Un nuevo estudio refuta la creencia de 75 años en la evolución de los reptiles

Desafiar una idea de 75 años de cómo y cuándo evolucionaron los reptiles durante más de 300 millones de años implica mucho trabajo de cámara, muchas tomografías computarizadas y, lo más importante, miles de kilómetros de viaje. . Compruebe los sellos del pasaporte de Tiago R. Simões.

Simões es el investigador postdoctoral Alexander Agassiz en el laboratorio de la paleontóloga de Harvard Stephanie Pierce. De 2013 a 2018, viajó a más de 20 países y más de 50 museos diferentes para tomar tomografías computarizadas y fotos de casi 1,000 fósiles de reptiles, de cientos de millones de años. Esto representó aproximadamente 400 días de recolección activa, lo que ayudó a formar lo que se cree que es la línea de tiempo más grande disponible sobre la evolución de los principales grupos de reptiles vivos y extintos.

Ahora, un análisis estadístico de esta vasta base de datos está ayudando a los científicos a comprender mejor la evolución de estos vertebrados de sangre fría al contradecir una teoría ampliamente aceptada de que las principales transiciones evolutivas siempre ocurren grandes y rápidas (geológicamente hablando) estallidos, provocados por cambios ambientales importantes. . Los resultados se describen en un artículo publicado recientemente en Comunicaciones de la naturaleza.

En él, los investigadores muestran que la evolución de líneas extintas de reptiles de hace más de 250 millones de años se produjo a través de muchas pequeñas explosiones de cambios morfológicos, como el desarrollo de planes de cuerpos blindados. o alas para el planeador, durante un período de 50 millones de años en lugar de durante un solo evento evolutivo importante, como se pensaba anteriormente. También muestran que la evolución temprana de la mayoría de los linajes de lagartos fue un proceso continuamente más lento e incremental de lo que se entendía anteriormente.

“No fue un salto repentino lo que estableció la gran diversidad que vemos en los reptiles hoy”, dijo Simões. «Hubo un salto inicial, pero relativamente pequeño, y luego un aumento sostenido a lo largo del tiempo en estas tasas [of evolution] y diferentes valores de diversidad. «

Se ha visto evidencia de esto en otros tipos de animales, pero esta es la primera vez que se ha visto en reptiles, uno de los animales más diversos del planeta, con más de 10,000 especies diferentes. y una vertiginosa variedad de habilidades y rasgos. Considere cómo algunas especies de lagartos pueden congelarse durante la noche y luego descongelarse a la mañana siguiente, o cómo las tortugas desarrollan una armadura protectora.

Los resultados van en contra de la teoría evolutiva de radiación adaptativa que popularizó en la década de 1940 el paleontólogo de Harvard George G. Simpson, que buscaba explicar los orígenes de la diversidad biológica del planeta. La radiación adaptativa ha sido objeto de una intensa investigación durante décadas, pero solo en los últimos años ha existido la tecnología, los métodos y los datos para medir con precisión las rápidas tasas de evolución en el registro fósil. en términos de especies animales, morfologías y nivel molecular usando ADN.

Los investigadores de este estudio también incluyeron a Pierce, profesor asociado Thomas D. Cabot de biología orgánica y evolutiva y curador de paleontología de vertebrados en el Museo de Zoología Comparada; Oksana Vernygora, estudiante de posgrado de la Universidad de Alberta en Canadá; y el profesor Michael Wayne Caldwell de Alberta.

Simões visitó casi todos los principales museos de historia natural del mundo para recopilar los datos del estudio, incluidos los museos nacionales de historia natural en Londres, París, Berlín, Ottawa, Beijing y Tokio. En los Estados Unidos, visitó el Museo Nacional Smithsoniano de Historia Natural, el Museo Carnegie de Historia Natural y el Museo de Zoología Comparativa de Harvard.

Los científicos creen que al comprender cómo evolucionan los animales durante períodos de tiempo más largos, pueden obtener una serie de lecciones sobre ecología y cómo los organismos se ven afectados por los cambios ambientales. Usando la base de datos, los investigadores pueden determinar el origen de los principales linajes o morfologías de reptiles, ver cómo estos cambios afectaron el ADN de los reptiles y aprender lecciones importantes sobre cómo las especies se vieron afectadas por los eventos. histórico.

Los reptiles, por ejemplo, han sobrevivido a tres grandes eventos de extinción masiva. La más significativa fue la extinción masiva del Pérmico-Triásico hace unos 250 millones de años, que mató a alrededor del 90% de las especies del planeta, lo que le valió el sobrenombre de Gran Moribundo. Se cree que esto fue causado por la acumulación de gases de efecto invernadero naturales.

La línea de tiempo que crearon los investigadores reveló que las tasas de evolución de los reptiles y las diferencias anatómicas entre ellos antes de la Gran Muerte eran casi tan altas como después del evento. Sin embargo, no fue hasta mucho después de la gran muerte que los reptiles se volvieron dominantes en muchos ecosistemas y extremadamente diversos en términos del número de especies diferentes.

Este hallazgo confirmó que las tasas rápidas de cambio anatómico no tienen por qué coincidir con la diversidad genética o la abundancia de especies (llamada diversidad taxonómica), y refutó aún más la radiación adaptativa como la única explicación del origen de nuevos grupos de animales y nuevos planos corporales. Los investigadores también señalan que los reptiles tardaron casi 10 millones de años en volver a sus niveles anteriores de diversidad anatómica.

«Este tipo de situación te dice sobre todas las cosas y a escala global qué impacto repentino, a lo largo de la historia de la vida cambios ambientales puede tener ”, dijo Simões.

Otra evidencia que contradecía la radiación adaptativa incluía hallazgos similares pero sorprendentes sobre los orígenes de las serpientes, que alcanzaron aspectos importantes de sus planos corporales delgados y alargados al principio de su evolución hace unos 170 millones de años (pero no han perdido completamente sus extremidades durante otros 105 millones de años). También sufrieron cambios rápidos en sus cráneos hace alrededor de 170 a 165 millones de años que llevaron a bocas tan poderosas y flexibles que hoy pueden tragar presas enteras muchas veces su tamaño. Pero mientras que las serpientes experimentaron las tasas más rápidas de cambio anatómico en la historia evolutiva de los reptiles, estos cambios no coincidieron con aumentos en la diversidad taxonómica o altas tasas de evolución como era de esperar por la radiación adaptativa, dijeron los investigadores.

Los científicos no han podido determinar por qué ocurre este desajuste y han sugerido que se necesita más investigación. En particular, quieren comprender cómo evolucionan los planos corporales y cómo los cambios en el ADN se relacionan con ellos.

«Ahora vemos mejor cuáles son los grandes cambios en la historia de la vida y en particular en la historia de reptil vida en la Tierra «, dijo Simões». Seguiremos excavando. »