Los cráneos de las primeras aves retuvieron rasgos de dinosaurio

Las aves conservaron rasgos clave de los dinosaurios muchos millones de años después de la escisión entre dinosaurios y aves.

Este descubrimiento --obra de científicos del Instituto de Paleontología de Vertebrados y Paleoantropología de la Academia China de Ciencias (IVPP) de Pekín y del Museo Field de Historia Natural de Chicago-- se basa en el análisis detallado y la reconstrucción tridimensional del cráneo fosilizado aplanado de un fósil de ave de 120 millones de años de antigüedad llamado Yuanchuavis kompsosoura, procedente de yacimientos del Cretácico Temprano de la provincia de Liaoning, en el noreste de China.

Es importante destacar que este fósil también proporciona pistas sobre el origen de la cinesis craneal, una característica fundamental de los cráneos de las aves modernas, informa la Academia China de Ciencias en un comunicado. El estudio se publicó en eLife.

La mayoría de las aves vivas tienen lo que se denomina un cráneo cinético. Esto significa que el movimiento de la parte superior del pico es independiente de la caja encefálica. Esta movilidad se consigue mediante dos cadenas de huesos craneales alineados desde la parte posterior del cráneo hacia delante, con una cadena a lo largo de la mejilla y la otra a lo largo del paladar (techo de la boca). Estas cadenas de huesos interconectados ayudan a transferir fuerzas de la parte posterior del cráneo al pico, permitiendo su movimiento.

"Todavía no sabemos qué cadena de huesos se completó y liberó primero en la evolución de las aves, o incluso si se completó toda junta", dijo el profesor Wang Min, del IVPP, autor principal y correspondiente del estudio. "Lo que vemos en los dinosaurios y las aves más primitivas, como los Yuanchuavis enantiornitinos, es que a estas cadenas les faltan conexiones o están bloqueadas porque se conectaban a más huesos que detendrían la mayoría de los movimientos".

"Este fósil ayuda realmente a acotar el momento en que, y en qué parte del árbol genealógico de las aves, evolucionaron los componentes de ese pico móvil o kinesis. Podemos demostrar que, sin duda, no estuvo presente antes en la evolución de las aves", afirma el profesor Thomas Stidham del IVPP, coautor del estudio.

El Yuanchuavis pertenece a un grupo de aves extinguidas denominadas enantiornitinas o "aves opuestas", llamadas así por las diferencias clave en su esqueleto con respecto a las aves vivas. Los enantiornitinos se extinguieron a finales del Cretácico, durante la extinción masiva global que marcó el final de la Era de los Dinosaurios.

Mediante el uso de la tomografía computarizada de alta resolución, el equipo de investigación pudo identificar, aislar y ensamblar digitalmente todos los huesos del cráneo en una detallada reconstrucción tridimensional. Este trabajo reveló muchos detalles anatómicos desconocidos de las primeras aves. Yuanchuavis muestra un mosaico de rasgos de dinosaurios y aves, como un cuerpo de ave emplumado con alas, una boca dentada y un paladar y hocico inmóviles de dinosaurio.

Entre los rasgos dinosaurianos primitivos de Yuanchuavis se encuentra la presencia de contactos en forma de barra entre los huesos de la región temporal del cráneo detrás del ojo que se encuentran en los dinosaurios, cocodrilos, lagartos y serpientes (conocido como la condición diapsid). Estas interconexiones esencialmente "encierran" una de las cadenas de huesos en Yuanchuavis que de otro modo está libre en las aves vivas, un requisito para la cinesis.

El estudio detallado de los investigadores de la forma del pterigoides, un hueso del paladar, muestra que no tenía contacto directo con otro hueso llamado cuadrado, que también es necesario para completar la cadena palatina de huesos en la cinesis. Esa ausencia de contacto se observa en la mayoría de los dinosaurios, incluidos el Triceratops y el Tiranosaurio, pero los huesos se conectan entre sí en las aves vivas.

Además, el equipo de investigación pudo confirmar que el pterigoides de los enantiornitinos conservaba una forma única. Tenía un saliente de dos puntas detrás del ojo, como el Velociraptor y otros dinosaurios parientes cercanos de las aves.

Aunque estas características descartaban la existencia de cinesis en el cráneo de las aves primitivas, el equipo paleontológico pudo descubrir un secreto oculto en el cráneo fósil en relación con el origen de la cinesis. El análisis detallado y la comparación del palatino, otro hueso del paladar de Yuanchuavis, muestra que el palatino carece de un contacto clave con el hueso yugal, una parte del pómulo. Los dinosaurios y el ave más antigua Archaeopteryx tienen ese contacto, que ayuda a estabilizar los huesos del paladar y restringe el movimiento. En cambio, el palatino de las aves vivas, como el Yuanchuavis, no tiene ese contacto, lo que facilita el deslizamiento hacia delante y hacia atrás durante la cinesis craneal de las aves.

Según el profesor Wang, el cambio en la forma del hueso palatino, que pasa de tener contacto con cuatro a sólo tres huesos del cráneo en los enantiornitinos, puede ser el origen de la cinesis craneal.

"Las nuevas características evolucionan a partir de las antiguas, y la cinesis debe haber evolucionado en las aves a partir de un ancestro que carecía de ella", afirmó.

Stidham observó que cabría esperar que las aves primitivas tuvieran cráneos que coincidieran con sus alas y cuerpos emplumados. "Sin embargo, estas primeras aves no habían superado completamente su ascendencia dinosauriana, y el camino evolutivo desde un pequeño dinosaurio emplumado hasta un ave viva no era una línea recta", dijo, señalando que la evolución de las aves tenía sus "desvíos y callejones sin salida".