Por Will Dunham
WASHINGTON, 20 jul - Científicos respondieron una antigua pregunta sobre la evolución de los mamíferos, examinando la anatomía del oído de mamíferos vivos y extintos y de sus parientes cercanos para determinar cuándo surgió la sangre caliente, un rasgo esencial para el éxito del linaje.
Investigadores afirmaron el miércoles que el tamaño reducido de las estructuras del oído interno llamadas canales semicirculares -pequeños tubos llenos de líquido que ayudan a mantener el equilibrio- en los fósiles de los mamíferos precursores demostró que la sangre caliente, llamada endotermia, surgió hace unos 233 millones de años, durante el Triásico.
Las primeras criaturas que alcanzaron este hito, llamadas sinápsidos mamíferos, no se clasifican formalmente como mamíferos -los que aparecieron unos 30 millones de años después-, pero sí comenzaron a adquirir rasgos asociados a ellos.
La endotermia evolucionó en un momento en el que importantes rasgos de la estructura corporal de los mamíferos estaban tomando forma, como los bigotes y el pelaje, los cambios en la columna vertebral relacionados con la marcha, la presencia de un diafragma y una articulación mandibular y un sistema auditivo más parecidos a los de los mamíferos.
"La endotermia es una característica que define a los mamíferos, incluidos los humanos. Tener una temperatura corporal alta casi constante regula todas nuestras acciones y comportamientos, desde la ingesta de alimentos hasta la cognición, desde la locomoción hasta los lugares en los que vivimos", dijo el paleontólogo Ricardo Araújo, del Instituto de Plasmas y Fusión Nuclear de la Universidad de Lisboa, coautor del estudio publicado en Nature https://www.nature.com/articles/s41586-022-04963-z.
Los altos metabolismos de los cuerpos de los mamíferos mantienen la temperatura interna independientemente de su entorno. Los animales de sangre fría, como los lagartos, adoptan estrategias como asolearse para calentarse.
La endotermia de los mamíferos llegó en un momento evolutivo muy agitado, ya que los dinosaurios y los reptiles voladores llamados pterosaurios -criaturas que durante mucho tiempo dominarían los ecosistemas- aparecieron por primera vez en esa época.
La endotermia ofrecía ventajas.
"Correr más rápido, correr más tiempo, ser más activo, estar activo durante períodos más largos del ciclo circadiano, estar activo durante períodos más largos del año, aumentar el área de forrajeo. Las posibilidades son infinitas. Pero todo esto tiene un gran costo. Más energía requiere más comida, más búsqueda de alimento, y así sucesivamente. Es un fino equilibrio entre la energía que se gasta y la que se ingiere", añadió Araújo.
El linaje de los mamíferos evolucionó a partir de criaturas de sangre fría, algunas de las cuales presentaban estructuras corporales exóticas, como el Dimetrodon, que mezclaba rasgos propios de los reptiles, como las patas extendidas, y de los mamíferos, como la disposición de algunos músculos de la mandíbula.
La endotermia surgió con relativa rapidez, tal vez en menos de un millón de años, en lugar de un proceso gradual más largo, dijo el paleontólogo y coautor del estudio Romain David, del Museo de Historia Natural de Londres.
Un primer ejemplo fue una especie vagamente parecida a la comadreja, el Pseudotherium argentinus, en Argentina hace unos 231 millones de años. Los verdaderos mamíferos posteriores fueron los ancestros de los tres grupos de mamíferos actuales: placentarios, marsupiales y monotremas.
"Dada la importancia de la endotermia en muchos aspectos del plan corporal, la fisiología y el estilo de vida de los mamíferos modernos, el momento en que evolucionaron nuestros antiguos ancestros ha sido una cuestión realmente importante sin resolver en paleontología", dijo el paleontólogo y coautor del estudio Ken Angielczyk, del Museo Field de Chicago.
Determinar cuándo se originó la endotermia a través de los fósiles ha sido difícil, dijo Araújo: "No podemos clavar termómetros en la axila de tu mascota Dimetrodon, ¿verdad?".
El oído interno aportó una solución. La viscosidad, o fluidez, del líquido del oído interno -y de todos los líquidos- cambia con la temperatura. En los animales de sangre fría, este fluido es más frío y espeso, lo que requiere canales más anchos, en los de sangre caliente es menos viscoso y los canales semicirculares son más pequeños.
Los investigadores compararon los canales semicirculares de 341 animales, 243 existentes y 64 extintos. Esto demostró que la endotermia llegó millones de años más tarde que algunas estimaciones anteriores.
Los mamíferos desempeñaron un papel secundario en los ecosistemas dominados por los dinosaurios antes de tomar el relevo tras el evento de extinción masiva de hace 66 millones de años. Entre los animales actuales, los mamíferos y las aves tienen sangre caliente.