La Singularidad Desnuda

Un universo impredecible de pensamientos y cavilaciones sobre ciencia, tecnología y otros conundros

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El misterio del lobo de las Malvinas resuelto 176 años después

Posted by Carlos en noviembre 13, 2009

El 27 de diciembre de 1831 un joven y desconocido Charles Darwin embarcaba en el HMS Beagle para ejercer como experto naturalista en la que sería la segunda expedición del navío a tierras americanas. Cuando al cabo de casi cinco años regresó a Inglaterra, Darwin era ya un reputado científico en cuya mente empezaba a tomar forma la teoría de la evolución de las especies. Entre los hallazgos de la expedición más conocidos popularmente está el episodio de las Islas Galápagos, en particular en lo referente a las diferentes especies de pinzón descubiertas en cada isla, y que es citado como la chispa que le llevaría a la idea de la adaptación de las especies y de su disposición en un árbol evolutivo. Menos conocido -pero sin embargo quizás tan importante- es un hecho que mentalmente Darwin asociaba al mencionado de los pinzones: la presencia en las Malvinas de un mamífero similar a un lobo o a un gran zorro.

Lobo de las Malvinas

La ausencia de ciertos animales terrestres en islas oceánicas era algo que llamaba la atención de Darwin. Podía explicarse fácilmente que el desplazamiento de estos animales desde las masas continentales hasta islas en mitad de los océanos era sumamente complicado, pero desde un punto de vista creacionista cabía preguntarse porqué no habían sido creados en dichas islas desde un principio. Tal como escribió en El Origen de las Especies:

This general absence of frogs, toads and newts on so many true oceanic islands cannot be accounted for by their physical conditions; indeed it seems that islands are peculiarly fitted for these animals; for frogs have been introduced into Madeira, the Azores, and Mauritius, and have multiplied so as to become a nuisance. But as these animals and their spawn are immediately killed (with the exception, as far as known, of one Indian species) by sea-water, there would be great difficulty in their transportal across the sea, and therefore we can see why they do not exist on strictly oceanic islands. But why, on the theory of creation, they should not have been created there, it would be very difficult to explain.

Los mamíferos terrestres se incluían en este apartado, y precisamente el caso de los lobos de las Malvinas (Dusicyon australis) era lo más parecido a una excepción, ya que las islas se hayan a 480 km de la costa continental, y el susodicho lobo era una especie que sólo se encontraba en estas islas. Era admisible sin embargo que dada la situación geográficas de las islas se diera el caso de que estos animales hubiesen sido accidentalmente trasportados a las islas en icebergs, o incluso llevados allá por los primeros pobladores. Aunque no podía determinar con exactitud el origen de estos lobos, su ausencia en el continente le sugería a Darwin que las especies podían variar para adaptarse a un nuevo entorno.

Este misterio en relación al origen de los lobos de las Malvinas parece haber sido resuelto 176 años después de que Darwin viera a los animales in situ por vez primera, según Graham J. Slater y colaboradores describen en un artículo que lleva por título

publicado hace una semana en Current Biology. En este trabajo Slater et al. han analizado muestras de ADN mitocondral de cinco ejemplares del extinto lobo de las Malvinas conservados en museos, y las han comparado con la de otros cánidos del continente americano. El resultado es sumamente interesante. Desde un punto de vista comparativo con los mamíferos actuales, su pariente más cercano es el lobo de crin  (Chrysocyon brachyurus), una especie de zorro de largas piernas que habita en las praderas de Sudamérica. Más raro aún es el pariente más cercano a este lobo de crin: el perro venadero, un pequeño cánido cuyo aspecto asemeja más una marta o un turón que un zorro.

Lobo de Crin

Lobo de crin / Credit: Sarefo

Pero venadero

Perro venadero / Credit: Attis

Con todo lo más interesante es lo que hace referencia al tiempo de divergencia de las muestras del lobo de las Malvinas. El ancestro común de los cinco ejemplares analizados vivió hace unos 70 000 años, esto es, 50 000 años antes de que los primeros pobladores humanos llegaran a las Malvinas. Más aún, la divergencia entre el lobo de las Malvinas y los otros cánidos se produjo hace más de 6 millones de años, y es anterior por lo tanto al pico del gran intercambio americano (la invasión de Sudamérica por la fauna norteamericana) hace unos 3 millones de años, durante el Plioceno.

