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Wednesday, April 7, 2021

Origen e Historia Evolutiva de los Manatíes, Parte 2

Hoy les traigo el descubrimiento más reciente sobre la historia evolutiva de los manatíes. Y es que en esta nueva publicación científica junto con los colegas Catalina Suarez, Javier N. Gelfo y Jorge W. Moreno-Bernal, describimos los restos más antiguos de manatíes de las Américas. En la entrada previa de esta serie ya les había adelantado lo que sabíamos hasta el momento (2015) sobre la historia evolutiva de los manatíes, incluyendo el origen europeo del grupo. En este nuevo trabajo describimos una porción de un maxilar izquierdo con las dos muelas más posteriores (denominadas como M2 y M3), proveniente de la Formación Barzalosa, la cual se depositó entre 16.5-17.7 millones de años, lo cual nos ayuda a entender mejor los orígenes de las especies actuales de manatí (Suarez et al., 2021). Al estudiar y examinar el fósil de la Formación Barzalosa llegamos a la conclusión que guarda mucha similitud con Potamosiren magdalenensis, una especie de manatí extinto que vivía en lo que hoy día es Colombia entre 11.6-13.8 millones de años atrás (Reinhart, 1951; Kellogg, 1966; Domning, 1997). Por su parecido, designamos a este nuevo fósil como Potamosiren cf. P. magdalenensis, y pasa a ser el registro más antiguo de esta especie. Algo que distingue a Potamosiren de otros sirenios, especialmente de otros manatíes, son dos características particulares de sus dientes. La primera es que todavía retienen tres molares por cada cuadrante y la segunda, es que el esmalte de las muelas es inusualmente grueso.

A-C. Maxilar izquierdo de Potamosiren cf. P. magdalenensis de la Formación Barzalosa. 
D. Maxilar izquierdo de Potamosiren magdalenensis del Grupo Honda. (Modificado de Suarez et al., 2021).

El Potamosiren de la Fm. Barzalosa, junto a una especie poco conocida de manatí del Mioceno temprano de Perú (Antoine et al., 2016), representan los restos más antiguos de manatíes en las Américas. Ambos, coinciden geográficamente y temporalmente con el inicio de la formación del Mega-Humedal de Pebas, el cual abarcó una enorme zona entre 23-10 millones de años, e incluía partes de Perú, Colombia y Brazil (Hoorn et al., 2010). Este mega-humedal estaba conectado con el mar Caribe hacia el norte, lo cual funcionó como vía de entrada para distintos organismos marinos. Los depósitos sedimentarios que se formaron durante la duración de el Mega-Humedal de Pebas están principalmente compuestos de estratos que representan ambientes terrestres y de agua dulce, con algunas incursiones marinas. Mientras que el manatí de Pebas viene de sedimentos que representan ambientes acuáticos mixtos, los del Potamosiren de Barzalosa son de agua dulce, ambos entonces representan los primeros registros de sirenios del grupo terminal (crown group) fuera de ecosistemas marinos. (En este contexto, Sirenia es el crown group, que es el grupo más exclusivo compuesto de las especies actuales y sus parientes más cercanos, y Pan-Sirenia es el grupo total que incluye las especies extintas basales y las actuales; ver imagen abajo).

En este árbol filogenético se puede apreciar las relaciones entre los distintos grupos de sirenios, con énfasis en los manatíes (Trichechidae). En gris está representado la duración del Mega-Humedal de Pebas y los distintos colores representan los ambientes donde se encuentran las distintas especies. (Modificado de Suarez et al., 2021).

Como se puede observar en el árbol (ver arriba) entre los sirenios, solamente los manatíes (Trichechinae) incursionan en ambientes de agua dulce. Esto contrasta con otros grupos de organismos marinos. Por ejemplo, los odontocetos han incursionado en ambientes de agua dulce en múltiples ocasiones y en diversas partes del mundo (Fordyce, 1983; Cassens et al., 2000; Hulbert & Whitmore, 2006; Geisler et al., 2011; Boessenecker & Poust, 2015; Bianucci et al., 2013; Pyenson et al., 2015; Boersma & Pyenson, 2016; Benites-Palomino et al., 2020). El Mega-Humedal de Pebas no fue la excepción ya que se han encontrado fósiles de iniidos y platanistidos en distintas localidades (Bianucci et al., 2013; Benites-Palomino et al., 2020).

América del Sur y Central alrededor de 12 millones de años atrás, mostrando las localidades donde se han encontrado iniidos y platanistidos en ambientes marinos (azul) y de agua dulce (amarillo). (Modificado de Benites-Palomino et al., 2020).

