Origen de la homeotermia en el linaje de los mamíferos a partir del estudio del oído interno salió publicado en revista Nature.

El 20 de Julio salió publicado en la revista internacional NATURE, un trabajo sobre el origen de la ENDOTERMIA en el linaje de los MAMÍFEROS, hace aproximadamente 230 millones de años, es decir durante el Periodo Triásico, el primero de la Era Mesozoica. El trabajo fue liderado por Ricardo Araújo, Romain David y Kenneth Angielczyk y cuenta con la participación de Agustín G. Martinelli, de la Sección Paleontología de Vertebrados de nuestro museo. El trabajo cuenta con autores de diversas instituciones académicas y museos de distintas partes del mundo, considerando que se incluye una gran variedad de grupos fósiles y actuales para tratar uno de los temas más debatidos en los últimos años: ¿Cuándo se originó la endotermia en el linaje de los mamíferos? ¿Cómo se puede evidenciar esa característica en el registro fósil?

Entre los animales modernos solo los mamíferos (el grupo en el cual estamos incluidos) y las aves son de sangre caliente y tienen la capacidad para mantenerse con temperaturas corporales estables, permitiendo habitar regiones de climas helados y realizar largas migraciones. Pero ha sido un misterio exactamente cuándo los mamíferos desarrollaron sus metabolismos elevados.  El registro fósil es limitado y en general se preservan huesos y dientes aislados, ocasionalmente esqueletos parciales, pero los órganos blandos y sus funciones metabólicas son difíciles de inferir a partir de esos restos, especialmente a medida que uno trata con fósiles más antiguos, distintos a las formas animales que existen hoy día.

Para responder esas preguntas, los autores examinaron los cambios estructurales de los canales semicirculares del oído interno de un grupo de 56 especies extintas, de las cuales surgieron los mamíferos, y 243 especies actuales (mamíferos, reptiles, anuros), y encontraron evidencias relevantes que muestran cambios que se asociados directamente la endotermia, es decir, con la capacidad de mantener la temperatura corporal estable, independiente del medio ambiente donde viven. Lo que se observó, es que los canales semicirculares en animales endotérmicos tienen los conductos semicirculares del oído interno más estrechos, que evidencian una endolinfa (su liquido interno) menos viscosa. Descubrieron que la estructura de los canales evolucionó abruptamente durante la primera mitad del Triásico Superior en cinodontes probainognatios no-mamalianos (los probainognatios incluyen como grupo terminal a los mamíferas). En este momento del Triásico  había un período de inestabilidad climática, lo que sugiere que la endotermia evolucionó alrededor de este período de tiempo. Estos hallazgos se correlacionaron con un aumento de la temperatura corporal de entre 5 y 9 °C y una expansión de las capacidades aeróbica y anaeróbica.

Imagen: Reconstrucción en vida del tritilodonte cinodonte Kayentatherium en condiciones
lo suficientemente frías como para que su cálido aliento provoque condensación.
© Luzia Soares.

Uno de los autores, Romain David, investigador postdoctoral en el Museo de Historia Natural y uno de los autores principales del estudio, menciona: “Hasta ahora, los canales semicirculares se usaban generalmente para predecir la locomoción de organismos fósiles. Sin embargo, al observar detenidamente su biomecánica, pensamos que también podríamos usarlos para inferir la temperatura corporal”. Y continua, “Esto se debe a que, como la miel, el fluido contenido dentro de los canales semicirculares se vuelve menos viscoso cuando aumenta la temperatura, lo que afecta la función. Por lo tanto, durante la transición a la endotermia, se requirieron adaptaciones morfológicas para mantener un rendimiento óptimo, y pudimos rastrearlas en los ancestros de los mamíferos”.

Por su parte, Ricardo Araújo, investigador junior del Instituto de Plasmas e Fusão Nuclear, Instituto Superior Técnico, Universidad de Lisboa y uno de los autores principales del artículo, destaca: “Contrariamente al pensamiento científico actual, nuestro artículo demuestra sorprendentemente que la adquisición de la endotermia parece haber ocurrido muy rápidamente en términos geológicos, en menos de un millón de años. No fue un proceso gradual y lento durante decenas de millones de años como se pensaba anteriormente, pero tal vez se logró rápidamente cuando lo desencadenaron nuevas vías metabólicas similares a las de los mamíferos y el origen del pelaje”.

Agustín G. Martinelli, investigador del CONICET en el MACN “Bernardino Rivadavia” menciona que “si bien se han usado otros parámetros indirectos para inferir la endotermia en formas extintas cercanamente emparentadas a mamíferos (como la presencias de suaves crestas dentro de la cavidad nasal que “podrían” indicar la presencia de huesos turbinales, que calientan al aire frio durante la respiración, pero que es altamente especulativo ya que los huesos turbinales no se preservan en los animales que se piensa que podrían estar), la evidencia presentada en este nuevo trabajo es contundente y se vale de una gran muestra de especies fósiles y actuales para relacionar la estructura y mecánica del oído interno y el origen de este rasgo que nos caracteriza”. Por otro resalta que “el registro fosiles de formas pre-mamalianas del Triasico es sumamente abundante en rocas de Argentina y Brasil, y ayudan a justificar y evidenciar estos estudios recientemente publicados, por ejemplo, siendo Pseudotherium argentinus, un cinodonte clave en esta historia que fuera encontrado en Ischigualasto, San Juan.”

Publicación:
Ricardo Araújo^1,2, Romain David^3,4, Julien Benoit⁵, Jacqueline K. Lungmus^6,7, Alexander Stoessel^4,8, Paul M. Barrett³, Jessica A. Maisano⁹, Eric Ekdale^10,11, Maëva Orliac², Zhe-Xi Luo⁷, Agustín G. Martinelli¹², Eva A. Hoffman¹³, Christian A. Sidor¹⁴, Rui M. S. Martins¹, Fred Spoor^3,4,15 & Kenneth D. Angielczyk⁶

1. Instituto de Plasmas e Fusão Nuclear, U. de Lisboa, Portugal. 2. Institut des Sciences de L’Évolution de Montpellier, U. Montpellier, Montpellier, France. 3. Natural History Museum, London, UK. 4. Max Plank Institute for Evolutionary Anthropology, Leipzig, Germany. 5. Institute for Evolutionary Studies, U. of Witwatersrand, South Africa. 6. Neguanee Integrative Reseearch Center, Field Museum of Natural History, Chicago, IL, USA. 7. Department of Organismal Biology and Anatomy, U. of Chicago, Chicago, IL, USA. 8. Institute of Zoology and Evolutionary Research, Friedrich Schiller U. of Jena, Jena, Germany. 9. Jackson School of Geosciences, U. of Texas at Austin, Austin, TX, USA. 10. Department of Biology, San Diego State U., Campanile Drive, San Diego, CA, USA. 11. Department of Paleontology, San Diego Natural History Museum, San Diego, CA, USA.12. Museo Argentino de Ciencias Naturales “Bernardino Rivadavia”, Buenos Aires, Argentina. 13. Division of Paleontology, American Museum of Natural History, New York, NY, USA. 14.Burke Museum and Department of Biology, U. of Washington, Seattle, USA. 14. Dept of Anthropology, University College London, UK.

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   Link de la publicación: https://doi.org/10.1038/s41586-022-04963-z