FOTOS DE ANIMALES : AVES .- PÁJAROS .- NATIONAL GEOGRAPHIC.- De dinosaurios a aves: la evolución de las plumas ......................... La curiosa evolución de las plumas

Hola amigos: A VUELO DE UN QUINDE EL BLOG.,la Revista National Geographic, nos alcanza un amplio y detallado reportaje de la evolución de las aves desde los dinosaurios, hasta formación de las alas y las plumas, instrumentos indispensables para la fuerza de la sustentación en  el aire y poder volar.

National Geographic.- narra : " El origen de este maravilloso mecanismo es uno de los mayores misterios de la evolución. En 1861, sólo dos años después de que Darwin publicara El origen de las especies, los trabajadores de una cantera de Alemania sacaron a la luz fósiles espectaculares de un ave del tamaño de un cuervo, bautizada Archaeopteryx, que vivió hace unos 150 millones de años. Tenía plumas y otros rasgos de las aves actuales, pero también presentaba vestigios de un pasado reptiliano, tales como dientes en la boca, garras en las alas y una larga cola ósea. Como los fósiles de las ballenas con patas, Archaeopteryx parecía capturar un instante crítico de la metamorfosis evolutiva. «Es una gran prueba a mi favor», le confió Darwin a un amigo...."

National Geographic.- agrega : " En 1996 unos paleontólogos chinos hicieron un asombroso hallazgo que vino a confirmar la hipótesis de Ostrom. Era el fósil de Sinosauropteryx, un pequeño terópodo de brazos cortos de hace 125 millones de años que presentaba un ras­go extraordinario: tenía el dorso y la cola cubiertos por un manto de filamentos finos y huecos. Por fin aparecían indicios de plumas primitivas, halladas en un terópodo terrestre corredor. Era posible, pues, que el origen de las plumas no estuviera relacionado con el origen del vuelo...."

Una vez más mi agradecimiento a la Enciclopedia WIKIPEDIA, por la amplia información adicional sobre el origen de las aves y las plumas, que sirvió para enriquecer este post.

Plumas

Ilustración con plumas de diversas formas y coloraciones.

Las plumas son estructuras queratinosas de la piel de las aves y otros dinosaurios terópodos. Son los apéndices integumentarios (escamas, pelos, cuernos, etc) de estructura más compleja entre los vertebrados.¹​²​ El conjunto de todas las plumas de un ave recibe el nombre de plumaje, y forma una capa densa, aislante, que la protege frente al frío y el agua, contribuyendo a la termorregulación de estos animales.³​ Son fundamentales en el vuelo aviar, pues forman la superficie sustentadora del ala.³​ Las plumas tienen también otras funciones relacionadas con su color y su vistosidad, como el camuflaje, el reconocimiento entre los miembros de la misma especie y la comunicación entre ellos, la diferenciación de sexos y como elemento de atracción sexual durante el cortejo.³​ 

https://es.wikipedia.org/wiki/Pluma 

WIKIPEDIA.

Anchiornis huxleyi

Anchiornis huxleyi
Rango temporal: 161 Ma-160,5 Ma PreЄ Є O S D C P T J K Pg N ↓ Jurásico superior
Recreación artística de Anchiornis.
Taxonomía
Reino:	Animalia
Filo:	Chordata
Subfilo:	Vertebrata
Clase:	Sauropsida
Orden:	Saurischia
Suborden:	Theropoda
(sin rango):	Avialae
Familia:	Anchiornithidae
Género:	Anchiornis Xu et al., 2009
Especie
Anchiornis huxleyi Xu et al., 2009 tipo
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Anchiornis huxleyi ("casi ave de T. H. Huxley") es la única especie conocida del género extinto Anchiornis de dinosaurio terópodo maniraptor con plumas, que vivió a finales del período Jurásico, hace unos 155 millones de años durante el Oxfordiense, en lo que es hoy Asia. El epíteto específico A. huxleyi se escogió como homenaje a T. H. Huxley, pionero en la investigación de los orígenes de las aves, siendo el primero en proponer a los dinosaurios como su origen. El nombre genérico Anchiornis significa "casi ave", y sus descriptores lo presentaron como un importante nexo para llenar el espacio entre las aves y los dinosaurios no aviares.¹​

Los fósiles Anchiornis han sido encontrados en la Formación Tiaojishan de Liaoning, China, en rocas que datan del período Jurásico medio, estrato Oxfordiano, entre 161 hasta 160,5 millones años atrás.²​³​⁴​

Teniendo en cuenta la exquisita preservación de uno de los fósiles de estos animales, Anchiornis se convirtió en el primer dinosaurio Mesozoico del cual casi se determinó su entera coloración en vida.⁵​

https://es.wikipedia.org/wiki/Anchiornis_huxleyi
WIKIPEDIA

Aves

Aves
Rango temporal: 150,8 Ma-Reciente PreЄ Є O S D C P T J K Pg N Titoniense (Jurásico Superior) - Reciente
La diversidad de las aves modernas
Taxonomía
Reino:	Animalia
Filo:	Chordata
Subfilo:	Vertebrata
Infrafilo:	Gnathostomata
Superclase:	Tetrapoda
Clase:	Avesnota 1​1​ Linnaeus, 17582​
Subclases
Archaeornithes † * Enantiornithes † Hesperornithes † Ichthyornithes † Neornithes Ver el texto.
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Las aves son animales vertebrados, de sangre caliente, que caminan, saltan o se mantienen solo sobre las extremidades posteriores,³​ mientras que las extremidades anteriores han evolucionado hasta convertirse en alas que, al igual que muchas otras características anatómicas únicas, les permiten, en la mayoría de los casos, volar, si bien no todas vuelan. Tienen el cuerpo cubierto de plumas y, las aves sensu stricto, un pico córneo sin dientes. Para reproducirse ponen huevos que incuban hasta su eclosión.

