Un fósil intacto de 80 millones de años es la ‘piedra de Rosetta’ que promete descifrar la evolución de las aves

En la historia evolutiva de las aves hay 70 millones de años de interrogantes. Durante ese tiempo se originaron en la Tierra todos los grupos de aves modernas que existen hoy, aunque todavía la ciencia no puede explicar cómo se produjo la transición desde las aves antiguas, más parecidas a los dinosaurios. Ahora, el análisis de un fósil con un grado de preservación inédito —y de una especie de ave hasta ahora desconocida, que habitó lo que hoy es Brasil hace 80 millones de años—, ilumina cómo fue ese proceso. El hallazgo es considerado una piedra de Rosetta para el estudio de las aves, ya que podría ayudar a descifrar los misterios de su evolución. Los resultados de la investigación se publicaron este miércoles en la revista Nature.

Guillermo Navalón, paleobiólogo madrileño de la Universidad de Cambridge, es uno de los autores principales de la investigación —junto al investigador argentino Luis M. Chiappe—, realizada por un equipo internacional de científicos. Él fue el encargado de digitalizar el fósil mediante un proceso no invasivo y logró reconstruir cómo fue en vida el Navaronis hestiae, bautizado así en honor a William Nava, el paleontólogo brasileño que lo encontró en 2016. “Este fósil es tan único que responde a muchas frustraciones que los científicos hemos tenido en la investigación de las aves durante mucho tiempo”, explica Navalón.

Esa unicidad de la que habla el investigador se explica porque todos los fósiles de aves antiguas extintas, pertenecientes al grupo de las enantiornitas, han aparecido aplastados, como una tortita o panqueque, porque sus huesos eran delicados y huecos, lo que dificulta su preservación a lo largo de los siglos. El Navaornis no, está casi intacto. Esto permitió reconstruir en tres dimensiones su cráneo y su cerebro. El tejido cerebral no se conserva, pero el cráneo sí, y en estos animales —igual que sucede con los humanos— el hueso rodea de cerca al cerebro. De esta forma se pueden observar las cavidades internas, lo que permitió a los científicos hacer un molde y replicar el tejido blando que había dentro de ellas.

Y cuando sabes cómo era un cerebro, puedes entender muchas cosas sobre evolución y comportamiento animal. “Usamos una metáfora, quizá un poco pretenciosa: el Navaornis es una piedra de Rosetta. Igual que esa piedra nos permitió entender los jeroglíficos, esto nos ayuda a comprender cómo evolucionaron las aves. Tenemos dos puntos evolutivos —aves antiguas y aves modernas— y, de repente, aparece un fósil que está en el medio de ese proceso y nos dice qué es lo que pudo haber pasado allí”, detalla el paleobiólogo español.

¿Qué pasó en el medio? Una evolución paulatina. En el punto en el que se ubica al Navaornis ya había una mezcla de elementos antiguos y modernos. “Tiene rasgos muy avanzados que creíamos que eran exclusivos de las aves contemporáneas”, detalla Navalón. Por ejemplo, su cerebro ya no es tubular y estirado como el de las aves antiguas, sino que empieza a ser globular, con una médula espinal que se arquea hacia abajo, como en los humanos. “Es una de las características más avanzadas que detectamos”, dice el investigador. El cráneo del Navaornis es especialmente notable por ser completamente desdentado y tener una estructura que recuerda a la de las aves actuales, a pesar de pertenecer a una rama evolutiva arcaica.

También se identificaron características de las aves primitivas, como el cerebelo. En las aves modernas suele ser bulboso y en el Navaornis está completamente plano, como sucede en los linajes más primitivos. El cerebelo es un área que está especialmente activa durante el vuelo en aves contemporáneas, lo que despertó la curiosidad de los científicos. ¿Cómo controlaba su vuelo esta especie antigua? Algunas respuestas todavía no se consiguen. En el Navaornis, el encéfalo —la parte del cerebro que interviene en las capacidades cognitivas superiores— tiene una extensión intermedia, lo que permite a los investigadores especular sobre cómo el animal se movía y comportaba.

Animales muy complejos

El principal problema con el estudio del nuevo fósil es que hay poca información con la que comparar. “Todavía no entendemos muy bien a las aves de hoy y cómo los cambios en las distintas zonas de sus cerebros están relacionados con los cambios en las capacidades cognitivas”, apunta Navalón. Y es que las aves son animales con comportamientos muy complejos. Algunas de ellas migran miles de kilómetros utilizando para orientarse señales visuales, el campo magnético terrestre, la posición del sol y las estrellas, e incluso olores. Otras tienen estrategias de cortejo de lo más avanzadas, que incluyen danzas, cantos, despliegue de plumaje y construcción de nidos. Varias aves, como los cuervos y los loros, son capaces de usar herramientas para obtener alimento o incluso imitar sonidos y palabras humanas. Cómo lo hacen, en muchos casos, sigue siendo un misterio.

Matteo Fabbri, biólogo evolutivo de la Universidad de Johns Hopkins (EE UU), no participó en el nuevo estudio, pero opina que “estos hallazgos son un cambio de paradigma en los modelos evolutivos, ya que esta nueva especie de ave del Cretácico muestra un conjunto desconcertante de rasgos morfológicos que conecta a las aves modernas con las del Mesozoico temprano hace más de 200 millones de años. El Navaornis ilustra que las características esqueléticas de las aves modernas no aparecieron todas juntas, sino en forma de mosaico y de manera gradual”. Lo mismo ocurre con la evolución de sus cerebros. O sea, que la evolución del cráneo y el cerebro hacia las aves actuales fue una transición compleja y no lineal, en la que los rasgos modernos aparecieron paso a paso, según explica este especialista.

Video del cráneo y cerebro de NPG

Jesús Marugán, paleobiólogo de vertebrados e investigador en la Universidad Autónoma de Madrid, cree que este nuevo hallazgo no solo es un avance en la comprensión de la evolución aviar, sino que también propone “un nuevo paradigma. Hay que hacer una mención especial a la dimensión digital de esta investigación. El hecho de poder extraer datos de un fósil de una manera no invasiva es un avance enorme”. Las técnicas aplicadas en el estudio permiten comparar de manera milimétrica la morfología de las diferentes aves a lo largo de la historia de la vida en la Tierra. Todo sin siquiera tener que manipular los fósiles.

Fabbri cree que el descubrimiento es “un hito que impulsa el campo de la evolución de las aves, después de más de dos décadas de espera para encontrar los fósiles adecuados”. No es posible predecir qué otros descubrimientos importantes surgirán del mismo yacimiento en el que fue encontrado el Navaornis, aunque los científicos consultados están seguros de estar ante el comienzo de lo que será una ola de hallazgos revolucionarios.