La Singularidad Desnuda

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

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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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Catástrofes evolutivas y razonamiento antrópico

Posted by Carlos en octubre 6, 2007

La hipótesis de la Tierra Rara es un conocido argumento en astrobiología que asegura que la emergencia de vida pluricelular (por no hablar ya de vida inteligente) en la Tierra es el resultado de la improbable confluencia de numerosas circunstancias de orden astrofísico y geológico. Un elemento central de la hipótesis es el llamado fenómeno Goldilocks (en honor al personaje de una historia popular inglesa –Ricitos de Oro– a quien no le gustaba el porridge ni muy frío ni muy caliente), según el cual la existencia de vida en la Tierra se basa en que diversos parámetros (temperatura, presión, etc.) están dentro de un cierto rango muy limitado de valores admisibles.

K/T ImpactEste tipo de razonamientos antrópicos suelen emplearse por ejemplo para dar respuesta a la paradoja de Fermi: si la vida pluricelular es un fenómeno raro en el Universo, tanto más lo es la existencia de vida inteligente. En nuestro caso concreto, nuestra evolución es el resultado de diferentes eventos entre los que pueden destacarse numerosas extinciones masivas provocadas (o precipitadas/potenciadas/…) por fenómenos externos. Pensemos por ejemplo en el impacto de Chicxulub hace 65 millones de años: si el cuerpo que impacto contra la Tierra hubiera sido un orden de magnitud más pequeño hubiera provocado una gran catástrofe a escala local, pero más difícilmente una extinción masiva. Por otra parte, si hubiera sido un orden de magnitud mayor, es posible que la extinción hubiera alcanzado a casi todas las formas de vida compleja. Por supuesto, no puede saberse qué rumbo hubiera tomado la evolución de no mediar este tipo de eventos, y quizás un dinosaurio inteligente se estaría haciendo preguntas similares ahora.

La cuestión en cualquier caso es hasta qué punto nuestra observación sobre la historia pasada de la Tierra es extrapolable (en el sentido que sea) a otros posibles planetas extrasolares, y al hipotético surgimiento de vida en los mismos. Esto es lo que Milan M. Ćirković, del Observatorio Astronómico de Belgrado, estudia en un trabajo titulado

aceptado para publicación en el International Journal of Astrobiology. El análisis de Ćirković indica que nuestra propia existencia como observadores condiciona nuestras estimaciones sobre la probabilidad de diferentes eventos catastróficos por un efecto de selección de observaciones. Para ilustrarlo describe un ejemplo simplificado. Supongamos una cierta catástrofe C cuya probabilidad a priori en un millón de años es p. Supongamos ahora que de haberse producido dicha catástrofe, la probabilidad de supervivencia de la raza humana era q. ¿Cuál es la probabilidad de que se produjera la catástrofe C, dado que nosotros estamos aquí para contarlo? Si llamamos E al evento de nuestra existencia actual, tenemos que de acuerdo con el Teorema de Bayes

P(C|E) = \frac{P(C)P(E|C)}{P(C)P(E|C)+P(\neg C)P(E|\neg C)} = \frac{pq}{1-p+pq}

dado que de no ocurrir C, la probabilidad de supervivencia sería 1. Es fácil ver que P(C|E) es menor que p, y que la relación p/P(C|E) -esto es, la subestimación debida a causas antrópicas- tiende a infinito cuando menor es la probabilidad de supervivencia q. En otras palabras, la historia de la Tierra subestima la probabilidad real de eventos catastróficos, y esto es tanto más así cuanto más catastrófico es dicho evento.

Por un lado, este resultado puede verse como refuerzo de la hipótesis de la Tierra Rara, ya que indica que las probabilidades a priori de extinciones catastróficas son aún mayores. Sin embargo, debe tenerse en cuenta la salvedad introducida anteriormente acerca de nuestra identidad como observadores. El evento E ha de interpretarse como la existencia de seres humanos en este momento de la historia de la Tierra. Si se considera otro posible observador consciente en este momento habría que reconsiderar las probabilidades de supervivencia (o de promoción de la misma) para los eventos catastróficos. El impacto de Chicxulub (o cualquier otro fenómeno que pudiera haber causado o precipitado la extinción de los dinosaurios) fue un golpe de suerte para nosotros, pero supuso el golpe de gracia para otros hipotéticos observadores inteligentes.

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