Su grupo taxonómico se denomina clase Aves (la palabra es latina y está en plural, en singular sería avis)⁴​ para la sistemática clásica, pero en la sistemática filogenética actual este clado no tiene rango, y es incluido a su vez sucesivamente dentro de los clados: Theropoda, Dinosauria, Archosauria, Sauropsida, Tetrapoda, etc., aunque hay más anidamientos intermedios con denominación.

Las aves se originaron a partir de dinosaurios carnívoros bípedos del Jurásico, hace 150-200 millones de años, y son, de hecho, los únicos dinosaurios que sobrevivieron a la extinción masiva producida al final del Mesozoico. Su evolución dio lugar, tras una fuerte radiación, a las más de 18 000 especies actuales⁵​ (más 153 extintas en tiempos históricos).⁶​ Las aves son los tetrápodos más diversos; sin embargo, tienen una gran homogeneidad morfológica en comparación con los mamíferos. Las relaciones de parentesco de las familias de aves no siempre pueden definirse por morfología, pero con el análisis de ADN comenzaron a esclarecerse.

Las aves habitan en todos los biomas terrestres y también en todos los océanos. El tamaño puede ser desde 6,4 cm en el colibrí zunzuncito hasta 2,74 metros en el avestruz. Los comportamientos son diversos y notables, como en la anidación, la alimentación de las crías, las migraciones, el apareamiento y la tendencia a la asociación en grupos. La comunicación entre las aves es variable y puede implicar señales visuales, llamadas y cantos. Algunas emiten gran diversidad de sonidos, y se destacan por su inteligencia y por la capacidad de transmisión cultural de conocimientos a nuevas generaciones.

El ser humano ha tenido una intensa relación con las aves. En la economía humana las aves de corral y las cinegéticas son fuentes de alimento. Las canoras y los loros son populares como mascotas. Se usa el plumón de patos y gansos domésticos para rellenar almohadas, y antes se cazaban muchas aves para adornar sombreros con sus plumas. El guano de las aves se usa en la fertilización de suelos. Algunas aves son reverenciadas o repudiadas por motivos religiosos, supersticiones o por prejuicios erróneos. Muchas son símbolos culturales y referencia frecuente para el arte. En los últimos 500 años se han extinguido más de 150 especies como consecuencia de actividades humanas,⁷​ y, actualmente, son más de 1200 las especies de aves amenazadas que necesitan esfuerzos para su conservación.⁸

https://es.wikipedia.org/wiki/Aves
WIKIPEDIA.

Ala de un ave según Alberto Durero.

Las alas son extremidades o apéndices que poseen solamente tres grupos de animales: insectos, aves, quirópteros y, antiguamente, los pterosaurios. Normalmente las alas se utilizan para volar, aunque no todos los animales que las poseen son capaces de mantenerse en el aire.

Algunos animales tienen membranas entre las patas y el cuerpo (como los dermópteros), o entre los dedos (como la rana voladora) o entre costillas móviles (el reptil Draco volans), pero no son suficientes para ejercer el vuelo y no se denominan alas; con ellas solamente pueden planear.

https://es.wikipedia.org/wiki/Ala_(zoolog%C3%ADa)
WIKIPEDIA.

https://www.ngenespanol.com/fotografia/larga-curiosa-y-extravagante-evolucion-plumas/

https://www.nationalgeographic.com.es/mundo-ng/grandes-reportajes/aves-dinosaurios-evolucion-las-plumas_3807/1 

Las aves evolucionaron a partir de los dinosaurios, pero es posible que el origen de sus plumas se remonte aún más en el tiempo. El fotógrafo Robert Clark muestra en esta galería de fotos la maravillosa diversidad de las plumas y sus orígenes prehistóricos.

Pluma caudal de una amazona frentiazul

Foto tomada en el Instituto de Zoología y Museo Zoológico de la Universidad de Hamburgo

Foto: Robert Clark

Antes fue la pelusa

Las aves evolucionaron a partir de los dinosaurios, pero es posible que el origen de sus plumas se remonte aún más en el tiempo, hasta el antepasado común de los dinosaurios y los pterosaurios. Estos reptiles voladores (un fósil, a la izquierda) estaban cubiertos de filamentos muy finos que tal vez se parecieran al plumón de este pollo de faisán.

Jeholopterus ningchengensis
De 168 a 152 millones de años atrás, China
Foto tomada en el Instituto de Paleontología de Vertebrados y Paleoantropología de Pekín

Foto. Robert Clark

Archaeopterix lithographica

Impresa en caliza, una solitaria pluma de hace 150 millones de años descubierta en una cantera alemana en 1861 abrió un debate que aún no se ha zanjado sobre uno de los inventos más elegantes de la naturaleza: la pluma.

Archaeopterix lithographica
De 150 a 148 millones de años atrás, Alemania
Foto tomada en el Museo de Historia Natural de la Universidad Humboldt, Berlín

Foto: Robert Clark

Dinosaurio peludo

Los filamentos simples semejantes a púas que Beipiaosaurus inexpectus tenía en la cabeza (arriba, en el fósil), el dorso y la cola sorprendieron a Xu Xing cuando vio este fósil en 1997. Ya se habían hallado plumas de dinosaurio más complejas, pero «estas estructuras eran nuevas», dice Xu, del Instituto de Paleontología de Vertebrados y Paleoantropología de Pekín. Tal vez los dinosaurios más pequeños usaran las plumas como aislamiento, pero Beipiaosaurus, con dos metros de largo, necesitaría disipar el calor, no conservarlo. Por tanto, apunta Xu, «es probable que tuvieran una función de exhibición».

