Convergencia: el caso de Odobenocetops ó el delfín que parecía morsa

Convergencia; en biología y paleobiología, se utiliza este término para referirse a instancias donde dos (o más) organismos, de grupos no relacionados, poseen rasgos morfológicos similares los cuales sirven un mismo propósito. Estas similitudes se pueden clasificar como homólogas (aquellas que están compuestas por estructuras similares, como las alas de las aves y las de los murciélagos) o análogas (aquellas que han evolucionado de estructuras distintas, como las alas de las aves y las de una mariposa). Otro ejemplo de convergencia se ve en los mamíferos con dientes hipsodontes. Caballos, algunos roedores y los desmostilios* tienen (o tenían) dientes hipsodontes. Este tipo de diente tiene coronas muy altas, por ende tardan más en desgastarse; esta morfología se correlaciona con dietas abrasivas (como comer grama o comer en lugares donde hay mucho sedimento mezclado con el alimento). Si estos organismos no tuvieran este tipo de dientes sería contraproducente continuar con ese modo de alimentación ya que sus dientes se gastarían muy rápido. Así que la selección natural ha favorecido tener dientes hipsodontes en estos organismos que llevan una dieta que incluye material abrasivo.

*Información adicional sobre desmostilios, incluyendo reconstrucciones, aquí, aquí y aquí.

En organismos vivos es relativamente fácil determinar si estructuras parecidas son convergentes o no, ya que se pueden hacer observaciones directas sobre el comportamiento o función de la estructuras o morfología que se consideran convergentes. Sin embargo, con los fósiles es distinto ya que generalmente no podemos hacer observaciones directas sobre el comportamiento de un organismo extinto. Es por esto que nos toca entonces interpretar la funcionalidad de esas estructuras comparando con lo que conocemos de organismos vivos. A continuación les traigo un interesante ejemplo de convergencia entre un fósil y un organismo moderno

Odobenocetops

En el 1993, Christian de Muizon describió un fósil de delfínido (el grupo de ballenas que incluye a los delfines) que representa uno de los mejores ejemplos de convergencia que conozco. El fósil consistía en parte de un cráneo (ver la imágen abajo) colectado en el sur de Perú. Los sedimentos donde se encontró el fósil son parte de una secuencia de rocas sedimentarias conocida como la Formación Pisco, de edad Pliocénico Temprano (5.3-3.6 millones de años). El fósil no solo representaba una nueva especie, sino también un nuevo grupo de delfínidos al cual llamó Odobenocetopsidae.

El primer espécimen descrito lo llamaron Odobenocetops peruvianus Muizon, 1993 (ver imagen abajo). Los rasgos morfológicos más distintivos de esta especie consisten en tener el rostro corto (el área frente a los ojos), procesos alveolares de la premaxilla (los espacios para los dientes) agrandados y orientados hacia abajo; los procesos alveolares era donde tenían unos colmillos también agrandados. La premaxilla también tiene varios forámenes y áreas de inserción de músculos bien marcadas que indican la presencia de labios grandes y quizás hasta bigotes. Otras características del cráneo incluye tener las órbitas de los ojos posicionadas dorsalmente y un paladar profundo. Estas características que tanto distinguen a los odobenocetópsidos son reminiscentes a las morsas* más que a otros delfinoideos.

*Vean las imágenes de un cráneo de morsa y comparen.

Odobenocetops peruvianus, arriba, foto del cráneo en vista lateral (anterior hacia la derecha); abajo, ilustración del cráneo mostrando los diferentes huesos que lo componen y el área de la órbita (cículo azul), modificada de Muizon (1993). Abreviaciones: Al = aliesfenoide; Bo = basioccipital; Fr = frontal; Mx = maxila; Na = nasal; Oc = occipital; Or = órbita; Pa = parietal; Pal = palatino; Pmx = premaxila; Ppo = proceso postorbital; Ppr = proceso preorbital; Pt = terigoide; Z = zigomático.

