¿De donde vienen las plumas? ¿Son exclusivas de las aves?

¿De donde vienen las plumas? Las aves no fueron las primeras en tenerlas

Si nos preguntan sobre un carácter exclusivo de las aves creo que sin dudas la mayoría contestaríamos la presencia de plumas en su tegumento, pero esto no es del todo correcto. Todas las aves tienen plumas pero no son exclusivas de estos animales, otros grupos taxonómicos tuvieron plumas pero sucede que se extinguieron.

Plumas de flamenco

Algunas especies de dinosaurios, del cual las aves también forman parte, presentaban su cuerpo recubierto de plumas [1]. Un ejemplo interesante son los velociraptores, dinosaurios de 50 centímetros de alto y con presencia de plumas [2] (sí, Steven Spielberg nos mintió en la cara 😛 ).

¿Pará pará pará, vos me estás diciendo que las aves son dinosaurios? 

Así es, las aves pertenecen a un grupo de dinosaurios principalmente carnívoros llamados terópodos (“pie de bestia”) [1], [3], [4] al igual que Velociraptor mongoliensis, Tyrannosaurus rex o Giganotosaurus carolinii, este último el dinosaurio predador más grande del planeta que vivió en lo que hoy es nuestra Patagonia [5], [6]. Los científicos agrupan a todos los representantes de los terópodos según ciertas características del cráneo, la faja pectoral y las extremidades posteriores, entre otras [1].

Algunas características de las aves más primitivas

El grupo de aves más antiguas conocidas hasta el momento se denominan Archaeopteryx [7]. Las mismas presentaban un cráneo de unos 4 centímetros [1], un peso de entre 220–330 gramos [8] (tamaño similar a Guira guira) y habitaron en zonas de la actual Alemania hace unos 150 millones de años, aproximadamente [1].

Representación gráfica de el ave primitiva Archaeopteryx.

En el presente año se dio a conocer una investigación que concluye con que Archaeopteryx, si bien eran bastante terrestres, probablemente podrían volar aunque no de la misma forma que lo hacen las aves modernas [9]. Uno de los autores del trabajo invita a pensar en el vuelo de una mariposa para tratar de imaginarnos el de Archaeopteryx [10].

Cabe destacar que su categoría como aves pende de un hilo debido a descubrimientos de nuevos fósiles en China durante la última década. Si se confirman los datos con nuevas investigaciones tendremos que emprender la búsqueda de otra primer ave [7].v

La función de las plumas en las aves

A pesar de que las plumas le permitieron volar a Archaeopteryx, estas estructuras no habrían evolucionado para tal fin. Se han propuesto varias hipótesis sobre el valor adaptativo original de las plumas: aislamiento térmico, termorregulación activa, vuelo, cortejo y camuflaje. No sería descabellado pensar que, desde el principio, las plumas se utilizaban para varios fines, como lo son ahora. Pero la evidencia parecería indicar que la hipótesis más plausible es que las plumas se originaron con el fin de aislamiento térmico y termorregulación, aunque se necesitan más investigaciones para asegurarlo [11], [12].

¿Cómo empezaron a volar las primeras aves?

Otra controversia que se presenta es el origen del vuelo, representado por la pelea entre los defensores de modelos arbóreos y cursoriales (adaptado para correr).

La teoría arbórea

La primera hipótesis, aunque quizá más intuitiva, plantea que las aves comenzaron a volar “desde los árboles hacia abajo”. Sin embargo, carece de soporte debido a que requiere que el animal haya adquirido previamente la capacidad de trepar los árboles, y porque ningún animal viviente que trepa aletea sus apéndices para volar.

Teoría arbórea
Teoría arbórea. Las aves habrían aprendido a volar "desde arriba", es decir, trepando a los árboles y cayendo.

La teoría cursorial

La segunda hipótesis, plantea que las aves comenzaron a volar “desde el suelo hacia arriba”, siendo, principalmente, corredoras. No obstante, esta hipótesis tampoco es muy convincente debido a que es inconsistente con la biología ontogenética (formación y desarrollo) de las formas de vida existentes; por ejemplo, ninguna especie existente utiliza sus alas para correr más rápido, para asegurar su presa o para deslizarse. 

