¿Por qué hay tantos pájaros? Gracias a un asteroide gigante.
Hay miles de especies de aves viviendo en la Tierra hoy en día, en cualquier lugar del mundo. alrededor de 10.000 a Hasta 18.000dependiendo de cómo se defina “especie”. El registro fósil sugiere que casi toda esta diversidad de aves voladoras surgió después de la última gran extinción hace 66 millones de años, cuando un asteroide sacudió el planeta y provocó la extinción de los dinosaurios no aviares. Solo unas pocas aves (pollos, avestruces y criaturas parecidas a los patos) lograron cruzar la línea de extinción, dando lugar a la vertiginosa variedad de aves modernas: desde pájaros cantores hasta córvidos y loros.
Sin embargo, ha sido un misterio biológico durante mucho tiempo cómo se desarrolló esa rápida evolución. Una nueva investigación arroja luz sobre esta proliferación de aves. Los científicos informan sobre patrones de cambio de ADN en el árbol de la vida de las aves asociados con el final repentino y ardiente del período Cretácico, en un estudio publicado el 31 de julio en la revista Avances científicos. Es la primera evidencia publicada hasta la fecha de cambios importantes en los genomas de las aves como resultado directo del evento de extinción, según el autor principal del estudio. Jacob Berv
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“Estamos utilizando nuevos modelos estadísticos para detectar este tipo particular de patrón en las secuencias que no habíamos podido detectar antes”, explica Berv. Ciencia popular. “Esto nos permite asociar cambios importantes en los genomas de las aves a este evento de extinción masiva de una manera directa y muy clara, algo que no habíamos podido hacer antes”, añade. Y estas firmas genéticas no son aleatorias, según la investigación. Los cambios observados en el ADN están asociados con cambios en el tamaño corporal y el cuidado parental que pueden haber sido clave para el éxito y la diversificación de las aves, según un análisis secundario de Berv y sus colegas.
La extinción que marcó el final del Cretácico y el comienzo del Paleógeno ha dejado señales evidentes. Por un lado, está el volcán de 10 kilómetros de ancho Cráter de Chicxulub En México. Luego está el Límite K-Pg En el registro geológico, una capa distintiva de roca rica en iridio. Por supuesto, también está la notable ausencia de tirano-saurio Rex
deambulando por ahí. (Pero no se pongan demasiado tristes por los dinosaurios, pájaros, después de todo…)son Ahora los investigadores han descubierto una pieza más del rompecabezas de cuán influyente ha sido un solo asteroide de gran tamaño para la Tierra.
“Creo que, en general, hemos subestimado hasta qué punto estos eventos de extinción dan forma a la diversidad moderna”, dice Nick Longrichpaleontólogo y biólogo evolutivo de la Universidad de Bath en Inglaterra. Longrich no participó en la investigación de Berv, pero había estudiado previamente a las aves. Eso no lo logró cruzar La línea Cretácico-Paleógeno. “Tendemos a centrarnos en las pequeñas mutaciones cotidianas –lo que llamamos microevolución–, pero si miramos hacia atrás en enormes períodos de tiempo, veremos que estos eventos extremos y raros han sido enormemente importantes para impulsar la evolución de la vida en la Tierra”. Con el nuevo estudio, “lo interesante es que podemos detectarlo”, añade.
Los científicos utilizaron un modelo informático para analizar muestras parciales del genoma de 198 especies de aves modernas, que abarcan todo el clado aviar, recogidas de especímenes de museos. Combinando esta información con la del registro fósil sobre el momento de la aparición de ciertos linajes, Berv y sus colegas pudieron reconstruir una historia de transiciones evolutivas y descubrir “fósiles genómicos”.
Análisis similares anteriores han tendido a utilizar modelos construidos en torno a supuestos como que la proporción de A, T, G y G es relativamente estable a lo largo de la evolución y las sustituciones sólo ocurren aleatoriamente. Sin embargo, en realidad, es mucho más probable que los T cambien a C que a A, dice Sonal Singhalcoautora del estudio y genetista evolutiva de la Universidad Estatal de California, Dominguez Hills. El nuevo estudio utilizó un enfoque diferente, señala, utilizando un mod elo que no incluía estas suposiciones estándar y, en cambio, tenía en cuenta los cambios más probables en la composición del ADN.
Con este modelo mejorado, identificaron 17 cambios importantes y diferentes en la composición molecular en su conjunto de datos. Quince se agruparon dentro de los 5 millones de años de la extinción de K-Pg, y 12 estaban directamente relacionados con divergencias entre linajes aviares. “Está muy, muy claro que estos cambios importantes en [DNA] “Los cambios en la composición ocurren en un intervalo muy corto”, dice Berv.
