves sobre la evolución de las aves y su extraordinaria diversidad. El estudio, publicado en la revista científica Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS), concluye que la forma de los canales semicirculares del oído interno apenas guarda relación con la capacidad de vuelo de las aves actuales.
El trabajo, titulado Coordinated transformations of the labyrinth and occiput during the dinosaur–bird transition, está encabezado por Guillermo Navalón, investigador Ramón y Cajal de la UAH e integrante del grupo GloCEE, especializado en Ecología del Cambio Global y Evolución. En la investigación también participan especialistas internacionales.
Las conclusiones cuestionan una hipótesis mantenida durante años sobre la relación entre el órgano del equilibrio y el vuelo, y destacan la influencia de la forma general del cráneo y de la conexión entre la cabeza y el resto del cuerpo.
El órgano del equilibrio y la evolución de las aves
Los canales semicirculares se encuentran en el oído interno y forman parte del sistema vestibular, encargado de proporcionar información al cerebro sobre los movimientos y la posición de la cabeza. Esta información resulta fundamental para mantener el equilibrio y coordinar los movimientos.
La forma de estos canales varía entre los vertebrados y se ha relacionado tradicionalmente con las características de movimiento y la ecología de cada especie. En el caso de las aves, su transformación durante la evolución de los dinosaurios se había vinculado estrechamente con la aparición del vuelo activo.
Sin embargo, el nuevo estudio indica que la forma de estos canales no permite explicar por sí sola la capacidad de volar. Según los investigadores, la relación entre ambas características en las aves actuales es prácticamente inexistente.
Un cisne y un avestruz pueden tener canales casi idénticos
Uno de los ejemplos destacados por los autores es la comparación entre el cisne y el avestruz. Aunque el primero es capaz de volar y el segundo ha perdido esa capacidad, ambas especies presentan formas casi idénticas de los canales semicirculares.
La investigación señala que la forma de estas estructuras está más relacionada con la configuración general del cráneo, que alberga el cerebro y otros elementos anatómicos fundamentales, que con la capacidad de vuelo.
También destaca la importancia de la conexión entre el cráneo y el cuello, que influye en la relación entre el cerebro, la médula espinal y el resto del cuerpo. Estos resultados apuntan a que los cambios anatómicos producidos durante la transición evolutiva entre dinosaurios y aves se desarrollaron de forma coordinada.
Reconstrucciones digitales de fósiles
Para realizar el estudio, el equipo utilizó datos obtenidos mediante microtomografía de alta resolución, una técnica que permite reconstruir digitalmente estructuras internas de los fósiles sin dañarlos.
Los investigadores elaboraron modelos tridimensionales de los canales semicirculares de especies fósiles que abarcan la transición entre dinosaurios y aves, además de una amplia variedad de aves actuales. La muestra incluyó especies de diferentes linajes y modos de vida, tanto voladoras como no voladoras.
A partir de estas reconstrucciones, aplicaron técnicas de morfometría geométrica para convertir las formas anatómicas en variables matemáticas y estudiar estadísticamente las relaciones entre la estructura del oído interno y la capacidad de vuelo.
Roger Benson, coautor del trabajo, catedrático y conservador de reptiles fósiles en el American Museum of Natural History de Nueva York, destaca que la inclusión de un mayor número de aves no voladoras permitió profundizar en los cambios anatómicos asociados a la pérdida del vuelo, un fenómeno que se ha producido de forma independiente en más de 25 ocasiones.
Nuevas pistas sobre el éxito evolutivo de las aves
Las aves son los únicos dinosaurios que han sobrevivido hasta nuestros días y constituyen uno de los grupos más diversos de vertebrados terrestres, con más de 11.000 especies conocidas.
El estudio plantea que para comprender su éxito evolutivo es necesario analizar cómo evolucionaron de manera conjunta distintas estructuras de la cabeza, entre ellas el cráneo, el cerebro y los órganos sensoriales. La forma de cada una puede condicionar a las demás, por lo que no siempre resulta adecuado estudiar su evolución de manera independiente.
Los autores apuntan también al cerebro como una posible pieza clave para comprender la diversidad de comportamientos de las aves. Algunas especies destacan por sus complejas exhibiciones de cortejo, como las aves del paraíso; otras, por su capacidad de imitación, como el ave lira, o por la resolución de problemas y el uso de herramientas, como determinados cuervos y loros.
La investigación forma parte de un programa científico más amplio que pretende profundizar en el papel del cerebro en la evolución de las aves y contribuir a explicar cómo se desarrolló la diversidad actual de este grupo animal.
Más información en el reportaje completo de la Universidad de Alcalá. El estudio está publicado en PNAS.