Teoría Cursorial
Teoría Cursorial. Las aves habrían aprendido a volar, corriendo y dando pequeños saltos.

Nuevas hipótesis modernas

Actualmente, con el avance de la ciencia, están surgiendo nuevas hipótesis y entre ellas la hipótesis del ala ontogenética-transicional, la cual parecería una de las más plausibles. La hipótesis postula que las etapas de la evolución del vuelo de las aves corresponden, tanto desde el punto de vista del comportamiento como morfológico, a las etapas de transición observadas en el desarrollo de las aves actuales. Esto quiere decir que las primeras aves podrían haber intentado un vuelo de manera similar al que tienen los juveniles de las aves actuales, lo que les permitiría afrontar los desafíos de un terreno con muchos desniveles [13].

A partir de aquí mucho ha pasado, desde radiaciones evolutivas (rápidas especiaciones) hasta grandes extinciones, para llegar a la diversidad de especies de aves que disfrutamos en cada salida de observación. A pesar de lo que conocemos queda mucho más por estudiar de este maravilloso grupo de animales, por lo que debemos protegerlas de nosotros mismos para poder seguir haciéndolo y sorprendernos cada día más con los nuevos descubrimientos.

Guacamayo Rojo
Guacamayo rojo (Ara chloropterus) volando.

Escrito por: Biol. Gabriel Orso, miembro de Fundación MIL AVES (https://milaves.org/)

Editado por: Lautaro Baró para Biología Cotidiana

Recuerda que siempre puedes visitar el Diccionario Científico en caso que no recuerdes el significado de los conceptos científicos.

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Referencias:

  1. Padian, K., & Chiappe, L. M. (1998). The origin and early evolution of birds. Biological reviews, 73(1), 1-42.
  2. Turner, A. H., Makovicky, P. J., & Norell, M. A. (2007). Feather quill knobs in the dinosaur Velociraptor. Science, 317(5845), 1721-1721. 
  3. Norman, D. B., Baron, M. G., & Barrett, P. M. (2017). A new hypothesis of dinosaur relationships and early dinosaur evolution. Nature, 543(7646), 501.
  4. Langer, M. C., Ezcurra, M. D., Rauhut, O. W., Benton, M. J., Knoll, F., McPhee, B. W., … & Brusatte, S. L. (2017). Untangling the dinosaur family tree. Nature, 551(7678), E1.
  5. Coria, R. A., & Salgado, L. (1995). A new giant carnivorous dinosaur from the Cretaceous of Patagonia. Nature, 377(6546), 224.
  6. Therrien, F., & Henderson, D. M. (2007). My theropod is bigger than yours… or not: estimating body size from skull length in theropods. Journal of Vertebrate Paleontology, 27(1), 108-115.
  7. Smithsonian magazine. (2011). An Ode to Archaeopteryx. Washington, D.C., E.U.: Smithsonian Institution. Recuperado de https://www.smithsonianmag.com/…/an-ode-to-archaeopteryx-6…/.
  8. Yalden, D. W. (1984). What size was Archaeopteryx?. Zoological Journal of the Linnean Society, 82(1‐2), 177-188.
  9. Voeten, D. F., Cubo, J., Margerie, E., Röper, M., Beyrand, V., Bureš, S., … & Sanchez, S. (2018). Wing bone geometry reveals active flight in Archaeopteryx. Nature communications, 9(1), 923.
  10. The Washington Post. (2018). This feathery dinosaur probably flew, but not like any bird you know. Washington, D.C., E.U.: The Washington Post.
  11. Bock, W. J. (2000). Explanatory history of the origin of feathers. American Zoologist, 40(4), 478-485.
  12. Xu, X., Wang, K., Zhang, K., Ma, Q., Xing, L., Sullivan, C., … & Wang, S. (2012). A gigantic feathered dinosaur from the Lower Cretaceous of China. Nature, 484(7392), 92.
  13. Dial, K. P., Jackson, B. E., & Segre, P. (2008). A fundamental avian wing-stroke provides a new perspective on the evolution of flight. Nature, 451(7181), 985.