A partir de ahí, los científicos utilizaron un modelo de aprendizaje automático para vincular esos cambios observados en el genoma con los rasgos. Descubrieron que el tamaño corporal y el cuidado parental se vieron fuertemente afectados por esos cambios en el ADN. En todos los taxones que examinaron los investigadores, descubrieron que las aves se volvieron más pequeñas después de los cambios genéticos vinculados a la extinción masiva y que las crías se volvieron menos maduras al emerger y más dependientes del cuidado parental. El tamaño de la nidada y la granivoría, o consumo de semillas, también estaban significativamente vinculados con los cambios observados en el ADN.
La vida inmediatamente después del impacto de un asteroide masivo es dura. Un día, “estás acostumbrado a los días soleados y agradables del Cretácico, con hermosos bosques y abundante comida, y de repente te encuentras en este maldito paisaje infernal”, dice Daniel Ksepkapaleontólogo y conservador del Museo Bruce de Connecticut. Kspeka no participó en la nueva investigación, pero ya había estudiado diversificación de aves“Tiene mucho sentido” que el estudio identifique esos cambios de rasgos como vinculados con el evento de extinción, dice. Ciencia popular, Señalando que el tamaño y el cuidado parental probablemente eran características importantes para manejar una realidad que de repente era mucho más dura. Las aves más pequeñas requieren menos comida y combustible, y pueden sobrevivir con menos. Y las investigaciones anteriores han indicado que las crías menos maduras contrariamente a la intuición desarrollarse y crecer más rápidolo que también puede haber sido clave para impulsar el éxito reproductivo a lo largo de generaciones.
Un aumento en el consumo de semillas es un hallazgo particularmente interesante, dice Ksepka. Muchas plantas murieron o no pudieron crecer porque la ceniza bloqueó la luz solar al final del Cretácico. Pero las semillas habrían permanecido como una fuente potencial de alimento durante al menos algunos años. El aumento de la granivoría en los datos genéticos respalda Teorías existentes que las aves picudas sobrevivieron y se diversificaron gracias a su capacidad de aprovechar un recurso que otros no podían.
Desde hace tiempo se sabe que las extinciones masivas crean oportunidades masivas para que nuevos organismos evolucionen y ocupen nichos ecológicos no ocupados. Un mundo sin el impacto de un asteroide hace 66 millones de años probablemente sería un mundo con muchos menos mamíferos, por ejemplo. Pero lo que a menudo se discute menos es cómo los restos de la oportunidad de extinción pueden arraigarse y dictar fundamentalmente el curso de lo que seguirá durante millones y millones de años más. “Las trayectorias evolutivas de los principales grupos de aves fueron codificadas y permanecen fijas desde ese momento en el tiempo”, dice Berv; su estudio lo demuestra.
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Sin embargo, hay algunas preguntas que la nueva investigación no resuelve. Como se basaron en genomas parciales, no completos, Berv señala que el estudio no identifica todos los cambios genéticos importantes que probablemente ocurrieron como resultado del impacto de Chicxulub. Le gustaría volver atrás y realizar un análisis similar a nivel del genoma completo, pero actualmente no tiene acceso a la potencia informática que necesitaría para hacerlo.
Y los estudios de modelado genético tienen un margen de error. El registro fósil está incompleto y analizar los datos genéticos contemporáneos a través de la lente de lo que ocurrió hace 66 millones de años conlleva mucha incertidumbre, como lo ejemplifican los descubrimientos recientes que han cambiado paradigmas. “Estos modelos e intentos de reconstruir las cosas no son la verdad de Dios”, dice Longrich. Aunque considera que el estudio es un intento inicial convincente de utilizar este nuevo método y presentar una hipótesis sobre cómo pudo haber ocurrido la evolución aviar en el límite K-Pg, no está completamente convencido de que sea la última palabra. La ciencia es un proceso continuo y fluido. Y un estudio no consolida una hipótesis como un hecho, señala Longrich. “No apostaría mi vida a que esta filogenia es correcta, pero sí apostaría una cerveza a que lo es; es como ese nivel de confianza”, dice. “Hay fósiles del Cretácico que todavía estamos tratando de clasificar, pero es un primer paso realmente interesante”.
A medida que avancemos, obtendremos una visión aún más profunda del pasado lejano y de cómo sigue resonando en el presente. Un día, puede que nos ayude a descifrar lo que está por venir. “Entender cómo la evolución de la vida se ha relacionado con grandes cambios en la historia de la Tierra es una cuestión fundamental en biología”, dice Berv. Algunas investigaciones indican que ya está en marcha una nueva extinción masiva provocada por el hombre, y la evolución de las aves podría ofrecernos una hoja de ruta para prepararnos para las consecuencias. “Si queremos saber cómo responderá la vida a los acontecimientos actuales y futuros –algo masivo como el cambio climático– el único recurso del que disponemos es la historia”.