Otra especie adicional fue descrita unos años más tarde (Muizon et al., 1999). Odobenocetops leptodon también fue encontrado en la Formación Pisco, sin embargo, proviene de un horizonte alrededor de un millón de años más joven que donde se encontró O. peruvianus. Algunas de las características que distinguen a esta nueva especie es un rostro más grande y redondeado, mayor tamaño del paladar y la presencia de fosas (depresiones) para los sacos premaxilares. La ocurrencia de esta última estructura que menciono, se correlaciona con la presencia del órgano del melón (Mead, 1975), la cual es una estructura utilizada para ecolocalización. O. peruvianus aparentemente carecía de esta estructura ya que carece de fosas para los sacos premaxilares, sin embargo, la posición de las órbitas y la forma de los procesos supraorbitales le permitía tener visión binocular; en O. leptodon los procesos supraorbitales eran distintos y sus orbitas estaban posicionadas más hacia el lado, careciendo de visión binocular, pero al menos auxiliado por la presencia del órgano del melón y la capacidad de hacer ecolocalización. Así que al parecer, O. peruvianus dependía de la visión para localizar su alimento, mientras que O. leptodon probablemente dependía mayormente de ecolocalización (como es el caso de muchos otros delfinoideos).

Los odobenocetópsidos están relacionados al único otro grupo de cetáceos que tienen colmillos agrandados, los narvales. Estos también tienen un colmillo agrandado (y en ocasiones los dos), pero estos están orientados hacia adelante. En los odobenocetópsidos la función de estos colmillos parece haber sido social ya que presentan dimorfismo sexual; los machos poseen un colmillo (el de la derecha) más agrandado que el otro (algunos hasta midiendo más de un metro), mientras que en las hembras ambos eran más pequeños y similares en tamaño (Muizon et al., 1999; Muizon & Domning, 2002).

Reconstrucción de Odobenocetops ilustración de Mary Parrish (National Museum of Natural History, Washingon, DC), tomado de Muizon et al. (1999).

¿Que pudo llevar a un delfínido a parecer una morsa?

El parecido de los odobenocetópsidos a las morsas (convergencia) llevó a los paleontólogos que los han estudiado a inferir que su modo de alimentación era muy similar. O sea, que posiblemente, al igual que las morsas, los odobenocetópsidos se alimentaban de bivalvos bentónicos (que viven en el suelo marino), localizándolos con asistencia de los bigotes, aguantando el bivalvo con los labios y utilizando la lengua como un pistón, creando un vacío dentro de la cavidad bucal para lograr succionar el organismo fuera de su concha.

La distribución geográfica de las morsas, tanto vivas como las fósiles, está limitada al hemisferio norte (Deméré et al., 2003). Asumiendo que las especies extintas de morsas tenían las mismas preferencias alimenticias que la especie moderna (y al parecer así era) y al tener una distribución limitada, ese espacio ecológico, ocupado por las morsas en el hemisferio norte, estuvo “vacío” en el sur. Es así que posiblemente surgió este caso de convergencia, donde un delfinoideo termina pareciendo una morsa, ocupando ese espacio ecológico y utilizando los recursos disponibles.

Este es uno de los casos en paleontología donde el presente es la llave del pasado. Si no conocieramos las morsas habría sido muy difícil interpretar la funcionalidad morfológica de estos extraños delfinoideos.

Deméré, T. A., A. Berta & P. J. Adam. 2003. Pinnipedimorph evolutionary biogeography. Bulletin of the American Museum of Natural History 13 (279):32-76.

Mead, J. G. 1975. Anatomy of the external nasal pasajes and facial complex in the Delphinidae (Mammalia, Cetacea). Smithsonian Contributions to Zoology 207:1-72.

Muizon, C. de. 1993. Walrus-like feeding adaptation in a new cetacean from the Pliocene of Peru. Nature 365:745-748.

Muizon, C. de & D. P. Domning. 2002. The anatomy of Odobenocetops (Delphinoidea, Mammalia), the walrus-like dolphin from the Pliocene of Peru and its paleobiological implications. Zoological Journal of the Linnean Society 134:423-452.

Muizon, C. de, D. P. Domning & M. Parrish. 1999. Dimorphic tusas and adaptive strategies in a new species of walrus-like dolphin (Odobenocetopsidae) from the Pliocene of Peru. Comptes-rendus de l’Academie des Sciences, Paris, Sciences de la Terre et des Planetes 329:449-455.