Lo anterior sugiere que -efectivamente- los ancestros del lobo de las Malvinas se aventuraron desde las costas continentales de Sudamérica en icebergs errantes, o quedaron accidentalmente atrapados en bloques de hielo que se desgajaron de la costa, sobreviviendo al viaje alimentándose de aves marinas y otros animales atrapados en el mismo iceberg hasta que finalmente llegaron a las Malvinas. Allí, el aislamiento geográfico y la evolución hicieron el resto.

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La extinción masiva del Pérmico-Triásico acabó con los bosques de Pangea

Posted by Carlos en octubre 2, 2009

Hace 251.4 millones de años tuvo lugar uno de los eventos más extraordinarios y dramáticos en la historia de la vida en la Tierra: la gran extinción del Pérmico-Triásico (P-Tr en adelante). Conocida también como “La Gran Muerte”, durante esta extinción masiva desaparecieron el 96% de las especies marinas, el 70% de los vertebrados terrestres, y 8-9 órdenes de insectos (la única extinción masiva de insectos registrada). Tendrían que pasar más de 30 millones de años para que la biodiversidad se recuperara. Las causas de la extinción no están del todo claras, y hay múltiples candidatos en liza: vulcanismo, impactos meteoríticos, anoxia oceánica, liberación de depósitos de metano, etc. De hecho, se apunta a que bien pudiera ser que varios de estos factores se hubieran aunado en un corto espacio de tiempo (~1 millón de años) dando lugar a la catastrófica extinción.

Permian Extinction

Terry Mckee

Uno de los aspectos interesantes de las extinciones masivas es el hecho de que las plantas suelen capearlas relativamente bien (aunque por supuesto, los ecosistemas varíen profundamente y haya especies vegetales que se vean desplazadas por otras).  En el caso de la extinción masiva P-Tr se aprecia precisamente como se producen cambios profundos en las especies dominantes, con un dato especialmente relevante en el registro geológico: no hay depósitos de carbón durante el Triásico Inferior, y sólo los hay muy pequeños y excepcionales durante el Triásico Medio. Esto puede indicar la desaparición de vegetación formadora de turba durante la extinción masiva, o podría ser simplemente debido a que el registro geológico del Triásico Inferior es muy incompleto y disperso. Sin embargo, un reciente trabajo de Mark A. Sephton y colaboradores parece apuntalar la primera interpretación. El trabajo en cuestión lleva por título

reduviasporonitesy acaba de aparecer en Geology. En este trabajo Sephton et al. estudian restos fósiles de Reduviasporonites, un hongo que floreció durante el evento de extinción. El análisis de la firma geoquímica del mismo indica que se trata de un hongo (en contra de hipótesis anteriores que apuntaban a que era un alga) cuyo nicho ambiental es la madera en descomposición. Si a esto le unimos que hubo un pico masivo en la proliferación de este hongo durante el evento P-Tr, las piezas encajan para indicar que los bosques de Pangea fueron aniquilados por la extinción masiva, dándole a Reduviasporonites un entorno idóneo para su desarrollo. En este caso, parece que la causa más directa de la extinción de los bosques pudo estar en los flujos de lava basáltica originados en lo que hoy es Siberia. Estos flujos liberaron gases tóxicos que provocarían lluvias ácidas y un empobrecimiento de la capa de ozono. Un evento terrible para las especies que poblaban la Tierra en aquel entonces, pero gracias al cual la evolución tomó los derroteros que tomó y estamos hoy aquí.

