Las heces y vómitos de los dinosaurios muestran cómo se apoderaron del mundo

Tras años acumulándolos, un grupo de científicos ha estudiado de cerca centenares de heces, vómitos y restos estomacales de los tiempos en los que aparecieron los dinosaurios y dominaron el planeta. Su forma y su contenido, a veces insectos o peces aún por digerir, les ha permitido responder a una pregunta clave para saber cómo eran aquellos ecosistemas: quién se come a quién. La respuesta, que acaban de publicar en la revista Nature, puede explicar uno de los mayores misterios de la vida sobre este planeta: cómo unos animales pequeños y escasos en origen, ascendieron hasta la cúspide, diversificándose extraordinariamente en tamaños y formas, ocupando casi todos los nichos ecológicos, hasta el punto de que solo un asteroide pudo expulsarlos del trono tras millones de años de dominio.

Se sabe tanto del fin de los dinosaurios, como poco de sus inicios. Según el registro fósil, aparecieron hace unos 230 millones de años en la porción sur de Pangea, el supercontinente en el que entonces estaban agrupadas las masas terrestres. Los restos más antiguos se han encontrado en lo que hoy son Argentina y Brasil. Hace una década se halló otro, el Nyasasaurus parringtoni, en la actual Tanzania, aún más antiguo. Pero tanto el país africano como los dos americanos estaban entonces en la región meridional de Pangea, así que no invalida la idea de que venían del sur. Aquellos primeros saurópsidos eran pequeños, no más grandes que un perro, y, como dejó escrito el paleontólogo de la Universidad de Brístol (Reino Unido), Michael Benton, fueron “insignificantes” durante mucho tiempo, tanto en número, como en dominio del espacio ecológico. Sin embargo, hace unos 200 millones de años, en los inicios del periodo Jurásico, ya representaban hasta el 90% de los animales del planeta. Hay muchas teorías sobre cómo conquistaron la Tierra, pero casi todas apuntan a dos ideas: o contaban con una serie de innovaciones y adaptaciones que les hicieron superar al resto o un factor externo —como un cambio climático— eliminó su competencia. El nuevo trabajo usa un enfoque original y novedoso para despejar dudas: el análisis de las heces (coprolitos), los vómitos (regurgitalitos) y restos estomacales (cololitos), que, agrupados, se conocen por el aséptico nombre de bromalitos (comida petrificada).

Hace años dos investigadores del Centro de Biología Evolutiva de la Universidad de Uppsala (Suecia), Martin Qvarnström y Grzegorz Niedźwiedzki, realizaron un estudio piloto con heces fosilizadas. “Nos dimos cuenta del enorme potencial de los coprolitos para reconstruir las redes alimentarias del pasado. El proyecto ha crecido y crecido, dando como resultado este modelo sobre el surgimiento de los dinosaurios”, cuenta Qvarnström, primer autor del nuevo estudio, en un correo. “El material de investigación se recopiló durante 25 años; nos llevó muchos años reunirlo en una imagen coherente”, destaca Niedźwiedzki en una nota de la universidad sueca. Usando sofisticados sistemas de imagen como la microtomografía sincrotrón, pudieron no solo analizar, sino también ver qué había en los coprolitos. Han encontrado restos de distintos animales, de peces casi enteros o de artrópodos, como unos escarabajos, completos. También huesos con marcas de dentelladas o fragmentos de cráneos. No solo se fijaron en su contenido, también les interesaba la forma de la caca.

“Debemos utilizar sus formas, tamaños y contenidos para entender quién los produjo y qué comieron sus productores”, explica Qvarnström. “Al hacerlo, podemos reconstruir la estructura de los ecosistemas del pasado, paso a paso, y finalmente reconstruir redes tróficas completas, ¡un trabajo tedioso, pero fascinante!”, detalla. “Las formas pueden decirnos algo sobre el animal que produjo las heces. Por ejemplo, los tiburones y muchos peces tienen un intestino en espiral y producen excrementos con forma de espiral”, completa.

Los investigadores han analizado más de 500 bromalitos recuperados de la llamada cuenca polaca, región de la zona nororiental de Pangea, en lo que hoy es Polonia. Desempolvados de cinco estratos diferentes del registro fósil, les han permitido reconstruir las redes alimenticias en cinco momentos distintos, desde el Triásico Medio (hace unos 230 millones de años) al inicio del Jurásico (hace unos 200 millones de años). Es en ese lapso de 30 millones de años en el que aparecen los dinosaurios y acabaron por dominar no solo la región, sino todo el planeta.

En el primero de los estratos encontraron una gran diversidad de tipos de comida ingerida y hasta parásitos intestinales, pero destacan los restos de coníferas. Del análisis de las heces del segundo de los estadios, solo encontraron un posible dinosaurio que creen sería del género silesaurus, considerado más un precursor que un dinosaurio en sí. Pero en los bromalitos del último y más reciente estrato, ya en el Jurásico, todo ha cambiado. La diversidad de contenidos es diferente, y las variedades son radicalmente distintas, abundando restos de cícadas (emparentadas con las palmeras), helechos y de especies emparentadas con el ginkgo, todas ellas indicadoras de que el clima y el entorno habían cambiado. Además, encontraron coprolitos de gran tamaño y los de nuevos depredadores.

