Descifran un enigma que desconcertó a los paleontólogos durante más de dos siglos: cuál es el origen de los pterosaurios

Desde que en 1784 Cosimo Collini descubrió el primer fósil del grupo, el origen de los pterosaurios (del griego: lagartos alados), los primeros vertebrados en conquistar el aire y que coexistieron con los dinosaurios durante 150 millones de años, siempre fue un misterio. Aparecieron en el registro fósil como formas completamente adaptadas para el vuelo y con una anatomía muy diferente a la de cualquier otro grupo de reptiles y permanecieron como uno de los mayores enigmas de la paleontología durante más de 200 años.

Pero hoy se publica en Nature un trabajo liderado por el argentino Martín Ezcurra, y en el que como parte de un equipo internacional de paleontólogos también participan Fernando Novas, Federico Agnolin y Agustín Martinelli, todos investigadores del Conicet en el Museo Nacional de Ciencias Naturales (MACN), que mediante un trabajo de impresionante minuciosidad logró encontrar esta pieza perdida del árbol genealógico de la evolución: presentan evidencia contundente de que los parientes más cercanos de los pterosaurios son un grupo no muy conocido que se creía precursor de los dinosaurios, los lagerpétidos, que vivieron a lo largo del antiguo supercontinente de Pangea durante la mayor parte del Período Triásico.

"Los pterosaurios más antiguos, los primeros vertebrados que desarrollaron el vuelo, se conocen de rocas del norte de Italia, Suiza y Austria que tienen aproximadamente 220 millones de años; y los primeros dinosaurios, de rocas de Argentina y de Brasil, de 233 millones de años. O sea, que fueron más o menos contemporáneos –explica Ezcurra, un especialista en el origen de los dinosaurios–. Convivieron durante todo el resto de la Era Mesozoica hasta hace 66 millones de años, cuando se produjo la extinción. En el caso de los dinosaurios, un pequeño grupito, que son las aves, sobrevivió y llega hasta nuestros días, pero los pterosaurios desaparecieron completamente".

Los primeros voladores

El plan corporal del pterosaurio se caracteriza por tener un par de alas de gran tamaño que están formadas por los miembros anteriores con un cuarto dedo de la mano hiperdesarrollado, que sostenía una membrana que formaba el ala. También presenta modificaciones en la cintura pectoral, la cadera y el cráneo que están asociadas con el vuelo. Lo que desconcertaba a los paleontólogos es que estas especializaciones aparecen ya en los primeros ejemplares del registro fósil. "Hay un gran hiato morfológico entre la anatomía de un pterosaurio y la de cualquier otro reptil –destaca Ezcurra–. Por eso el origen de los pterosaurios era tan enigmático".

Esta fisura morfológica y temporal tan grande sembraba dudas acerca de cómo era su árbol genealógico. En los últimos años se había llegado a un consenso que sugería que estaban más íntimamente emparentados con los dinosaurios que con otros grupos de reptiles. Los lagerpétidos, por su parte, eran considerados precursores de los dinosaurios. Fue esto lo que atrajo el interés de los científicos que integran el equipo internacional que firma el estudio: además de los nombrados, Sterling Nesbitt, Mario Bronzati, Fabio Dalla Vecchia, Roger Benson, Federico Brissón Egli, Sergio Cabreira, Serjoscha Evers, Adriel Gentil, Randall Irmis, Lucio Roberto Da Silva, Nathan Smith, Michelle Stocker, Alan Turner y Max Langer.

"Como estábamos interesados en el origen de los dinosaurios, en 2017 Fernando Novas pidió en préstamo un esqueleto parcial de lagerpétido que había encontrado en 1966 José Bonaparte en La Rioja –cuenta Ezcurra–. Estaba solo parcialmente expuesto, por lo que se lo empezó a ‘repreparar’ para ver qué otros huesos podían aparecer. Y encontramos un par de ramas mandibulares articuladas entre sí con unos dientes muy chiquitos y raros, que tenían tres cúspides: totalmente diferentes de los que conocemos para los primeros dinosaurios y otras formas precursoras. El problema es que no teníamos una conexión anatómica con el resto del esqueleto. No conocíamos en ese momento cómo era la mandíbula de un lagerpétido, entonces podía ocurrir que estos restos pertenecieran a un lagerpétido con una morfología muy especializada, muy única, o que fueran de un grupo todavía no reconocido en el registro fósil".

Un año después, mientras participaba como jurado en una defensa de tesis doctoral en Brasil, Ezcurra se encontró con materiales de una especie de lagerpétido que se había publicado en 2016. Y entre los huesos había dos ramas mandibulares idénticas a las de la Argentina. "En ese momento, estaba en la Universidad de São Paulo en Ribeirão Preto, y le comento a Max Langer, último autor y uno de los líderes del paper, que teníamos en la Argentina una mandíbula muy similar y que exhibía varias características en común con los pterosaurios. Y él me cuenta que un investigador de los Estados Unidos con el que también veníamos trabajando había encontrando características en común entre ambos grupos en material de lagerpétidos de Estados Unidos. Hablamos por Skype y nos dimos cuenta de que necesitábamos juntar toda la información disponible para evaluar en forma robusta si los lagerpétidos estaban más cercanamente emparentados con los pteroosaurios que con otros grupos".

