Fósiles revelan cómo evolucionaron los colmillos

Paleontólogos han rastreado los primeros colmillos remontándose hasta antiguos parientes mamíferos que vivieron antes que los dinosaurios, para descubrir cómo evolucionaron los colmillos.

Hay una gran variedad de animales con colmillos, desde elefantes y morsas hasta los hiracoideos, unas criaturas de kilo y medio con aspecto de conejillo de indias. Pero una cosa que tienen en común los animales con colmillos es que todos son mamíferos: no se conocen peces, reptiles o aves con colmillos.

"Los colmillos son una anatomía muy famosa, pero hasta que empecé a trabajar en este estudio, nunca me había planteado que los colmillos se limitaran a los mamíferos", dice Megan Whitney, investigadora de la Universidad de Harvard, en Estados Unidos, y autora principal del estudio, que se publica en Proceedings of the Royal Society B'.

"Pudimos demostrar que los primeros colmillos pertenecían a animales anteriores a los mamíferos modernos, llamados dicinodontes --añade Ken Angielczyk, conservador del Museo Field de Chicago y autor del trabajo--. Son animales muy extraños".

Los dicinodontes vivieron sobre todo antes de la época de los dinosaurios, hace unos 270 a 201 millones de años, y tenían desde el tamaño de una rata hasta el de un elefante. Los mamíferos modernos son sus parientes vivos más cercanos, pero tenían un aspecto más reptiliano, con picos similares a los de las tortugas. Y desde su descubrimiento hace 176 años, uno de sus rasgos definitorios ha sido el par de colmillos que sobresalen en sus mandíbulas superiores. El nombre dicinodonte significa incluso "dos dientes caninos".

Los investigadores tuvieron la idea de estudiar el origen de los colmillos mientras hacían una pausa para comer en una excavación paleontológica. "Estábamos sentados en el campo en Zambia y había dientes de dicinodonte por todas partes --recuerda Whitney--. Recuerdo que Ken los recogió y preguntó cómo es que se llamaban colmillos, porque tenían características que no tienen los colmillos".

Angielczyk había dado con una distinción crucial: no todos los dientes que sobresalen son técnicamente colmillos, y la composición de los dientes y los patrones de crecimiento nos dicen si cuentan. "Para este trabajo, tuvimos que definir un colmillo, porque es un término sorprendentemente ambiguo", reconoce Whitney.

Los investigadores decidieron que para que un diente sea un colmillo, tiene que extenderse más allá de la boca, tiene que seguir creciendo durante toda la vida del animal y, a diferencia de los dientes de la mayoría de los mamíferos (incluidos los nuestros), las superficies de los colmillos están hechas de dentina en lugar de esmalte duro.

Bajo estos parámetros, los elefantes, las morsas, los facóqueros y los huracanes tienen colmillos. Sin embargo, otros dientes grandes del reino animal no pasan el corte. Por ejemplo, los dientes de los roedores, aunque a veces sobresalen y están en constante crecimiento, tienen una banda de esmalte en la parte delantera del diente, por lo que no cuentan.

Algunos de los colmillos de dicinodonte que el equipo observó en Zambia tampoco parecían ajustarse a la definición de colmillo: estaban recubiertos de esmalte en lugar de dentina.

La diferente composición de los dientes frente a los colmillos también proporciona a los científicos información sobre la vida de un animal. "Los dientes recubiertos de esmalte son una estrategia evolutiva diferente a los colmillos recubiertos de dentina, es un intercambio", dice Whitney. Los dientes con esmalte son más resistentes que los de dentina, pero debido a la geometría de cómo crecen los dientes en la mandíbula, si quieres que los dientes sigan creciendo durante toda la vida, no puedes tener una cobertura completa de esmalte.

Los animales, como los humanos, hicieron una inversión evolutiva en dientes duraderos pero difíciles de arreglar: una vez que crecen nuestros dientes adultos, no tenemos suerte si se rompen. Los colmillos son menos duraderos que nuestros dientes recubiertos de esmalte, pero crecen continuamente, incluso si se dañan.

Es como el compromiso de tener un coche muy fiable pero muy difícil de reparar cuando tiene problemas, frente a conducir una chatarra que necesita reparaciones frecuentes pero es un modelo barato y fácil de arreglar para cualquier mecánico.

Los diferentes tipos de dientes que han desarrollado los animales pueden informar a los científicos sobre las presiones a las que se enfrentaron esos animales y que pudieron producir esos dientes. Los animales con colmillos podrían utilizarlos para luchar o para hurgar en el suelo, exponiéndose a pequeñas lesiones que serían arriesgadas para los dientes de esmalte que no crecen continuamente.

Para estudiar si los colmillos de los dicinodontes eran realmente colmillos, los investigadores cortaron láminas muy finas de los dientes fosilizados de 19 especímenes de dicinodontes, que representaban a diez especies diferentes, y examinaron su estructura con un microscopio.

También utilizaron escáneres de micro-CT para examinar cómo se fijaban los dientes al cráneo y si sus raíces mostraban evidencia de crecimiento continuo.

Los científicos descubrieron que algunos dientes del dicinodonto eran realmente colmillos, mientras que otros, especialmente los de algunas de las primeras especies, eran simplemente dientes grandes. Sin embargo, no se trata de una progresión estricta de los no colmillos a los colmillos, sino que los diferentes miembros de la familia de los dicinodontales desarrollaron colmillos de forma independiente.

Whitney admite que le sorprendió el hallazgo. "Esperaba que hubiera un punto en el árbol genealógico en el que todos los dicinodontes empezaran a tener colmillos, así que me pareció bastante sorprendente que viéramos que los colmillos evolucionaban de forma convergente", añade.

"Los colmillos de los dicinodontes pueden decirnos mucho sobre la evolución de los colmillos de los mamíferos en general --apostilla Angielczyk--. Por ejemplo, este estudio muestra que se necesitan tasas reducidas de sustitución de dientes y un ligamento flexible que fije el diente a la mandíbula para que los verdaderos colmillos evolucionen. Todo ello nos permite comprender mejor los colmillos que vemos hoy en los mamíferos".

"Los dicinodontes eran los vertebrados más abundantes y diversos sobre la tierra justo antes de la época de los dinosaurios, y son famosos por sus "colmillos". El hecho de que en realidad sólo unos pocos tengan verdaderos colmillos, y el resto tenga grandes dientes, es un bello ejemplo de evolución que podemos documentar. Podemos ver cómo se construye un colmillo", afirma Brandon Peecook, conservador del Museo de Historia Natural de Idaho y uno de los autores del artículo.

Los investigadores afirman que el estudio, que muestra el primer caso conocido de colmillos verdaderos, podría ayudar a los científicos a entender mejor cómo funciona la evolución.

"Los colmillos han evolucionado varias veces, lo que hace que nos preguntemos cómo y por qué. Ahora tenemos buenos datos sobre los cambios anatómicos que tuvieron que producirse para que los dicinodontes desarrollaran colmillos. En el caso de otros grupos, como los facóqueros o las morsas, el jurado aún no está decidido", afirma Christian Sidor, conservador del Museo Burke de la Universidad de Washington y uno de los autores del artículo.

"A pesar de ser animales extremadamente extraños, hay algunas cosas sobre los dicinodontes, como la evolución de los colmillos, que nos informan sobre los mamíferos que nos rodean hoy", subraya Angielczyk.

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