El oído interno de los mamíferos revela cuándo evolucionó la sangre caliente, 20 millones de años antes de lo pensado
La sangre caliente es un rasgo clave de los mamíferos, pero ha sido un misterio cuándo nuestros ancestros la desarrollaron. Un nuevo estudio publicado en la revista 'Nature' sugiere que el tamaño de las estructuras diminutas del oído interno puede ser una vía para saber la temperatura corporal de un animal fósil.
El fluido de los oídos se vuelve más fluido a temperaturas más altas, por lo que los animales con cuerpos calientes no necesitan canales tan grandes para que fluya y resulta que los ancestros de los mamíferos se volvieron de sangre caliente casi 20 millones de años más tarde de lo que se pensaba.
El organismo de los mamíferos tiene un alto metabolismo que mantiene la temperatura interna independientemente del entorno, a diferencia de los animales de sangre fría, como los lagartos, que tienen que tomar el sol.
Entre los animales modernos, sólo los mamíferos y las aves son de sangre caliente, y nuestra capacidad de mantenernos calientes ha permitido a los mamíferos sobrevivir en climas gélidos y realizar largas migraciones, pero ha sido un misterio cuándo exactamente los mamíferos evolucionaron sus altos metabolismos.
Es difícil saber si un animal fósil era de sangre caliente ya que no se puede tomar la temperatura de una criatura que vivió hace cientos de millones de años y sólo podemos adivinar si su comportamiento se correspondía con un metabolismo activo de sangre caliente o uno más lento de sangre fría.
Ahora un equipo de investigadores dirigido por el Museo de Historia Natural de Londres (Reino Unido), el Instituto Superior Técnico de la Universidad de Lisboa (Portugal) y el Museo Field de Chicago (Estados Unidos) se dio cuenta de que las orejas de los animales proporcionan una pista indirecta sobre su temperatura corporal.
Las orejas de todos los animales vertebrados contienen diminutos canales llenos de un líquido que nos ayuda a equilibrarnos. La viscosidad, o fluidez, de ese fluido cambia en función de la temperatura, y nuestros oídos internos han evolucionado con diferentes tamaños para que pueda fluir correctamente.
El líquido de los oídos de los animales de sangre fría es más frío y espeso, por lo que necesita espacios más amplios para circular, mientras que el de los animales de sangre caliente es más fluido, por lo que nuestros canales semicirculares no necesitan ser tan grandes.
"Hasta ahora, los canales semicirculares se utilizaban generalmente para predecir la locomoción de los organismos fósiles. Sin embargo, al observar cuidadosamente su biomecánica, nos dimos cuenta de que también podíamos utilizarlos para inferir la temperatura corporal", recuerda Romain David, investigador postdoctoral del Museo de Historia Natural y uno de los autores principales del estudio.
"Esto se debe a que, al igual que la miel, el líquido contenido en los canales semicirculares se vuelve menos viscoso cuando aumenta la temperatura, lo que repercute en su funcionamiento --explica--. Por lo tanto, durante la transición a la endotermia, fueron necesarias adaptaciones morfológicas para mantener un rendimiento óptimo, y pudimos rastrearlas en los ancestros de los mamíferos".
Para rastrear estos cambios evolutivos, los investigadores compararon los tamaños de los canales del oído interno de 341 animales, incluyendo 243 especies vivas y 64 extintas.
Descubrieron que los antepasados de los mamíferos no desarrollaron el tipo de estructuras del oído interno ideales para los animales de sangre caliente hasta hace 233 millones de años, es decir, casi 20 millones de años después de lo que los científicos pensaban que había evolucionado la sangre caliente.
Y, según el momento en que esos canales semicirculares de diferente tamaño aparecieron en el registro fósil, parece que cuando los ancestros de los mamíferos evolucionaron hacia la sangre caliente, lo hicieron mucho más rápido de lo que los científicos pensaban, más o menos al mismo tiempo que los proto-mamíferos empezaron a desarrollar bigotes, pelaje y espinas dorsales especializadas.
La evolución del pelaje y de la sangre caliente casi al mismo tiempo tiene sentido, sobre todo porque el pelaje atrapa el calor corporal generado por un mayor metabolismo, ayudando a mantener el cuerpo a la alta temperatura que necesita para prosperar.
"En contra del pensamiento científico actual, nuestro trabajo demuestra sorprendentemente que la adquisición de la endotermia parece haber ocurrido muy rápidamente en términos geológicos, en menos de un millón de años", afirma Ricardo Araújo, investigador junior del Instituto de Plasmas y Fusión Nuclear del Instituto Superior Técnico de la Universidad de Lisboa y uno de los autores principales del trabajo.
"No fue un proceso gradual y lento a lo largo de decenas de millones de años, como se pensaba, sino que tal vez se alcanzó rápidamente cuando se desencadenaron nuevas vías metabólicas similares a las de los mamíferos y el origen del pelaje", añade.
El autor principal del estudio, Ken Angielczyk, dice que está entusiasmado por la forma en que el estudio ayuda a responder a una de las preguntas más antiguas sobre la evolución de los mamíferos.
"El origen de la endotermia de los mamíferos es uno de los grandes misterios sin resolver de la paleontología. Se han utilizado muchos enfoques diferentes para tratar de predecir cuándo evolucionó por primera vez, pero a menudo han dado resultados vagos o contradictorios", subraya Angielczyk, conservador MacArthur de Paleomammalogía del Museo Field.
"Creemos que nuestro método es realmente prometedor porque ha sido validado utilizando un número muy grande de especies modernas --destaca--, y sugiere que la endotermia evolucionó en un momento en el que muchas otras características del plan corporal de los mamíferos también estaban encajando".
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