Beipiaosaurus inexpectus,
125 millones de años atrás, China
Foto tomada en el Museo de la Naturaleza Tianyu de Shandong

Foto: Robert Clark

Actor secundario

Hasta 2001 sólo se conocían dinosaurios emplumados pertenecientes a una de las dos ramas del árbol filogenético de los dinosaurios: la de los saurisquios, que incluye a las aves. Ese año apareció en el mercado internacional un fósil de la otra rama, la de los ornitisquios, que presentaba largos filamentos curvos en la cola. Sin más información sobre Psittacosaurus, los científicos eran reacios a atribuir estructuras semejantes a las plumas a unos dinosaurios cuyo parentesco con las aves era tan distante. Con el anuncio en 2009 del hallazgo de filamentos similares en otro ornitisquio, Tianyulong, muchos cambiaron de opinión. Pero, ¿evolucionó ese rasgo independientemente en los dos grupos, o ya estaba presente en su antepasado común?

Psittacosaurus sp.
De 125 a 121 millones de años atrás, China; espécimen de procedencia desconocida hallado en el mercado negro
Hoy custodiado en el Instituto de Investigación Senckenberg, Alemania, pendiente de su repatriación a China

Foto: Robert Clark

El pavo real del jurásico

Dueño de un cuarteto de largas plumas en forma de cinta, con barbas dispuestas en un plano, Epidexipteryx, del tamaño de una paloma, podría ofrecernos el primer indicio de un plumaje de exhibición en un dinosaurio. Su extravagante plumaje debió de ser prácticamente inútil como medio de aislamiento o para el vuelo, pero es posible que sirviera para atraer al sexo opuesto o para que los individuos de la especie se reconocieran entre sí.

Epidexipteryx hui
De 168 a 152 millones de años atrás, China
Foto tomada en el Museo de la Naturaleza Tianyu de Shandong

Foto: Robert Clark

Selección sexual

En una carta de 1860, Charles Darwin se preguntaba cómo la selección natural había producido un impedimento para el vuelo tan aparatoso como la cola del pavo real. Después ideó el concepto de la selección sexual: los machos más llamativos atraen a las hembras y transmiten sus genes.
Imagen compuesta por tres fotografías
Tomadas en el Museo Peabody de Historia Natural, Universidad Yale

Foto. Robert Clark

Ave del paraíso real

Pluma de la punta de la cola en forma de disco; se mueve durante la exhibición
Cortesía del Dr. Peter Mullen

Foto: Robert Clark

Espolonero chinquis

Pluma cobertora de la cola; desplegada, exhibición
Instituto de Zoología y Museo Zoológico de la Universidad de Hamburgo
Foto:Robert Clark

Plumón del pollo de un avestruz

Plumón de primera y segunda fase; aislamiento
Instituto de Zoología y Museo Zoológico de la Universidad de Hamburgo
Foto: Robert Clark

Ave del paraíso emperador

Penachos laterales; exhibición
Instituto de Zoología y Museo Zoológico de la Universidad de Hamburgo
Foto: Robert Clark

Búho africano

Pluma del ala con borde aserrado; amortiguación del ruido
Cortesía del Dr. Peter Mullen
Foto: Robert Clark

 

Guacamayo macao

Pluma cobertora del ala; vuelo
Instituto de Zoología y Museo Zoológico de la Universidad de Hamburgo
Foto: Robert Clark

Quetzal cabecidorado

Pluma cobertora de la cola; exhibición
Instituto de Zoología y Museo Zoológico de la Universidad de Hamburgo
Foto: Robert Clark

Faisán dorado

Penacho de la cresta; exhibición
Cortesía del Dr. Peter Mullen
Foto: Robert Clark

Carpintero escapulario

Pluma de la cola; ayuda a trepar
Instituto de Zoología y Museo Zoológico de la Universidad de Hamburgo
Foto: Robert Clark

Turaco crestirrojo

Pluma del ala con pigmento de cobre; vuelo y exhibición
Cortesía del Dr. Peter Mullen
Foto: Robert Clark

Salchichas y albóndigas

Los orgánulos celulares microscópicos portadores de pigmento, responsables del color en las plumas fósiles, parecen «salchichas y albóndigas», dice Jakob Vinther, de la Universidad Yale. Los que tienen forma de salchicha confieren el color negro, y los que parecen albóndigas, el rojo y el marrón.

Foto: Robert Clark

Plumas auriculares de Anchiornis

Los orgánulos celulares microscópicos portadores de pigmento en forma de «salchicha» y «albóndiga» aparecen en una muestra de las plumas auriculares de Anchiornis.

Foto: Robert Clark

Ojos para los ojos

El macho de argos real del Sudeste Asiático es un faisán poco llamativo, hasta que se pone a bailar con las enormes plumas de la cola desplegadas ante la hembra y revela la espectacular superficie interior visible en esta sección de diez centímetros. Los cientos de brillantes ocelos (manchas parecidas a ojos) mantienen fascinadas a las hembras.

Foto tomada en el Instituto de Zoología y Museo Zoológico de la Universidad de Hamburgo

Foto: Robert Clark

¡Larguémonos!