En adición a los mamíferos marinos, el Mega-Humedal de Pebas fue un lugar excepcional para que distintos grupos de organismos de origen marino incursionaran y se adaptaran a ambientes de agua dulce y pantanosos, como por ejemplo las mantarrayas de agua dulce (Fontenelle et al., 2021) y algunos otros grupos de peces (Bloom & Lovejoy, 2017). Incluso algunos grupos se diversificaron para ocupar distintos espacios ecológicos y proliferaron durante la duración de este mega-humedal (Salas-Gismondi et al., 2015). No es la primera vez que se propone que la formación del Mega-Humedal de Pebas haya sido clave para la incursión de manatíes en cuerpos de agua dulce. Esta hipótesis se propuso por primera vez en los 1980's (Domning, 1982) y más recientemente en un estudio genético de las especies actuales (Silva de Zouza et al., 2021). El Potamosiren de Barzalosa es evidencia fósil que le da aún más veracidad a esta hipótesis (Suarez et al., 2021).


Las muelas de Potamosiren
Diferentes grupos de mamíferos herbívoros han evolucionado distintas adaptaciones como resultado de tener una dieta que incluye vegetación abrasiva o fibrosa. Por ejemplo, los caballos tienen dientes hipsodontes (dientes con coronas muy altas) que los hacen más resistentes o duraderos al desgaste. Otra posible alternativa para contrarrestar el desgaste es que el esmalte del diente sea más grueso de lo usual, haciéndolo más resistente. Mientras que una tercera estrategia es tener dientes que pueden ser reemplazados a medida que se van gastando.
Como mencione previamente, el esmalte inusualmente grueso de las muelas de Potamosiren es único entre los sirenios. Sin embargo, no es la primera vez que se observa este fenómeno en mamíferos marinos herbívoros. Y es que el esmalte engrosado nos recuerda a las muelas de Desmostylus, un mamífero marino herbívoro que habitaba a lo largo de las costas del Pacífico Norte hasta hace unos 10-12 millones de años. Desmostylus pertenece a un grupo completamente extinto llamado Desmostylia, y sus cráneos y esqueletos son tan particulares que todavía queda mucho por descifrar sobre su paleoecología e incluso sobre su postura en tierra y su relación con otras especies. Sin embargo, gracias a estudios isotópicos usando los dientes de Desmostylus conocemos un poco sobre su dieta (Clementz et al., 2003). Los resultados de ese estudio sugieren que los Desmostylus consumían distintos tipos de vegetación acuática, algunas, como los pastos marinos, cuales inevitablemente debía incluir interacción con el substrato e ingestión accidental de sedimento; en fin, una dieta relativamente variada y muy parecida a la del manatí de Florida (Trichechus manatus latirostris), los cuales tienen una dentadura muy particular como veremos más adelante. Como nota al calce, hay que mencionar que la dieta de los manatíes actuales es una excepción, ya que los sirenios han sido casi exclusivamente consumidores de pastos marinos durante la mayor parte de su historia evolutiva (Clementz, et al., 2003; MacFadden et al., 2004; Clementz & Sewall, 2011), y su morfología dental ha sido generalmente muy conservadora. Así que cuando observamos cualquier cambio significativo en la dentadura de una especie de sirenio inmediatamente despierta la curiosidad por conocer mejor sus hábitos alimenticios.

Parte de la mandíbula de un Desmostylus, incluyendo el cuarto premolar y las primeras dos muelas. Las muelas están compuestas de cúspides modificadas en columnas con esmalte muy grueso.

Los distintos ecosistemas que formaban parte del Mega-Humedal de Pebas permitieron que los manatíes tuviesen acceso a una cantidad mayor de vegetación, en adición a un incremento en la interacción con vegetación acuática cerca del substrato e ingestión accidental de sedimento. Esto claramente debió resultar en un cambio significativo en la dieta de estos sirenios (Domning, 1982; Beatty et al., 2012), que como antes mencionado, eran principalmente consumidores de pastos marinos. Tomando esto en consideración, en nuestro trabajo proponemos que el esmalte engrosado de las muelas de Potamosiren es una adaptación a una dieta más variada, incluyendo mayor cantidad de vegetación abrasiva y fibrosa. Y como verán, las especies de manatí que vinieron después de Potamosiren se adaptaron a esta dieta de una forma aún más particular.

Molares superiores (izquierda) y mandíbula (derecha) de Potamosiren magdalenensis. Aquí se puede apreciar la presencia de solamente tres molares por cuadrante.