Los nuevos huesos de lagerpétidos empezaron a aparecer en América del Norte, Brasil, Argentina y Madagascar en los últimos 15 años, pero los ejemplares de cada país por sí solos no permitían esa reevaluación. Fue necesario unir la información de cinco grupos de investigación diferentes con personas de seis países y tres continentes para estudiar en forma detallada este tema y resolver el misterio. Se trataba de ponerse a trabajar y armar un complejo rompecabezas, parte de cuyas piezas estaban en los Estados Unidos, parte en Madagascar, parte en la Argentina y parte en Brasil.

"Lo que más tiempo tardó fue la confección de la matriz de datos para poder analizar las relaciones de parentesco de estos animales –subraya Ezcurra–. Como los pterosaurios previamente se habían vinculado con distintos grupos de reptiles, había que reunir una cantidad de especies lo suficientemente amplia como para poder poner a prueba su posición en relación con los demás. Esa matriz tiene más de 150 especies de reptiles y 850 caracteres del esqueleto, así como también del oído interno y el cerebro".

Gracias a nuevas posibilidades tecnológicas, como los microtomógrafos computados, similares a los que se utilizan en salud humana, pero con una resolución mucho mayor, pudieron escanear cajas craneanas muy pequeñas. "Cuando uno hace estas tomografías computadas se generan muchísimos cortes digitales de la estructura y una escala de grises que va mostrando diferencias de densidades entre el hueso y la roca –detalla el científico–. Y como toda la cavidad interna de la caja craneana de estos fósiles está rellena con roca, se puede remover digitalmente para generar una copia que refleja la forma del cerebro, y reconstruir arterias y nervios".

Trabajo detectivesco

Una de las sorpresas que se llevaron fue que la morfología del oído interno de los lagerpétidos era muy similar a aquella de los pterosaurios, con una región (el laberinto óseo) que incluye tres canales semicirculares que están dispuestos en tres planos diferentes. "Mientras mayor grado de curvatura tengan, están vinculados con una locomoción más ágil –describe Ezcurra–. Por ejemplo, en la actualidad, los primates y las aves, que se mueven en un ambiente tridimensional complejo, tienen canales semicirculares con una curvatura muy pronunciada. Los lagerpétidos y los pterosaurios tienen estos canales con un grado de curvatura muy cerrado y que se asemejan al de las aves por una convergencia evolutiva".

Los primeros pterosaurios eran formas más bien chicas, tenían alas de una envergadura de un metro, o un metro y medio. En los períodos Jurásico y Cretácico, llegarían las formas gigantes que se convertirían en los vertebrados voladores más grandes que hubo en la historia de la Tierra. Los primeros no volaban tan bien, tenían una cola muy larga, pero los últimos la habían reducido drásticamente.

Según Diego Pol, destacado paleontólogo argentino que no participó en este estudio, "Muchas veces vemos que preguntas pendientes en la paleontología se resuelven mediante un gran descubrimiento, un esqueleto o una nueva especie que ilumina un problema y nos muestra la respuesta al revelar una etapa desconocida de la historia del planeta. Sin embargo, en otras oportunidades la respuesta se encuentra entre las especies ya conocidas, pero que nadie había podido interpretar. El trabajo de Ezcurra y colaboradores es muy minucioso, detectivesco, reúne una cantidad impresionante de información que se encontraba esperando en las colecciones de diversos museos del mundo. Sabíamos que el origen de los pterosaurios había que buscarlo en reptiles de pequeño tamaño, de esqueletos delicados, que muy pocas veces se fosilizan y que cuando lo hacen rara vez se preservan completos. Ellos han podido interpretar muchos fósiles fragmentarios y para los que hace falta un profundo conocimiento de la anatomía para entenderlos. Brindan en su conjunto una respuesta sólida sobre el origen de los pterosaurios. Lo más sorprendente es que los lagerpétidos habían sido estudiados por muchos especialistas y nadie los había interpretado del modo correcto... ¡los tuvimos delante de las narices y no habíamos podido interpretar su importancia para explicar el origen de los pterosaurios! Creo que a partir de ahora entenderemos mejor el origen de los pterosaurios y seguramente habrá que reescribir una parte de su historia y hasta actualizar los libros de texto.

Y concluye Ezcurra: "Antes se pensaba que los lagerpétidos eran precursores de los dinosaurios. Lo que nosotros proponemos es que en realidad los lagerpétidos estaban más cercanamente vinculados con los pterosaurios. Por las técnicas que usamos en paleontología de vertebrados, no podemos detectar directamente las formas ancestrales de un grupo o de una especie, sí las relaciones de parentesco. Y lo que encontramos es que los lagerpétidos son el grupo hermano de los pterosaurios, compartieron un ancestro en común más cercano entre sí que con cualquier otro grupo de reptiles y a su vez, el linaje de los dinosaurios es el grupo hermano de los lagerpétidos y pterosaurios. Por fuera de todo ese grupo, están los cocodrilos. Al reconocer estas características del oído interno y del cerebelo vinculadas con el vuelo ya en los lagerpétidos, podemos inferir que estas aparecieron antes y luego fueron aprovechadas por los pterosaurios para desarrollar el vuelo activo. Las aves actuales tienen una conformación del oído interno con muchas similitudes, pero la adquirieron independientemente".