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La cresta de los lambeosaurios, vista por tomografía axial computarizada

Posted by Carlos en octubre 17, 2008

Uno de los aspectos más fascinantes de la paleobiología como ciencia es el desafío que supone inferir pautas de comportamiento o características fisiológicas de criaturas extintas hace millones de años, y de las que se dispone de limitadísima evidencia fósil. Esto se suple de dos maneras: exprimiendo al máximo la información extraída de los restos disponibles, y extrapolando a partir de lo que se conoce sobre otras especies relacionadas, presentes o pasadas. Esto tiene su componente de bootstrapping, y es por supuesto sensible a interpretaciones erróneas, como sin ir más lejos puede apreciarse consultando tratados y láminas de comienzos del siglo pasado. En cualquier caso, esto se va mitigando gracias a que las técnicas de análisis biomolecular permiten tener una mejor compresión de la filogenia de las especies actuales, y a que los medios técnicos disponibles hoy en día facilitan acceder a facetas de los restos fósiles impensables hace tiempo.

Reconstrucción de un Corythosaurus. Cortesia de Michael Skrepnick.

Reconstrucción de un Corythosaurus. Cortesía de Michael Skrepnick.

Una buena muestra de esto lo tenemos en un reciente trabajo de David C. Evans y colaboradores -del Royal Ontario Museum, la Ohio University, y la Montana State University- en el que han analizado la estructura y función de la llamativa cresta que lucían los lambeosaurios (véase la imagen superior). El trabajo en cuestión lleva por título

y acaba de ser presentado ayer, 16 de octubre, en la reunión anual de la Society of Vertebrate Paleontology. Como puede apreciarse en la ilustración anterior, los lambeosaurios estaban dotados de una espectacular cresta, sobre cuya función se han vertido todo tipo de suposiciones. Indudablemente, al menos por lo que podemos saber de otras especies animales que exhiben aparatosos “adornos”, la cresta pudo cumplir una función visual, ya sea de identificación o de exhibición para el apareamiento. En cualquier caso, razonable como esto puede parecer, no excluye que hubiera otras funciones -incluso quizás más importantes- para las que la cresta fuera esencial. Hay que notar en este sentido que la cresta enraíza con la nariz, y que está atravesada por largos conductos nasales. Así, una de las propuestas lanzadas a la luz de esta observación era que dichos conductos permitían albergar grandes receptores olfativos, que dotarían al animal de un olfato de gran sensibilidad. Es en este contexto en el que se ha realizado el estudio de Evans et al. En el mismo se ha usado tomografía axial computarizada para analizar las cavidades craneales y los conductos nasales de diferentes especímenes de Lambeosaurus, Corythosaurus, y Hypacrosaurus.

Reconstrucción del cráneo de un coritosaurio joven. Cortesia de Witmer & Ridgely, Ohio University.

Reconstrucción del cráneo de un Corythosaurus joven. Cortesía de Witmer & Ridgely, Ohio University.

El análisis ha sido revelador en diferentes sentidos. Por un lado, la cavidad craneal es similar a la de otros hadrosáuridos, y los bulbos olfativos se revelan pequeños, lo que no apoya la hipótesis de que la cresta tuviera una función primordialmente olfativa. El cerebro ocupaba una proporción relativamente elevada de la cavidad (un 43%), lo que a su vez sugiere un desarrollo mayor de las funciones cognitivas, esto es, estos animales tendrían el potencial para sostener formas de comunicación más complejas que la olfativa, basadas en estímulos visuales y auditivos. De hecho, parece no haber correlacción entre la estructura externa de la cresta, que presenta gran variabilidad entre especies, y la estructura interna, mucho más homogénea, y con grandes cámaras resonantes. Unido a la delicada estructura del oído interno, todo sugiere que el rol fundamental de estas cavidades es la comunicación. No sólo es un resultado muy interesante, sino que demuestra la utilidad de este tipo de tecnología informática para el estudio peleobiológico.