Posterior a la extinción de Potamosiren aparece otra especie de manatí conocido como Ribodon limbatus el cual también se encuentra en depósitos de agua dulce del Mioceno tardío al Plioceno. Ribodon se diferencia de Potamosiren al tener más de tres molares por cuadrante (usualmente entre 4-5), los cuales son muy similares entre sí y son relativamente pequeños, tampoco tienen esmalte engrosado. Ribodon también se caracteriza porque sus muelas eran reemplazadas gradualmente. En otras palabras, a lo largo de la vida de un individuo las muelas se movían lentamente hacia al frente mientras que en la parte posterior iban saliendo muelas nuevas, una y otra vez! Este tipo de reemplazo horizontal de los dientes es una adaptación que se observa por primera vez en Ribodon y que todavía observamos en las tres especies de manatí actuales.

Detalles de la dentición de Ribodon (arriba) y Trichechus (abajo). Noten la presencia de multiples muelas, de similar morfología y tamaño, al igual que los dientes nuevos hacia la parte posterior de la fila dental.

Aún con esta nueva información, queda mucho por conocer sobre la historia evolutiva de los manatíes. Por ejemplo, todavía no conocemos bien la identidad del manatí de Pebas y tampoco conocemos bien la morfología craneal de Potamosiren y Ribodon. Similarmente, faltan estudios isotópicos que nos puedan dar una mejor idea de la dieta de estas especies de manatíes ancestrales. Esperemos que tengamos contestaciones a estas incógnitas en un futuro no tan lejano.

Los manatíes actuales pertenecen al género Trichechus, e incluyen tres especies - T. manatus (manatí antillano), T. inunguis (manatí amazónico) y T. senegalensis (manatí africano). En adición a estas tres especies, se conoce una subespecie extinta del manatí antillano del Pleistoceno de Norteamérica (T. manatus bakerorum) y una especie del Pleistoceno amazónico (T. hesperamazonicus) (Domning, 2005; Perini et al., 2020). Todas las especies de Trichechus (actuales y extintas) reemplazan sus muelas horizontalmente, y estas son aún más pequeñas que las de Ribodon, teniendo en algunos casos hasta siete muelas por cuadrante! Esto resulta en un sistema relativamente eficiente donde se reemplazan los dientes continuamente para contrarrestar una dieta variada que puede incluir vegetación fibrosa e ingestión accidental de sedimento. Sin embargo, no es perfecto, y la composición y tipo de sedimento también juega un papel importante. En lugares como el estado de Florida donde la arena tienen una mayor composición de cuarzo, el desgaste en los dientes de los manatíes es mayor que el observado en los que viven en el Caribe, donde las arenas están principalmente compuestas de carbonato de calcio (Domning & Hayek, 1984).

Literatura

Antoine, P.-O., M. A. Abello, S. Adnet, A. J. Altamirano Sierra, P. Baby, G. Billet, M. Boivin, Y. Calderón, A. Candela, J. Chabain, F. Corfu, D. A. Croft, M. Ganerod, C. Jaramillo, S. Klaus, L. Marivaux, R. E. Bavarrete, M. J. Orliac, F. Parra, M. E. Pérez, F. Pujos, J. C. Rage, A. Ravel, C. Robinet, M. Roddaz, J. V. Tejada-Lara, J. Velez-Juarbe, F. P. Wesselingh, and R. Salas-Gismondi. 2016. A 60-million-year Cenozoic history of western Amazonian ecosystems in Contamana, eastern Peru. Gondwana Research 31:30–59.

Beatty, B. L., T. Vitkovski, O. Lamnert, and T. E. Macrini. 2012. Osteological associations with unique tooth development in manatees (Trichechidae, Sirenia): a detailed look at modern Trichechus and a review of the fossil record. Anatomical Record 295:1504–1512.

Benites-Palomino, A., G. Aguirre-Fernandez, J. W. Moreno-Bernal, A. Vanegas, and C. Jaramillo. 2020. Miocene freshwater dolphins from La Venta, Huila, Colombia suggest independent invasions of riverine environments in tropical South America. Journal of Vertebrate Paleontology 40:e1812078.

Bianucci, G., O. Lambert, R. Salas-Gismondi, J. Tejada, F. Pujos, M. Urbina, and P.-O. Antoine. 2013. A Miocene relative of the Ganges river dolphin (Odontoceti, Platanistidae) from the Amazonian basin. Journal of Vertebrate Paleontology 33:741–745.

