Con datos paleontológicos y estudios en embriones esclarecen la evolución de los reptiles que existieron antes de los dinosaurios

Una característica en el tobillo de los arcosauromorfos, grupo muy primitivo surgido hace 260 millones de años de los cuales descienden los dinosaurios y posteriormente los cocodrilos y las aves actuales, motivó a tres científicos del CONICET a realizar un estudio para conocer cuándo y cómo tuvo lugar esa transformación anatómica. Las conclusiones alcanzadas fueron publicadas recientemente en la revista científica Scientific Reports.

“En los primeros registros de esta fauna, el tobillo o tarso proximal está compuesto por tres huesos: el astrágalo, el calcáneo (que contactan con la tibia y el peroné o la fíbula, respectivamente), y un elemento distal (distante) llamado central. Ya en los arcosauriformes, un grupo más acotado surgido aproximadamente 5 millones de años después, el central cambia de posición y se ubica de manera lateral al astrágalo, articulando con la tibia. En las especies más cercanamente emparentadas con cocodrilos y aves, esta última pieza ósea desaparece”, explica María Victoria Fernandez Blanco, investigadora del CONICET en la Facultad de Ciencias Naturales y Museo de la Universidad Nacional de La Plata (FCNyM, UNLP).

El interrogante que surgió entonces respecto de la evolución del grupo fue: ¿el central pasó a formar parte de otro hueso o desapareció sin dejar rastro? Para buscar la respuesta, la especialista se propuso analizar qué sucedía durante el desarrollo embrionario del tobillo en cocodrilos actuales, más precisamente en dos especies de caimanes que viven en territorio argentino. “Lo que se ve es que la tibia no se segmenta distalmente pero sí lo hace la fíbula, generando dos elementos cartilaginosos: el fibular y el intermedio. A su vez, este último se divide y da lugar a otro cartílago más, que identificamos como un central”, señala Fernandez Blanco.

Junto con los investigadores del CONICET Martín D. Ezcurra, del Museo Argentino de Ciencias Naturales “Bernardino Rivadavia” (MACN, CONICET) y Paula Bona (FCNyM, UNLP), el trabajo se complementó con observaciones de esas partes del tobillo en fósiles de arcosauromorfos. “A lo largo de la evolución del grupo, el central se va acercando a la tibia, hasta que pasa de una posición distal a una medial respecto al astrágalo. Además, en algunos ejemplares vemos cierto grado de fusión entre ambos elementos, mostrando una condición ‘intermedia’ entre la presencia del central y su posible incorporación al astrágalo”, detallan los científicos.

El paso siguiente fue hacer un análisis de morfometría geométrica, esto es, una técnica que analiza matemáticamente la geometría de las formas, considerando las dos posibilidades: la pérdida del hueso central o su incorporación al astrágalo. Ambas opciones se analizaron en un árbol de relaciones de parentesco y se calcularon sus probabilidades de ocurrencia, teniendo en cuenta aquella que implicara la menor cantidad de transformaciones o cambios necesarios. De esa manera, los expertos realizaron una reconstrucción de la historia evolutiva del tobillo. “Los resultados desacreditan que el central desaparezca en la evolución del grupo y, en cambio, apoyan la hipótesis de que se haya anexado al astrágalo”, asegura Bona.

“Esta idea –explica Ezcurra–se sostiene además por evidencia cualitativa observada en algunos fósiles de ciertas especies de arcosaurmorfos y arcosauriformes que presentan una línea de sutura entre el astrágalo y el central. Sumado a esto, lo que vimos en embriones de cocodrilos actuales muestra que las piezas cartilaginosas, interpretadas como intermedio y central, se fusionan entre sí tardíamente en el desarrollo y conforman un único elemento: el astrágalo”.

Según se describe en el trabajo, el movimiento del central para contactar con la tibia ocurre en un subgrupo avanzado de arcosauriomorfos que se llama Crocopoda, cuyos primeros representantes tienen una antigüedad de alrededor de 255 millones de años, mientras que la incorporación del central al astrágalo habría ocurrido aproximadamente hace 251 millones de años. “Estas modificaciones anatómicas coinciden con la rápida diversificación del grupo como posible consecuencia del vaciado de los ecosistemas debido a la extinción masiva del Permo-Triásico”, señala Ezcurra en referencia al suceso también conocido como La Gran Mortandad, que provocó la desaparición de más del 90 por ciento de las especies marinas y del 70 por ciento de los vertebrados terrestres.

Para finalizar, los autores del trabajo indican que la hipótesis de la formación del astrágalo explicaría el origen de este hueso tanto en dinosaurios como en sus descendientes, así como también en las especies actuales de aves y cocodrilos, ya que se reconstruye como un evento que ocurrió una única vez en el ancestro común de todas estas formas.

Por Mercedes Benialgo

 Sobre investigación:

María Victoria Fernandez Blanco. Becaria posdoctoral con ingreso a Carrera de Investigador Científico en abril 2020. FCNyM, UNLP.

Paula Bona. Investigadora independiente. FCNyM, UNLP.

Martín D. Ezcurra. Investigador independiente. MACNBR.