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La precocidad sexual de los dinosaurios

Posted by Carlos en enero 19, 2008

El estudio de la biología reproductiva de los dinosaurios es un tema apasionante y de gran dificultad, ya que la principal fuente de información -el registro fósil- es limitada, tanto en la amplitud del número de muestras como en el tipo de tejido que se preserva en las mismas. Es además un campo en el que los resultados pueden ser sumamente interesantes, e incluso sorprendentes. Así se puede calificar un reciente estudio relativo a la edad de madurez sexual de diferentes especies de dinosaurios, realizada por Andrew H. Lee y Sarah Werning, del Departamento de Biología Integrativa y del Museo de Paleontología de la Universidad de California en Berkeley, en un trabajo titulado

y publicado esta semana en PNAS. El título del artículo no es demasiado impactante, en la medida en que las especies extintas de dinosaurios están emparentados de manera cercana a las aves (aunque ha sido común aplicarles modelos de crecimiento basado en reptiles). Sin embargo, también en ese aspecto hay hallazgos interesantes. Lo que Lee y Werning han estudiado son unas muestras de huesos de las extremidades en los que se puede encontrar hueso medular, un tipo especial de tejido que se encuentra entre el hueso duro exterior y la médula interna, y que podemos hallar hoy en día en las aves hembra durante breves periodos antes de la puesta de huevos, ya que se usa como fuente de calcio para la creación de la cáscara de éstos.

Hueso medular alosaurio
Andrew Lee/Ohio University; fossil courtesy of the University of Utah

El hallazgo de este tejido medular no es nuevo, y se remonta a un artículo en Science de 2005 titulado

y realizado por investigadores de las universidades de Carolina del Norte y Montana. Este hallazgo sirvió para poner una vez más de manifiesto la relación entre dinosaurios y aves, a la vez que para proporcionar una indicación directa del sexo de un cierto fósil. Lo interesante del nuevo trabajo de Lee y Werning es que han estudiado la edad de los dinosaurios que presentaban este tejido, y por lo tanto se hallaban en fase de edad reproductiva. Esta edad se puede determinar estudiando los anillos de crecimiento en la corteza de los huesos (similares a los anillos de crecimiento de los árboles).

Anillos de crecimiento Tenontosaurio
Sarah Werning/UC Berkeley & Andrew Lee/Ohio University; fossil courtesy of the Oklahoma Museum of Natural History

El resultado del análisis indica que los dinosaurios alcanzaban la madurez reproductiva antes de la edad adulta, lo que contrasta no ya con los reptiles, sino incluso con las aves. De hecho se trata de una circunstancia que es común entre los mamíferos de medio y gran tamaño, en los que la madurez sexual marca el comienzo de la fase de ralentización en el crecimiento, pero no su final. El análisis realizado corresponde a muestras de alosaurio, tenontosaurio, y tiranosaurio, e indica que la edad de madurez sexual en las citadas especies era de 10, 8 y 18 años como máximo. Hay que tener en cuenta que estas especies podían tener una longevidad que rondaba los 30 años, y que la edad adulta podía durar relativamente poco. Hay de hecho una razón evolutiva por las que una estrategia de este tipo pudo ser rentable, como es un nacimiento precoz, y una alta tasa de mortandad adulta. El tenontosaurio era un herbívoro, y estaba por lo tanto debajo en la cadena alimenticia del alosaurio y el tiranosaurio, lo que explica además su mayor precocidad sexual.

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Un cinodonte sale del armario

Posted by Carlos en diciembre 13, 2007

I’m a mammal!

Seguramente una confesión de estas características no debió hacer mucha mella en los sufridos padres cinodontes, habida cuenta que fueron capaces de sobrevivir a la gran extinción masiva del Pérmico-Triásico, lo cual infunde carácter (no en vano en esa extinción masiva -la mayor ocurrida jamás, acaecida hace 251 millones de años- desapareció el 96% de las especies marinas y el 70% de las especies de vertebrados terrestres). Además, los cinodontes (en particular los eucinodontes) ya tenían el cuerpo cubierto de pelo, y eran parcial o totalmente endotermos. Más aún, la evolución de la configuración de sus mandíbulas condujo a la reutilización de algunos huesos de la misma en el oído interno, lo que les proporcionó una mayor agudeza auditiva, que estimuló a su vez el desarrollo cerebral. No eran mamíferos, pero estaban en ello.