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Cassens, I., S. Vicario, V. G. Waddell, H. Balchowsky, D. Van Belle, W. Ding, C. Fan, R. S. Lal Mohan, P. C. Simoes-Lopes, R. Bastida, A. Meyer, M. J. Stanhope, and M. C. Milinkovitch. 2000. Independent adaptation to riverine habitats that allowed survival of ancient cetacean lineages. Proceeding of the National Academy of Sciences U.S.A. 97:11343–11347.

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Fordyce, R. E. 1983. Rhabdosteid dolphins (Mammalia: Cetacea) from the middle Miocene, lake Frome area, South Australia. Alcheringa 7:27–40.

Geisler, J. H., M. R. McGowen, G. Yang, and J. Gatesy. 2011. A supermatrix analysis of genomic, morphological, and paleontological data from crown Cetacea. BMC Evolutionary Biology 11:1–33.

Hoorn, C., F. P. Wesselingh, H. T. Steege, M. A. Bermudez, A. Mora, J. Sevink, I. Sanmartín, A. Sanchez-Meseguer, C. L. Anderson, J. P. Figuerido, C. Jaramillo, D. Riff, F. R. Negri, H. Hooghiemstra, J. Lundberg, T. Stadler, T. Särkinen, and A. Antonelli. 2010. Amazonia through time: Andean uplift, climate change, landscape evolution, and biodiversity. Science 330:927–931.

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MacFadden, B. J., P. Higgins, M. T. Clementz, and D. S. Jones. 2004. Diets, habitat preferences, and niche differentiation of Cenozoic sirenians from Florida: evidence from stable isotopes. Paleobiology 30:297–324.

Pyenson, N. D, J. Velez-Juarbe, C. S. Gutstein, H. Little, D. Vigil, and A. O'Dea. 2015. Isthminia panamensis, a new fossil inioid (Mammalia, Cetacea) from the Chagres Formation of Panama and the evolution of 'river dolphins' in the Americas. PeerJ 2015: e1227. 

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Silva de Souza, E. M., L. Freitas, E. K. da Silva Ramos, G. Selleghin-Veiga, M. C. Rachid-Ribeiro, F. A. Silva, M. Marmontel, F. Rodrigues dos Santos, A. Laudisoit, E. Verheyen, D. P. Domning, and M. Freitas Nery. 2021. The evolutionary history of manatees told by their mitogenomes. Scientific Reports 11:3564.

Suarez, C., J. N. Gelfo, J. W. Moreno-Bernal and J. Velez-Juarbe. 2021. An early Miocene manatee from Colombia and the initial Sirenian invasion of freshwater ecosystems. Journal of South American Earth Sciences 109:103277


Sunday, July 18, 2010

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.

Sunday, April 26, 2009

De la tierra al agua

Algunos de los mamíferos marinos que existen hoy día, como los cetáceos, sirénidos y pinípedos*, están tan adaptados a una vida en el agua, que puede que se nos haga difícil relacionarlos con sus parientes más cercanos los cuales son terrestres. Aquí les voy a dar un poco de información sobre la evidencia que existe hasta ahora sobre la trancición de la tierra al agua en estos grupos de organismos.

*(cetáceos = ballenas y delfines; sirénidos = manatí y dugong; pinípedos = focas, morsas y leones marinos).

Cetáceos

Las ballenas que conocemos hoy día se pueden dividir en dos grupos, los odontocetos y misticetos. Los odontocetos se caracterizan por tener dientes y utilizar ecolocalización; los misticetos se caracterizan por tener barbas en lugar de dientes (ambos grupos tienen otras adaptaciones que discutiré en otro momento). Ejemplos de odontocetos son las orcas y delfines; las misticetos incluyen ballenas azules y ballenas pigmeas.

Estudios moleculares idicaban que las ballenas evolucionaron de los artiodáctilos – grupo que incluye a los cerdos, hipopótamos, camellos, vacas, ovejas, etc – (Graur & Higgins, 1994; Shimamura et al., 1997). Estudios morfológicos solían indicar que los cetáceos habían evolucionado de los mesoniquios – un grupo extinto de mamíferos terrestres carnívoros – (Luo & Gingerich, 1999). En parte, la razón para que existiera esa discrepancia sobre los orígenes de los cetáceos era que los fósiles de cetáceos más antiguos consistían de formas ya completamente adaptadas a una vida en el agua, o solamente se conocía el cráneo. Ya esto ha sido resuelto.