Una perdiz chucar aletea frenéticamente en el laboratorio de vuelo de la Universidad de Montana. Los estudios revelan que antes de que un pollo sea capaz de volar, su aleteo funciona como los alerones de un vehículo, empujando su cuerpo hacia abajo y ganando adherencia al huir de un depredador por una cuesta empinada. Quizás este mecanismo impulsó el desarrollo del vuelo.

Foto: Robert Clark

Listos para volar

Las alas de Confuciusornis (arriba) y las de un moderno gallito de las rocas (foto siguiente) reflejan la distancia evolutiva recorrida desde el origen del vuelo. Confuciusornis y otras aves primitivas retuvieron las garras en las alas, que quizás usaran para trepar o para cazar; las plumas estrechas y unos músculos de vuelo débiles sugieren que no eran buenas voladoras.
Confuciusornis sanctus
De 125 a 120 millones de años atrás, China
Foto tomada en el Museo de la Naturaleza Tianyu de Shandong
Foto: Robert Clark

Listos para volar

En contraste, el ala del gallito de las rocas macho combina agilidad con una apariencia vistosa. Un diminuto «pulgar» de plumas, el álula, mejora el control del vuelo. El raquis protuberante en la primera pluma remera produce un ruido que añade un efecto sonoro a la exhibición visual.
Foto tomada en el Museo Peabody de Historia Natural, Universidad Yale

Robert Clark

Redacción

28 de diciembre de 2018, 07:02

De dinosaurios a aves: la evolución de las plumas

La mayoría de nosotros nunca veremos en directo algunas de las mayores maravillas de la naturaleza. No atisbaremos el ojo de un calamar colosal, tan grande como un balón de fútbol, ni veremos el colmillo de un narval, semejante a un cuerno de unicornio, si no es en una fotografía. Pero hay una maravilla natural que casi todos podemos ver con sólo salir de casa: dinosaurios que usan plumas para volar.

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El incendio que acabó con los dinosaurios

Las aves son tan corrientes, incluso en las zo­­nas más urbanizadas del planeta, que es fácil pasar por alto su descendencia de los dinosaurios y el ingenioso plumaje que las mantiene en el aire. Para resistir la fuerza del viento en contra, las plumas de vuelo tienen una forma asimétrica, con el borde de ataque fino y rígido, y el borde de fuga largo y flexible. Para generar fuerza de sustentación, el ave sólo tiene que inclinar las alas y ajustar la circulación del aire por encima y por debajo de las mismas.

Las alas de los aviones aprovechan algunos de esos trucos aerodinámicos, pero el ala de un ave es mucho más sofisticada. Desde el raquis se extiende una serie de finas barbas, cada una de las cuales se ramifica a su vez en bárbulas, caracterizadas por presentar a lo largo unos ganchillos diminutos llamados barbicelos, que se agarran a los de las bárbulas vecinas y crean una red estructural muy ligera pero de gran resistencia. Cuando un ave se acicala las plumas, las barbas se separan sin esfuerzo y vuelven a encajar en su sitio.

Las alas de los aviones aprovechan algunos de esos trucos aerodinámicos, pero el ala de un ave es mucho más sofisticada

El origen de este maravilloso mecanismo es uno de los mayores misterios de la evolución. En 1861, sólo dos años después de que Darwin publicara El origen de las especies, los trabajadores de una cantera de Alemania sacaron a la luz fósiles espectaculares de un ave del tamaño de un cuervo, bautizada Archaeopteryx, que vivió hace unos 150 millones de años. Tenía plumas y otros rasgos de las aves actuales, pero también presentaba vestigios de un pasado reptiliano, tales como dientes en la boca, garras en las alas y una larga cola ósea. Como los fósiles de las ballenas con patas, Archaeopteryx parecía capturar un instante crítico de la metamorfosis evolutiva. «Es una gran prueba a mi favor», le confió Darwin a un amigo.

La prueba habría sido aún más concluyente si los paleontólogos hubiesen podido en­­contrar un espécimen más antiguo dotado de plumas más primitivas, algo que buscaron sin éxito durante casi un siglo y medio. Mientras tanto, otros científicos intentaban arrojar luz sobre el origen de las plumas estudiando las escamas de los reptiles actuales, que son los parientes vivos más cercanos de las aves. Tanto las escamas como las plumas son pla­­nas, por lo que era posible que las escamas de los antepasados de las aves se hubieran alargado, generación tras generación. Con el tiempo, los bordes de esas escamas podían haberse deshilachado y ramificado, hasta convertirse en las primeras plumas verdaderas.

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También era razonable pensar que ese cambio se hubiera producido como adaptación al vuelo. Los ancestros de las aves podían haber sido pe­­queños reptiles con escamas, cuadrúpedos y de hábitos arborícolas, que saltaran de rama en rama. Si esas escamas se hubiesen hecho más largas, les habrían proporcionado una mayor fuerza de sustentación, lo que les habría permitido planear cada vez un poco más lejos. Sólo más adelante sus brazos habrían evolucionado hasta convertirse en alas que aquellas protoaves habrían podido batir, lo que las habría transforma­do de animales planeadores en voladores au­­tén­ticos. En otras palabras, la evolución de las plumas ha­­­­­bría coincidido con la evolución del vuelo.