“Aparecen bromalitos más grandes que contienen cosas nuevas, lo que respalda la idea de que los dinosaurios exploraron nuevos nichos y se adaptaron a condiciones ambientales cambiantes de una manera que los animales previamente especializados no pudieron”, sostiene Qvarnström. Y desaparecen los restos de otros grupos de animales. Por ejemplo, el mayor y más abundante herbívoro en la región y en muchas otras partes del planeta eran el dicinodonte que, junto a los etosuarios, representan la inmensa mayoría de la biomasa herbívora. Su dieta era muy diferente de la de los primeros dinosaurios herbívoros, los sauropodomorfos, lo que no les ayudó a evitar su desaparición del registro fósil en el último estadio, siendo los más abundantes en los primeros.

El modelo que proponen los autores en las conclusiones de su trabajo es muy elegante y convincente: tras la gran extinción masiva del Pérmico al Triásico (aún mayor que la que se llevaría por delante a los dinosaurios), la vida tardó millones de años en recuperarse. Cuando lo hizo ya estaba ahí un tipo de animal nuevo, primero pequeño y omnívoro. Al final del Triásico, los herbívoros dominantes van cediendo el sitio a los dinosaurios también herbívoros. Una serie de fluctuaciones climáticas alteraron la flora y todo el entorno, lo que facilitó la diversificación y crecimeinto en tamaño. En la parte final del proceso, la enorme disponibilidad de grandes consumidores primarios espoléo el desarrollo de los secundarios, los carnívoros gigantes.

Pero, ¿qué pasó? ¿Los dinosaurios llegaron con innovaciones, como un sistema respiratorio más eficiente o su capacidad para cargar su peso sobre las patas traseras, que les daban ventaja? ¿O, como sostienen otros, un factor externo eliminó a los competidores y les favoreció a ellos? Las heces no tienen la respuesta. Pero, apoyados en otros elementos del registro fósil, como los propios huesos de los animales, restos de flora y otros marcadores del ambiente de entonces, parece que todo apunta a que el clima, cambios en el clima, quizá producidos por el vulcanismo provocado por los inicios del resquebrajamiento de Pangea, eliminó a la mayor parte de la competencia.

El investigador del Instituto de Geociencias de la Universidad Complutense y el CSIC, José López Gómez, recuerda que la extinción que marca la frontera entre el Triásico y el Jurásico “fue, muy posiblemente, clave para el desarrollo definitivo de los dinosaurios, ya que pudieron ocupar los espacios que otros dejaron”. Autor de un libro sobre la extinción masiva anterior (La vida al borde del abismo, editada por CSIC-Catarata), López Gómez detalla su argumento: “La extinción fue necesaria para su ascenso, porque se eliminaron competidores”. De estos reptiles solo sobrevivió el cocodrilo. “Pero ni este ni los mamíferos, que también habían comenzado su andadura en el Triásico Superior, pudieron responder como lo hicieron los dinosaurios a las alteraciones que se habían producido en los ecosistemas tras la extinción del Triásico al Jurásico”, completa el investigador, que no ha intervenido en el estudio de Nature.

El paleontólogo británico Michael Benton reconoce la innovación que han supuesto los coprolitos para estudiar esta porción del pasado. Pero también destaca los resultados que han obtenido al analizarlos. “El estudio muestra la sutil interacción con el clima, principalmente árido, y finalmente húmedo, y cómo afectó principalmente a las plantas dominantes, lo que a su vez dio oportunidades para nuevos herbívoros en ciertos puntos”, dice Benton en un correo. Para él, la secuencia sucedida en la cuenca polaca, respalda lo sucedido en otro momento en lo que hoy es América del Sur: “Las faunas iniciales de dinosaurios se expandieron sustancialmente, pero fue necesaria la extinción masiva de finales del Triásico para poner en marcha los pasos finales del reemplazo: la desaparición de carnívoros no dinosaurios y la expansión de carnívoros dinosaurios más grandes”.

Para Lawrence Tanner, director del Centro para el Estudio del Cambio Ambiental del Le Moyne College (Estados Unidos), el hallazgo clave es que “los dinosaurios reemplazaron a los arcosaurios no dinosaurios en una serie de etapas, no todas a la vez”. Y añade: “Hubo una pérdida importante de los otros grupos en la extinción del final del Triásico final, pero también hubo una gran rotación desde el Noriense tardío hasta el Rhaetiense temprano [las dos edades finales del periodo Triásico], y cambios más graduales en etapas anteriores”. Pero Tanner también plantea la mayor limitación del trabajo: “Los autores infieren que los cambios climáticos y de vegetación impulsaron etapas clave de la diversificación de los dinosaurios en la cuenca polaca. Pero ¿vemos las mismas transiciones evolutivas al mismo tiempo en otras cuencas?” Será la siguiente pregunta a responder.