En el 2001, dos grupos de paleontólogos publicaron trabajos donde describían fósiles de ballenas primitivas, incluyendo partes del postcráneo que demostraban que estas estaban relacionadas a los artiodáctilos (Gingerich et al., 2001; Thewissen et al., 2001). Gingerich y su equipo recuperaron los restos de dos Artiocetus clavis y Rhodocetus balochistanensis, mientras que el grupo de Thewissen recuperaron los de Ichthyolestes pinfoldi y Pakicetus attocki (ilustración adyacente de Pakicetus por Carl Buell, tomado de la página del Thewissen Lab); entre las partes que encontraron incluía uno de los huesos del tobillo, el astrágalo, que fue la pieza clave para determinar que los cetáceos evolucionaron de los artiodáctilos. Todos estos fósiles fueron encontrado en sedimentos que datan del Eoceno Medio (entre 49 y 41 millones de años). Recientemente, Thewissen et al. (2007) describen los restos postcraneales del artiodáctilo primitivo, Indohyus, y demuestran que este era un animal con adaptaciones acuáticas y provee evidencia adicional sobre el origen de los cetáceos. (Una reconstrucción magnífica de Indohyus puede ser vista aquí.)

Sirénidos

Los parientes vivos más cercanos de los manatíes y dugones son los elefantes, esto está evidenciado tanto por información morfológica como genética (Seiffert, 2007; Tabuce et al. 2007). EL origen de los sirénidos fue en África alrededor de 54 millones de años donde compartieron un ancestro en común con los elefantes. Interesantemente, los fósiles de sirénidos más primitivos se han encontrado en Jamaica, lo cual demuestra que muy temprano en su historia evolutiva ya estaban adaptados a una vida en ambientes marinos. Durante mucho tiempo, el sirénido fósil más primitivo era Prorastomus sirenoides encontrado en Jamaica en depósitos que datan de 51-49 millones de años (Owen, 1855; Savage et al., 1994). Sin embargo, el postcráneo de este organismo todavía sigue siendo desconocido.

Otro sirénido fósil, también de Jamaica, pero encontrado en depósitos un poco más jovenes (49-45 millones de años), fue descrito por Domning (2001). Este nuevo fósil, llamado Pezosiren portelli (ilustración arriba tomada de Domning, 2001), consiste de partes del cráneo y postcráneo. Los restos postcraneales de Pezosiren incluye los brazos, patas, pelvis y casi toda la columna vertebral; en conjunto, estos indican que este organismo era capaz de soportar su cuerpo fuera del agua a la misma vez, también tiene adaptaciones acuáticas como costillas agrandadas y densas y la fosa nasal retractada (Domning, 2001). Esta combinación de adaptaciones indican que este organismo pasaba tiempo tanto dentro como fuera del agua.

Pinípedos

Estudios morfológicos y moleculares demuestran que los pinípedos pertenecen a un grupo de mamíferos llamado arctoideos (Deméré et al., 2003), que además de los pinípedos, incluyen a los osos (úrsidos), mustelas (mustélidos), mapaches (prociónidos) y zorrilos (mefítidos) entre otros. Sin embargo, el origen de los pinípedos de alguno de estos otros arctoideos no es clara y diferentes estudios ponen a los pinípedos originándose de un ancestro en común con los mustélidos o con los úrsidos (Deméré et al., 2003). Otros expertos en la materia apoyan la idea que los pinípedos tienen origenes separados, las focas evolucionando de un ancestro en común con los mustélidos y los leones marinos y morsas con los úrsido (Uhen, 2007 y referencias ahí). Cualquiera que sea el grupo del cual los pinípedos se originaron, algo que solo se podrá aclarar a medida que se descubren más fósiles, sabemos que se originan de un organismo terrestre. Interesantemente, fósiles de pinípedos que demuestren una morfología transicional, entre completamente marino / completamente terrestre, no fueron encontrados hasta hace poco.

El reciente descubrimiento de Puijila darwini en sedimentos lacustrinos depositados entre 23-21 millones de años, nos da una idea sobre la morfología de los primeros pinípedos (Rybczynski et al., 2009). Aunque ya se han econtrado restos de pinípedos más antiguos, Enaliarctos tedfordi y E. barnesi encontrados en rocas que datan de entre 28.5-23.8 en Oregon (Deméré et al., 2003), estos ya presentan adaptaciones a una vida marina como las que vemos en las especies modernas, lo cual significa que los pinípedos deben haber evolucionado previo a esta fecha. Así que aunque Puijila (ilustración adyacente tomada de Rybczynski et al., 2009) es más joven, su importancia resta en que su morfología es la más primitiva de los pinípedos conocidos, proveyendo además evidencia sobre los posibles pasos evolutivos que se llevaron a cabo en la transición de la tierra al agua en este grupo de mamíferos.

Gracias a MPT y YFS por ayudar con la gramática.

Página oficial de Puijila

Puijila en National Geographic

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Referencias

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