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Impresiones en relieve de anfibios de hace 330 millones de años

Posted by Carlos en noviembre 1, 2007

Acaba de ser noticia en diferentes medios de comunicación el descubrimiento de fósiles de medusas de hace más de 500 millones de años. Este descubrimiento ha sido realizado en sedimentos marinos situados en la Marjum Formation de Utah, en los EE.UU., y el análisis científico ha sido realizado por Paulyn Cartwright y colaboradores, de cinco instituciones diferentes, en un artículo titulado

publicado en PLoS One. Gracias aque los fósiles se han preservado en sedimentos especialmente finos se han podido estudiar múltiples detalles anatómicos que típicamente no es posible apreciar en este tipo de fósiles. Hay que reseñar que la datación de estos fósiles los sitúa inmediatamente después de la explosión cámbrica, que tuvo lugar hace alrededor de 530 millones de años, por lo que la información obtenida resulta muy importante para entender las características de los organismos que emergieron de dicha explosión de diversidad biológica. En particular, Cartwright et al. destacan en su artículo que características de algunas medusas modernas (e.g., Tripedalia cystophora) tales como ojos y sistema nervioso complejos ya estaban presentes hace 505 millones de años durante el Cámbrico Medio.

Relacionado con lo el descubrimiento anterior (en la medida que supone un hallazgo paleontológico de gran rareza y capaz de suministrar información sumamente relevante) es el hallazgo en una roca arenisca de la Mauch Chunk Formation en Pennsylvania (EE.UU.) de las impresiones en relieve de los cuerpos de anfibios de hace 330 millones de años. El hallazgo está descrito en un trabajo realizado por Spencer G. Lucas, David L. Fillmore, y Edward L. Simpson, del Museo de Historia Natural de New México y la Kutztown University, titulado

presentado en la reunión anual de la Sociedad Geológica Americana en Denver. Las impresiones de estos anfibios (al menos tres de ellos) revelan datos interesantes sobre la textura de su piel, sus dimensiones, y su comportamiento gregario, incluyendo la posibilidad de fertilización interna y rituales de aparejamiento.

Impresión en arenisca de anfibios prehistóricos

Una de las cosas más curiosas en relación a este último hallazgo es la forma en la que se produjo, típica de las películas de aventuras arqueológicas. La roca que contenía las impresiones fue extraída hace décadas, y llevada a un museo en cuyo almacén permaneció inadvertida, sin ser examinada durante todo ese tiempo. Ha sido ahora cuando un estudiante que realizaba su tesis dio con ella mientras examinaba los fondos del museo (este estudiante es David L. Fillmore, el segundo autor del artículo reseñado anteriormente).

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Una muesca menos en la culata del cambio climático

Posted by Carlos en diciembre 29, 2006

Luboš Motl nos trae en su bitácora The Reference Frame un apunte en relación con la extinción de la megafauna australiana, hasta bien recientemente atribuida a un cambio climático en el Pleistoceno. Concretamente, la teoría mantenida por el Dr. Gilbert Price y el Dr. Gregory Webb, de la Queensland University of Technology, era que varios periodos de cambio climático acabaron con los canguros, wombats, emúes y goannas gigantes hace 40,000 años.

Megafauna australiana

Sin embargo, un trabajo de Gavin J. Prideaux y colaboradores titulado

y que aparecerá en el próximo número de la revista Geology, indica que la megafauna resistió bien los diferentes cambios climáticos. De hecho, la composición de la fauna fue esencialmente estable durante 500,000 años antes de la extinción del Pleistoceno, y las condiciones ambientales eran favorables al menos hasta hace 30,000 años. ¿Qué precipitó entonces la extinción de la megafauna? Quizás una nueva especie que llegó a Australia hace al menos 40,000 años. El nombre científico de dicha especie es Homo sapiens, y al parecer pudo lograr esa extinción gracias a su habilidad cinegética.