El concepto que unía plumas y vuelo empezó a descifrarse en los años setenta, cuando el pa­­leontólogo John Ostrom, de la Universidad Yale, observó asombrosas similitudes entre el esqueleto de las aves y el de los terópodos, un grupo de dinosaurios terrestres bípedos que incluye monstruos tan célebres como Tyrannosaurus rex y Ve­­lociraptor. Según él, estaba claro que las aves eran los descendientes vivos de los terópodos. Aun así, muchos terópodos conocidos tenían grandes patas, brazos cortos y una cola larga y robusta, todo lo contrario de lo previsible en una criatura arborícola. Otros paleontólogos sostenían que las aves no evolucionaron a partir de los dinosaurios, sino que compartían un ancestro común, muy anterior, al que debían sus similitudes.

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Un asombroso abrigo de pterosaurio

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En 1996 unos paleontólogos chinos hicieron un asombroso hallazgo que vino a confirmar la hipótesis de Ostrom. Era el fósil de Sinosauropteryx, un pequeño terópodo de brazos cortos de hace 125 millones de años que presentaba un ras­go extraordinario: tenía el dorso y la cola cubiertos por un manto de filamentos finos y huecos. Por fin aparecían indicios de plumas primitivas, halladas en un terópodo terrestre corredor. Era posible, pues, que el origen de las plumas no estuviera relacionado con el origen del vuelo.

A partir de entonces los paleontólogos hallaron cientos de terópodos emplumados. Con tan­tos fósiles para comparar, pronto empezaron a componer una historia más detallada de la pluma. Lo primero fueron unos filamentos simples. Después, diferentes linajes de terópodos desarrollaron diversos tipos de plumas, algunas parecidas al plumón de las aves actuales y otras con barbas dispuestas simétricamente. Otros presentaban cintas largas y rígidas o filamentos anchos, distintos de las plumas de cualquier ave actual.

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Fotografías

Los largos filamentos huecos de los terópodos suponían un enigma. Si se trataba de las plumas primitivas, ¿cómo habían evolucionado a partir de las escamas planas? Por fortuna, aún hay terópodos con plumas en forma de cinta: los pollos de las aves. Todas las plumas de un pollo empiezan siendo como unas cerdas que sobresalen de la piel; sólo después se abren y ramifican en formas más complejas. En el embrión, esas cerdas brotan de unos pequeños discos de células cutáneas llamados placodas. Un anillo de células de crecimiento rápido sobre la placoda construye una pared cilíndrica que se convierte en cerda.

Los reptiles también tienen placodas. Pero en los embriones de reptil, éstas sólo tienen activados los genes que hacen que crezcan las células cutáneas del borde posterior del disco, lo cual determina con el tiempo la formación de escamas. A finales de los años noventa Richard Prum, de la Universidad Yale, y Alan Brush, de la Universidad de Connecticut, desarrollaron la idea de que la transición de las escamas a las plumas pudo ser el resultado de una sencilla alteración de las instrucciones de los genes dentro de las placodas, lo que habría determinado que las células crecieran verticalmente en lugar de ha­­cerlo en sentido horizontal. Una vez que aparecieron los primeros filamentos, sólo habrían sido necesarias ligeras modificaciones sucesivas para producir plumas cada vez más complejas.

La transición de escamas a plumas pudo ser el resultado de una sencilla alteración genética

Hasta hace poco se creía que las plumas habían aparecido por primera vez en un miembro primitivo del linaje de los te­­rópodos que condujo a las aves. Pero en 2009, científicos chinos anunciaron el descubrimiento de una criatura con cerdas en el dorso, Tianyulong, perteneciente a la rama de los ornitisquios del árbol filogenético de los dinosaurios, lo que significa que no era ni por asomo un terópodo. El hallazgo planteó la asombrosa posibilidad de que el antepasado de todos los dinosaurios tuviera plumas semejantes a cerdas y que algunas especies las hubieran perdido en el transcurso de la evolución. El origen de las plumas podría retroceder incluso más en el tiempo si además se confirma que la «pelusa» observada en algunos pterosaurios eran plumas, ya que aquellos reptiles voladores comparten con los dinosaurios un antepasado aún más antiguo.

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Hay otra posibilidad todavía más asombrosa. Los parientes vivos más cercanos de las aves, los dinosaurios y los pterosaurios son los crocodilios. Aunque estas bestias escamosas no tienen plumas en la actualidad, el descubrimiento en los aligátores del mismo gen que participa en la formación de plumas en las aves sugiere que tal vez sus antepasados las tuvieron, hace 250 millones de años, antes de que sus respectivos linajes divergieran. Así pues, según algunos científicos la pregunta no sería cómo desarrollaron plumas las aves, sino cómo las perdieron los aligátores.

Los parientes vivos más cercanos de las aves, los dinosaurios y los pterosaurios son los crocodilios.

Si la aparición de las plumas no tenía como propósito el vuelo, ¿qué otra ventaja pudieron ofrecer a los animales que las tenían? Algunos paleontólogos argumentan que pudieron aparecer con fines de aislamiento. Otra hipótesis que ha cobrado fuerza en los últimos años es que aparecieron para ser vistas. Las plumas de las aves actuales presentan una gran variedad de colores y dibujos. En algunos casos su belleza sirve para atraer al sexo opuesto. El pavo real macho, por ejemplo, despliega su cola iridiscente para atraer a la hembra. La posibilidad de que los terópodos desarrollaran plumas con similares fines de exhibición recibió un fuerte impulso en 2009, cuando los científicos empezaron a estudiar detenidamente su estructura.

Dentro de las plumas de dichos animales descubrieron unos orgánulos celulares microscópicos, llamados melanosomas, cuya forma coincide exactamente con las estructuras asociadas con colores específicos en las plumas de las aves actuales. Hay melanosomas tan bien conservados que es posible reconstruir el color de las plumas de los dinosaurios. La cola de Sinosauropteryx, por ejemplo, tenía al parecer franjas rojizas y blancas. Quizá los machos exhibían sus vistosas colas para el cortejo. O quizás ambos sexos usaban las rayas para reconocerse o para confundir a los depredadores.

