Por: Kathleen Garland y Alistair Evans
Los picos de las aves vienen en casi todas las formas y tamaños: desde el pico con forma de paja de un colibrí hasta el pico cortante y con forma de cuchillo de un águila. Sin embargo, hemos descubierto que esta increíble diversidad está respaldada por una regla matemática oculta que rige el crecimiento y la forma de los picos en casi todas las aves vivas.
Es más, esta regla incluso describe la forma del pico de los dinosaurios, los ancestros de las aves. Nos complace compartir nuestros hallazgos, publicados en la revista iScience.
Al estudiar los picos a la luz de esta regla matemática, podemos comprender cómo evolucionaron los rostros de las aves y otros dinosaurios a lo largo de 200 millones de años. También podemos descubrir por qué, en raras ocasiones, estas reglas pueden romperse.
Cuando la naturaleza sigue las reglas
Encontrar reglas universales en biología es algo raro y difícil: parece haber pocos casos en que las leyes físicas sean tan omnipresentes en todos los organismos. Pero cuando encontramos una regla, es una forma poderosa de explicar los patrones que observamos en la naturaleza. Nuestro equipo descubrió previamente una nueva regla biológica que explica la forma y el crecimiento de muchas estructuras puntiagudas, como dientes, cuernos, pezuñas, caparazones y, por supuesto, picos.
Esta sencilla regla matemática captura cómo el ancho de una estructura puntiaguda, como un pico, se expande desde la punta hasta la base. A esta regla la llamamos “cascada de potencia”. Después de este descubrimiento, nos interesó mucho cómo la cascada de energía podría explicar la forma de los picos de las aves y otros dinosaurios.
Los dinosaurios tuvieron sus picos más de una vez
La mayoría de los dinosaurios, como el Tyrannosaurus rex, tienen un hocico robusto con dientes puntiagudos. Sin embargo, algunos dinosaurios (como el dinosaurio similar al emú, Ornithomimus edmontonicus) carecían de dientes y, en su lugar, poseían picos.
En los terópodos, el grupo de dinosaurios al que pertenecía el T. rex, los picos evolucionaron al menos seis veces. En cada una de ellas, los dientes se perdieron y el hocico se alargó hasta adquirir la forma de un pico a lo largo de millones de años.
Pero solo uno de estos impecables grupos de dinosaurios sobrevivió a la extinción masiva de hace 66 millones de años. Estos sobrevivientes finalmente se convirtieron en nuestras aves actuales.
El pájaro madrugador se da cuenta de la regla
Para investigar la regla de la cascada de potencia, estudiamos 127 especies de terópodos. Descubrimos que el 95% de los picos y hocicos de los terópodos siguen esta regla.
Utilizando análisis evolutivos de última generación mediante modelos informáticos, demostramos que el terópodo ancestral muy probablemente tenía un hocico dentado que seguía la regla de la cascada de potencia. Curiosamente, esto sugiere que la cascada de energía describe el crecimiento no sólo de los picos y hocicos de los terópodos, sino quizás de los hocicos de todos los vertebrados: mamíferos, reptiles y peces.
Los seguidores y los infractores de las reglas
Tras sobrevivir a la extinción masiva, las aves experimentaron un período de cambios increíbles. Actualmente, viven en todo el mundo y sus picos se adaptan a cada lugar de forma muy especial.
Observamos formas de pico para comer fruta, atrapar insectos, perforar y desgarrar carne, e incluso sorber néctar. La mayoría sigue la regla de la cascada de potencia.
Aunque son poco comunes, algunas aves que estudiamos rompieron las reglas. Una de ellas es la espátula común, cuyo pico, altamente especializado, le permite filtrar el lodo para capturar vida acuática. Quizás su singular estilo de alimentación la llevó a romper esta regla común.
No nos molestan en absoluto los infractores como la espátula. Al contrario, esto resalta aún más lo informativa que es la cascada de potencia. La mayoría de los picos de las aves crecen según nuestra regla, y se adaptan a la mayoría de los estilos de alimentación. Pero, ocasionalmente, animales raros como la espátula rompen la regla de crecimiento en cascada para atrapar sus “gusanos” especiales.
Ahora que sabemos que la mayoría de los picos de aves y dinosaurios siguen la cascada de energía, el próximo gran paso en nuestra investigación es estudiar cómo crecen los picos de las aves desde el polluelo hasta el adulto. Si la cascada de poder es realmente una regla de crecimiento fundamental en los picos de las aves, podemos esperar encontrarla escondida en muchas otras formas a lo largo del árbol de la vida.
Este artículo es una traducción de otro publicado en The Conversation. Puedes leer el texto original haciendo clic aquí.