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Hermenéutica Cuántica y Estegosaurios Bípedos

Posted by Carlos en noviembre 28, 2006

El día a día del científico es duro. A algunos les toca limpiar la jaula de los ratones al final del día, y a todos sin excepción (bueno, con la excepción de los que no tengan ordenador o conexión a Internet, y hace falta ser científico raro para eso) tienen que lidiar con el spam. “¿Y en qué les diferencia esto último del resto de los mortales?” puede pensarse. Realmente en poco. Da igual si eres científico o sexador profesional de acalefos, si tienes una dirección de correo electrónico, vas a recibir mensajes que te ofrecen todo tipo de maravillas corporales o monetarias (frecuentemente en ballenés). Lo que ocurre es que además de este tipo de spam, llamémosle “de propósito general”, quién se dedique a esto de la ciencia recibe también mensajes más sectoriales, ofreciendo algo que un científico de hoy en día puede anhelar: publicaciones.

El típico mensaje de este tipo de spam te suele invitar, “como científico reconocido”, a enviar un trabajo a cierta conferencia de la que nunca habías oído hablar, y a la que te aseguran, “sólo van científicos VIPs, por lo que no hace falta proceso de revisión de su trabajo”. Hay otros que intentan disimular un poco, y te hablan de un supuesto proceso de revisión, que por supuesto no existe. Lógicamente, la inmensa mayoría de los científicos se avergonzarían de participar en farsas de este tipo, y no son pocos los que intentan ponerlas al descubierto. Por ejemplo, unos estudiantes del MIT desarrollaron un programa que genera artículos de manera aleatoria, y enviaron uno de ellos a una dudosa conferencia que -¡oh, sorpresa!- lo aceptó (los autores han hecho un blog en el que detallan sus andanzas).

Este tipo de artículos de pega no siempre van destinados a destapar estafas académicas, sino que podría decirse que forman parte del control de calidad general del mundillo. Es muy conocido el escándalo Sokal, en el que Alan Sokal ridiculizó la absoluta falta de rigor científico en el ámbito de los estudios culturales postmodernos. Su artículo tituladoTransgressing the Boundaries: Toward a Transformative Hermeneutics of Quantum Gravity era en sus propias palabras “un pastiche de jerga izquierdista, reseñas aduladoras, citas grandilocuentes y rotundo sinsentido“, que se “apoyaba en las citas más estúpidas que había podido encontrar sobre matemáticas y físicas” hechas por académicos de humanidades. No tiene desperdicio ver como en el artículo (aceptado por una revista de estudios culturales postmodernos) afirmaba que la mecánica cuántica tiene connotaciones políticas progresistas, o que el axioma de elección de la teoría de conjuntos de Zermelo-Fraenkel estaba en línea con el feminismo liberal.

A pesar de todo, no siempre hay una intención polemizadora en este tipo de artículos falsos. A veces, simplemente existe la intención de gastar un broma embarazosa a los responsables científicos de algún evento. Esto es posiblemente lo que se intentó con un artículo enviado en 2002 a la reunión anual de la Society of Vertebrate Paleontology por un tal T.R. Karbek (anagrama del famoso paleontólogo R.T. Bakker), y titulado “The case for Stegosaurus as an agile, cursorial, biped” (“Argumentos que apoyan la idea de que el estegosaurio era un bípedo ágil, adaptado a la carrera veloz”). Puede consultarse el resumen de la ponencia aquí (página 73A). Al parecer, los organizadores se dieron cuenta a tiempo del engaño, por fortuna para ellos, y por desgracia para nosotros, que nos habríamos reído bastante del póster. Y es que ¿qué sería de la ciencia sin estos momentos?

Actualización: me cuentan que después de todo, sí se llegó a presentar un póster sobre la agilidad del estegosaurio. El primer día del congreso llegó alguien, lo colgó, y por supuesto desapareció. El póster únicamente contenía tres ilustraciones numeradas del estegosaurio: en la primera, se mostraba al animal en posición cuadrúpeda; en la segunda, el estegosaurio comienza a incorporarse; en la tercera, aparece ya en posición bípeda, listo para correr. Sencillamente genial.

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