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Fuera cual fuese el propósito original de las plumas, probablemente existieron durante millones de años antes de que un único linaje de dinosaurios empezara a usarlas para volar. Los paleontólogos están estudiando a los parientes más cercanos de las aves entre los terópodos para determinar cómo se produjo la transición. Uno de los más reveladores es el recién descubierto Anchiornis, de más de 150 millones de años de antigüedad. Del tamaño de una gallina, tenía plumas en los miembros anteriores, con áreas blancas y negras, y en la cabeza lucía un llamativo penacho rojo.

Por su estructura, las plumas de Anchiornis eran casi idénticas a las plumas de vuelo, salvo en que eran simétricas en lugar de asimétricas. Sin un borde de ataque fino y rígido, es probable que fueran demasiado débiles para volar. Sin embargo, compensaban la falta de resistencia con la abundancia. Anchiornis tenía una cantidad inverosímil de plumas. Le brotaban de las extremidades anteriores y posteriores e incluso de los dedos. Es posible que la selección sexual impulsara la evolución de ese plumaje extravagante, como hoy impulsa la evolución de la cola del pavo real. Y al igual que la cola larga y pesada supone una carga para el pavo, la superabundancia de plumas quizá fue un problema para Anchiornis.

Corwin Sullivan y sus colegas del Instituto de Paleontología de Vertebrados y Paleoantropología de Pekín han hallado una manera de que Anchiornis pudiera superar ese problema. En los terópodos más directamente emparentados con las aves actuales, uno de los huesos del carpo tenía forma de cuña, lo que les permitía flexionar las manos. En Anchiornis, la forma de cuña de ese hueso era todavía más acusada, de modo que podía plegar las extremidades anteriores sobre los costados y mantener las plumas separadas del suelo cuando caminaba. Las aves actuales utilizan un hueso similar durante el vuelo, que les permite acercar las alas al cuerpo durante el movimiento ascendente. Si Sullivan y sus colegas están en lo cierto, este rasgo esencial para el vuelo evolucionó mucho antes de que las aves despegaran del suelo. Es un ejemplo de lo que los biólogos evolutivos llaman exaptación, que consiste en utilizar una estructura anatómica ya existente para un propósito nuevo. Todo parece indicar que el vuelo de las aves ha sido posible gracias a una sucesión de exaptaciones que fueron apareciendo a lo largo de millones de años, mucho antes de que ninguna ave volara.

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El modo en que se produjo la transición final sigue inspirando encendidos debates. Algunos científicos sostienen que los dinosaurios emplumados desarrollaron el vuelo desde el suelo hacia arriba, batiendo las extremidades anteriores mientras corrían. Otros cuestionan este concepto y señalan que las «alas» de las patas traseras de Anchiornis y de otros parientes cercanos de las aves debieron de ser un obstáculo para correr con agilidad. Estos investigadores están recuperando la vieja idea de que las protoaves utilizaban las plumas para saltar de un árbol a otro, planear y, finalmente, volar.

Desde el suelo hacia arriba, desde los árboles hacia abajo… ¿Por qué no ambas cosas? El vuelo no evolucionó en un mundo bidimensional, re­­cuerda Ken Dial, de la Universidad de Montana-Missoula. Dial ha demostrado que los pollos de muchas especies baten sus rudimentarias alas para ganar adherencia al terreno cuando huyen de un depredador por una pendiente inclinada, como el tronco de un árbol o una pared rocosa. Pero el aleteo también ayuda a amortiguar la inevitable caída del animal. A medida que el ave madura, ese tipo de descenso controlado cede paso gradualmente al vuelo propiamente dicho. A lo mejor, dice Dial, el camino que sigue el pollo en su desarrollo refleje el recorrido por su linaje durante la evolución. Quizá sus antepasados aletearon torpemente como él, hasta que finalmente emprendieron el vuelo.

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La curiosa evolución de las plumas

 Si no se desarrollaron para volar, ¿cuál era su propósito? Quizá aislamiento térmico o atracción del sexo opuesto

La mayoría de nosotros nunca podrá ver las grandes maravillas de la naturaleza en persona. No veremos el ojo colosal de un calamar, tan grande como una pelota de basquetbol, pero hay una maravilla natural que casi todos podemos ver con solo salir: dinosaurios que usan sus plumas para volar.

Las aves son tan comunes que es fácil dar por sentada su herencia de dinosaurios y el plumaje ingenioso que las mantiene en el aire. Para soportar la fuerza del aire que se le opone, una pluma para vuelo tiene una forma asimétrica: el borde frontal es delgado y rígido; el posterior, largo y flexible. Para elevarse, un ave solo debe inclinar sus alas y ajustar el flujo de aire encima y debajo de ellas.

Las alas de los aviones explotan algunos de los mismos trucos aerodinámicos. Sin embargo, el ala de un ave es mucho más. Desde el eje central de una pluma se extiende una serie de barbas delgadas, de las cuales brotan barbillas más pequeñas, como si fueran ramas de un árbol, alineadas con ganchos pequeños. Cuando estos se sujetan con los ganchos de las barbillas vecinas crean una red estructural muy ligera pero notablemente fuerte. Cuando un ave se limpia las plumas con el pico, las barbas se separan fácilmente y después vuelven a su lugar.

