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Un estudio de fósiles ha revelado cómo las aves antiguas mudaron sus plumas, ayudando a explicar por qué los ancestros de las aves modernas sobrevivieron y el resto de dinosaurios se extinguió.
Cada pájaro es un dinosaurio viviente. Las aves son el único grupo de dinosaurios que sobrevivió a la extinción masiva inducida por asteroides hace 66 millones de años. Pero no todas las aves vivas en ese momento lo lograron. Por qué los ancestros de las aves modernas vivieron mientras tantos de sus parientes murieron ha sido un misterio que los paleontólogos han estado tratando de resolver durante décadas. Dos nuevos estudios apuntan a un posible factor: las diferencias entre cómo las aves modernas y sus primos antiguos mudan sus plumas.
Las plumas son uno de los rasgos clave que comparten todas las aves. Están hechos de una proteína llamada queratina, el mismo material que nuestras uñas y cabello, y las aves dependen de ellos para volar, nadar, camuflarse, atraer parejas, mantenerse calientes y protegerse contra los rayos del sol. Pero las plumas son estructuras complejas que no se pueden reparar, por lo que, como medio para mantenerlas en buen estado, las aves mudan sus plumas y les crecen reemplazos en un proceso llamado muda. Los pájaros bebés mudan de piel para perder sus plumas de bebé y hacer crecer las adultas; las aves maduras continúan mudando aproximadamente una vez al año.
Un artículo en la revista Cretaceous Research publicado en mayo de 2023 detalla el descubrimiento de un grupo de plumas conservadas en ámbar de una cría de pájaro que vivió hace 99 millones de años.
Hoy en día, los pájaros bebés están en un espectro en términos de qué tan desarrollados están cuando nacen y cuánta ayuda necesitan de sus padres. Las aves altriciales nacen desnudas e indefensas; su falta de plumas significa que sus padres pueden transmitir de manera más eficiente el calor corporal directamente a la piel de los bebés. Las especies precoces, por otro lado, nacen con plumas y son bastante autosuficientes.
Todos los pájaros bebés pasan por mudas sucesivas, períodos en los que pierden las plumas que tienen y crecen en un nuevo conjunto de plumas, antes de alcanzar finalmente su plumaje adulto. La muda requiere mucha energía, y perder muchas plumas a la vez puede dificultar que un ave se mantenga caliente. Como resultado, los polluelos precoces tienden a mudar lentamente, por lo que mantienen un suministro constante de plumas, mientras que los polluelos altriciales que pueden depender de sus padres para obtener comida y calor pasan por una "muda simultánea", perdiendo todas sus plumas aproximadamente al mismo tiempo.
Las plumas conservadas en ámbar en este estudio son la primera evidencia fósil definitiva de muda juvenil, y revelan un pájaro bebé cuya historia de vida no coincide con ninguna de las aves vivas en la actualidad. "Este espécimen muestra una combinación totalmente extraña de características precoces y altriciales", dice en un comunicado Jingmai O'Connor, curador asociado de reptiles fósiles del Field Museum. "Todas las plumas del cuerpo están básicamente en la misma etapa de desarrollo, lo que significa que todas las plumas comenzaron a crecer simultáneamente o casi simultáneamente", agregó. Sin embargo, es casi seguro que esta ave formaba parte de un grupo ahora extinto llamado Enantiornithines, que el trabajo anterior de O'Connor ha demostrado que eran muy precoces.
O'Connor plantea la hipótesis de que las presiones de ser un pájaro bebé precoz que tenía que mantenerse caliente, mientras experimentaba una muda rápida, podrían haber sido un factor en la perdición final de los enantiornitinos. "Los enantiornitinos eran el grupo de aves más diverso del Cretácico, pero se extinguieron junto con todos los demás dinosaurios no aviares", dice O'Connor. "Cuando el asteroide golpeó, las temperaturas globales se habrían desplomado y los recursos se habrían vuelto escasos, por lo que estas aves no solo tendrían demandas de energía aún mayores para mantenerse calientes, sino que no tenían los recursos para satisfacerlas".
Mientras tanto, un estudio adicional publicado el 3 de julio en Communications Biology por O'Connor y el investigador postdoctoral del Field Museum, Yosef Kiat, examina los patrones de muda en las aves modernas para comprender mejor cómo evolucionó el proceso por primera vez.
En las aves adultas modernas, la muda suele ocurrir una vez al año en un proceso secuencial, en el que reemplazan solo algunas de sus plumas a la vez en el transcurso de unas pocas semanas. De esa manera, aún pueden volar durante todo el proceso de muda. Las mudas simultáneas en aves adultas, en las que todas las plumas de vuelo se caen al mismo tiempo y vuelven a crecer en un par de semanas, son más raras y tienden a aparecer en aves acuáticas como patos que no necesitan volar para encontrar comida y evitar a los depredadores.
Es muy raro encontrar evidencia de muda en aves fósiles y otros dinosaurios emplumados, y O'Connor y Kiat querían saber por qué. "Tuvimos esta hipótesis de que las aves con mudas simultáneas, que ocurren en un período de tiempo más corto, estarán menos representadas en el registro fósil", dice O'Connor: menos tiempo dedicado a la muda significa menos oportunidades de morir durante la muda y convertirse en un fósil que muestra signos de muda. Para probar su hipótesis, los investigadores profundizaron en la colección de aves modernas del Museo Field.
"Probamos más de 600 pieles de aves modernas almacenadas en la colección de ornitología del Museo Field para buscar evidencia de muda activa", dice Kiat, el primer autor del estudio. "Entre las aves que mudaron secuencialmente, encontramos docenas de especímenes en una muda activa, pero entre las mudas simultáneas, casi no encontramos ninguno".
Si bien estas son aves modernas, no fósiles, proporcionan un proxy útil. "En paleontología, tenemos que ser creativos, ya que no tenemos conjuntos de datos completos. Aquí, utilizamos el análisis estadístico de una muestra aleatoria para inferir lo que realmente nos dice la ausencia de algo", dice O'Connor. En este caso, la ausencia de aves fósiles en proceso de muda, a pesar de que la muda activa es tan frecuente en la muestra de especímenes de aves modernas, sugiere que las aves fósiles simplemente no mudaban con tanta frecuencia como la mayoría de las aves modernas. Es posible que hayan sufrido una muda simultánea, o que no hayan mudado anualmente como lo hacen la mayoría de las aves en la actualidad.
Tanto el espécimen de ámbar como el estudio de la muda en las aves modernas apuntan a un tema común: las aves prehistóricas y los dinosaurios emplumados, especialmente los de grupos que no sobrevivieron a la extinción masiva, mudaron de forma diferente a las aves actuales.
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