El origen de este mecanismo maravilloso es uno de los misterios evolutivos más perdurables. En 1861, justo dos años después de que Darwin publicara El origen de las especies, los trabajadores de una cantera en Alemania desenterraron fósiles espectaculares de un ave del tamaño de un cuervo llamada Archaeopteryx, que vivió hace 150 millones de años. Tenía plumas y otros rasgos de los pájaros vivos, pero también vestigios de un pasado reptiliano, como dientes en la boca, garras en sus alas y una cola larga y huesuda. Igual que los fósiles de ballenas con patas, el Archaeopteryx pareci?a capturar un momento de una metamorfosis evolutiva crucial. “Es un gran caso para mí”, le confió Darwin a un amigo.

El caso habría sido más significativo si los paleontólogos hubieran podido encontrar una criatura más antigua, dotada de plumas más primitivas, algo que buscaron en vano durante el siguiente siglo y medio. Mientras tanto, otros científicos buscaban esclarecer el origen de las plumas al examinar las escamas de los reptiles modernos, los parientes vivos más cercanos a las aves. Tanto escamas como plumas son planas, así que quizá las escamas de los antepasados de las aves se estiraron, generación tras generación. Después puede que los bordes se deshebraran y separaran, convirtiéndose en plumas verdaderas.

También tiene sentido que este cambio ocurriera como adaptación para poder volar. Imaginemos los antepasados de las aves como pequeños reptiles escamosos de cuatro patas que vivían en las copas de los árboles y saltaban de árbol en árbol. Si sus escamas se alargaron, les proporcionaron más y más elevación, lo que habría permitido que las protoaves planearan un poco más lejos cada vez. Tal vez más tarde los brazos se convirtieran en alas que podían mover hacia arriba y hacia abajo, transformándolos de planeadores a verdaderos y poderosos voladores. En pocas palabras, la evolución de las plumas pudo haber ocurrido al mismo tiempo que la evolución del vuelo.

Esta noción de que las plumas condujeron al vuelo se empezó a desenredar en los años setenta del siglo xx, cuando el paleontólogo de Yale, John Ostrom, observó similitudes sorprendentes entre los esqueletos de las aves y los de dinosaurios terrestres conocidos como terópodos, grupo en el que están incluidos monstruos taquilleros como el Tyrannosaurus rex y el Velociraptor. Ostrom sostiene que resulta evidente que las aves son descendientes vivos de los terópodos. Sin embargo, muchos de los terópodos conocidos tienen piernas grandes, brazos cortos y colas largas y gruesas, una anatomía que difícilmente esperaríamos encontrar en una criatura que salta entre los árboles.

En 1996, paleontólogos chinos ofrecieron un apoyo sorprendente a la hipótesis de Ostrom. Se trataba del fósil de un terópodo pequeño de brazos cortos de hace 125 millones de años, el Sinosauropteryx, que tenía una característica extraordinaria: una capa de filamentos delgados y huecos que le cubrían lomo y cola. Por fin había evidencia de plumas primitivas verdaderas en un terópodo que corría en el suelo. En pocas palabras, el origen de las plumas tal vez no tuviera nada que ver con el origen del vuelo.

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Poco después, los paleontólogos empezaron a encontrar cientos de terópodos emplumados. Con tantos fósiles por comparar, empezaron a armar una historia más detallada de la pluma. Primero llegaron los filamentos simples. Después, diferentes linajes de terópodos desarrollaron varios tipos de plumas, algunas parecidas al plumaje esponjoso de algunas aves actuales, otras a barbas ordenadas de forma simétrica. Otros terópodos portaban listones rígidos de filamentos anchos, nada parecidos a las plumas de las aves vivas.

Los filamentos largos y huecos de los terópodos presentaban un problema. Si eran plumas primitivas, ¿cómo evolucionaron a partir de las escamas? Afortunadamente, hoy día hay terópodos con plumas similares a hebras: los polluelos bebés. Todas las plumas de un polluelo en desarrollo empiezan como cerdas que salen de la piel; es después que se separan en formas más complejas. En el embrión del ave, estas cerdas salen de segmentos de piel pequeños llamados placodas. Un aro de células de crecimiento rápido sobre la placoda forma una pared cilíndrica que se convertirá en la cerda.

Los reptiles también tienen placodas, pero en el embrión de un reptil cada una intercambia genes que provocarán que las células de la piel solo crezcan en el borde posterior de la placoda, lo que a la larga formará las escamas. A finales de los noventa del siglo XX, Richard Prum y Alan Brush, desarrollaron la idea de que la transición de escamas a plumas pudo depender de un cambio simple en las órdenes genéticas dentro de las placodas, lo que causó que sus células crecieran verticalmente a través de la piel en vez de horizontalmente. Una vez que los filamentos se desarrollaron, se necesitaron modificaciones menores para producir plumas cada vez más elaboradas.

Hasta hace poco se creía que las plumas aparecieron por primera vez en un miembro primitivo del linaje de los terópodos que nos lleva hasta las aves. Sin embargo, en 2009 científicos chinos anunciaron el descubrimiento de una criatura con cerdas en la espalda, el Tianyulong, en la rama de los ornitisquios del árbol genealógico de los dinosaurios, el pariente más lejano de los terópodos. Esto planteó la sorprendente posibilidad de que el ancestro de todos los dinosaurios tuviera plumas parecidas a cabellos, que algunas especies perdieron posteriormente, durante su evolución. El origen de las plumas podría remontarse todavía más lejos si se confirma que la “pelusa” hallada en algunos pterosaurios son plumas, pues estos reptiles voladores comparten un ancestro todavía más antiguo con los dinosaurios.

Hay una posibilidad aún más sorprendente. Los parientes vivos más cercanos de aves, dinosaurios y pterosaurios son los lagartos y cocodrilos. Aunque es obvio que hoy estas bestias escamosas no tienen plumas, el descubrimiento en los lagartos del mismo gen involucrado en la formación de las plumas de las aves sugiere que quizá sus ancestros sí las tenían, hace 250 millones de años, antes de que los linajes se separaran. Así que, según algunos científicos, lo que hay que preguntarse no es cómo obtuvieron las aves sus plumas, sino cómo las perdieron los lagartos.

Si las plumas no se desarrollaron en principio para volar, ¿qué otras ventajas ofrecían a las criaturas que las tenían? Algunos paleontólogos sostienen que pudieron empezar como un aislante térmico.

Otra hipótesis ha cobrado fuerza en años recientes: las plumas primero se desarrollaron para ser vistas. Las plumas de las aves actuales tienen una amplia gama de colores y patrones, con brillos iridiscentes, franjas y manchas.

Un pavo real despliega su cola iridiscente, por ejemplo, para atraer a la hembra. La posibilidad de que los terópodos desarrollaran plumas para realizar algún tipo de exhibición tuvo gran aceptación en 2009, cuando los científicos empezaron a observar más de cerca su estructura. Descubrieron sacos microscópicos en el interior de las plumas, llamados melanosomas, que en su forma corresponden precisamente a las estructuras asociadas con los colores específicos de las plumas de las aves vivas. Los melanosomas están tan bien conservados que los científicos pueden reconstruir el color de las plumas de los dinosaurios. Por ejemplo, parece que la cola del Sinosauropterix tenía franjas rojas y blancas.

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Sin importar cuál haya sido el propósito original de las plumas, probablemente ya existían millones de años antes de que cualquiera de los linajes de dinosaurios las empezara a usar para volar. Actualmente, los paleontólogos estudian con sumo cuidado a los terópodos, los parientes más cercanos de las aves, en busca de pistas sobre cómo ocurrió la transición. Una de las maravillas recientemente descubiertas es el Anchiornis, de más de 150 millones de años de antigüedad. Del tamaño de una gallina, tenía plumas en los brazos con porciones blancas y negras, lo que creaba un patrón con franjas similar al de un gallo de concurso en una feria agropecuaria. En la cabeza ostentaba una corona roja y brillante. La estructura de las plumas del Anchiornis era casi idéntica a la de las plumas para volar, salvo que aquellas eran simétricas y no asimétricas. Sin el delgado y rígido borde guía debieron ser muy débiles para volar.

Sin embargo, lo que a las plumas les faltaba en fuerza lo compensaban con cantidad. El Anchiornis tenía una cantidad vergonzosa de plumas. Le salían en brazos, piernas e incluso dedos de las patas. Es posible que la selección sexual condujera la evolución de este plumaje extravagante de la misma manera como conduce actualmente la evolución de las colas de los pavos reales. Y así como sus colas largas y pesadas representan una carga para los pavos reales, es posible que las extravagantes plumas del Anchiornis también fueran una carga, literalmente.

Corwin Sullvan y sus colegas en el Instituto de Paleontología y Paleoantropología de los Vertebrados en Pekín encontraron una forma en que el Anchiornis pudo haber solucionado su problema. En los terópodos que se relacionan más de cerca con las aves vivas, un hueso particular de la muñeca tenía forma de cuña, lo que les permitía doblar los brazos. El hueso de la muñeca del Anchiornis tenía tan pronunciada la forma de cuña que podía doblar sus brazos a los lados, manteniendo las plumas de estos lejos del suelo mientras caminaba. Las aves modernas usan un hueso similar en el vuelo, juntando sus alas con sus cuerpos durante el aleteo hacia arriba. Si Sullivan y sus colegas están en lo cierto, esta característica crucial del vuelo evolucionó mucho tiempo antes de que las aves empezaran a volar. Es un ejemplo de lo que los biólogos de la evolución llaman exaptación: tomar prestada una parte antigua del cuerpo para un trabajo nuevo.

La forma como la transición ocurrió finalmente continúa generando un debate acalorado. Algunos científicos sostienen que los dinosaurios emplumados desarrollaron el vuelo desde el suelo hacia arriba, aleteando con sus brazos emplumados mientras corrían. Otros cuestionan esta noción al señalar que las “alas de las patas” en el Anchiornis y otros parientes cercanos de las aves serían un estorbo para correr. Estos investigadores reviven la idea de que las protoaves utilizaban las plumas para ayudarse a saltar desde los árboles, planear y, finalmente, volar.

Del suelo hacia arriba, de los árboles hacia abajo, ¿por qué no las dos? Según Ken Dial, investigador del vuelo en la Universidad de Montana, en Missoula, el vuelo no evolucionó en un mundo de dos dimensiones. Dial ha demostrado que en muchas especies el polluelo aletea sus alas rudimentarias a fin de ganar tracción cuando huye de depredadores en planos inclinados, como troncos de árboles o acantilados, pero el aleteo también ayuda a estabilizar el inevitable regreso del polluelo hacia terrenos bajos. A medida que la joven ave madura, este descenso controlado cede su lugar al vuelo. De acuerdo con Dial, quizá el camino que el polluelo toma en su desarrollo es el mismo que su linaje siguió en la evolución; lo lograron, por así decirlo, al vuelo.

NATIONAL GEOGRAPHIC

Guillermo Gonzalo Sánchez Achutegui

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