Fuertes pero ligeras, hermosas y estructuradas con precisión, las plumas son el apéndice cutáneo más complejo que jamás haya evolucionado en los vertebrados.
A pesar de que los humanos han estado jugando con plumas. desde la prehistoriatodavía hay muchas cosas que no entendemos sobre ellos.
Nuestro nuevo estudio Descubrió que algunos de los primeros animales con plumas también tenían la piel escamosa como los reptiles.
Tras el debut del primer emplumado dinosaurio, Sinosauropteryx primaen 1996una oleada de descubrimientos ha pintado un cuadro cada vez más interesante de la evolución de las plumas.
Ahora sabemos que muchos dinosaurios y sus primos voladores, los pterosaurios, tenia plumas. En el pasado las plumas tenían más formas, por ejemplo, plumas en forma de cinta con puntas expandidas se encontraron en dinosaurios y aves extintas, pero no en aves modernas. Las aves actuales sólo heredan algunos tipos de plumas antiguas.
Los paleobiólogos también han aprendido que las primeras plumas no fueron hechas para volador. Los fósiles de las primeras plumas tenían estructuras simples y distribuciones escasas en el cuerpo, por lo que pueden haber sido para exhibición o detección táctil.
Los fósiles de pterosaurio sugieren que pudieron haber desempeñado un papel papel en la termorregulación y en patrones de color.
Por fascinantes que sean estos fósiles, el plumaje antiguo cuenta sólo una parte de la historia de
evolución de las plumas. El resto de la acción ocurrió en la piel.
La piel de las aves hoy en día es suave y evolucionada por el apoyocontrol, crecimiento y pigmentación de las plumas, a diferencia de la piel escamosa de los reptiles.
Fósiles de piel de dinosaurio son más comunes de lo que crees. Sin embargo, hasta la fecha sólo se han examinado a nivel microscópico unos pocos fósiles de piel de dinosaurio.
Estos estudiospor ejemplo, un estudio de 2018 de cuatro fósiles con piel preservada, mostró que la piel de los primeros pájaros y sus parientes cercanos de los dinosaurios (los celurosaurios) ya se parecía mucho a la piel de los pájaros actuales. La piel de pájaro evolucionó antes de que aparecieran los dinosaurios parecidos a pájaros.
Entonces, para comprender cómo evolucionó la piel de las aves, necesitamos estudiar los dinosaurios que se ramificaron anteriormente en el árbol evolutivo.
Nuestro estudio muestra que al menos algunos dinosaurios emplumados todavía tenían la piel escamosa, como los reptiles actuales. Esta evidencia proviene de un nuevo espécimen de Psitacosaurioun dinosaurio con cuernos como cerdas plumas en su cola.
Psitacosaurio Vivió a principios del período Cretácico (hace unos 130 millones de años), pero su clan, los dinosaurios ornitisquiosdivergió de otros dinosaurios mucho antes, en el período Triásico (hace unos 240 millones de años).
En el nuevo ejemplar, los tejidos blandos quedan ocultos a simple vista. Sin embargo, bajo la luz ultravioleta, la piel escamosa se revela con un brillo amarillo anaranjado. La piel se conserva en el torso y las extremidades, que son partes del cuerpo que no tenían plumas.
Estos colores luminosos provienen de minerales de sílice que se encargan de preservar la piel fósil. Durante la fosilización, los fluidos ricos en sílice impregnaron la piel antes de que se descompusiera, replicando la estructura de la piel con increíble detalle. Se conservan las características anatómicas finas, incluida la epidermis, las células de la piel y los pigmentos de la piel. llamados melanosomas.
Las células de la piel fósiles tienen mucho en común con las células de la piel de los reptiles modernos. Ellos
comparten un tamaño y forma de celda similar y ambos tienen límites celulares fusionados: un
característica conocida sólo en los reptiles modernos.
La distribución del pigmento de la piel fósil es idéntica a la de las escamas de los cocodrilos modernos. La piel fósil, sin embargo, parece relativamente delgada para los estándares de los reptiles. Esto sugiere las escamas fósiles en Psitacosaurio También eran similares en composición a las escamas de los reptiles.
Las escamas de los reptiles son duras y rígidas porque son ricas en un tipo de proteína que forma la piel, la dura proteínas beta córneas. Por el contrario, la suave piel de las aves está compuesta de un tipo diferente de proteína, las queratinas, que son el material estructural clave del cabello, las uñas, las garras, las pezuñas y la capa exterior de la piel.
Para proporcionar protección física, la piel fina y desnuda de Psitacosaurio debe haber estado compuesto de proteínas beta córneas resistentes de estilo reptil. La piel más suave, estilo pájaro, habría sido demasiado frágil sin plumas que la protegieran.
En conjunto, la nueva evidencia fósil indica que Psitacosaurio Tenía piel estilo reptil en áreas donde no tenía plumas. La cola, que conserva plumas en algunos especímeneslamentablemente no conservó plumas ni piel en nuestro ejemplar.
Sin embargo, las plumas de la cola en otros especímenes muestran que algunas características de la piel de las aves ya deben haber evolucionado para mantener las plumas en su lugar. Entonces, nuestro descubrimiento sugiere que los primeros animales emplumados tenían una mezcla de tipos de piel, con piel parecida a la de un pájaro solo en las regiones emplumadas del cuerpo y el resto de la piel todavía escamosa, como en los reptiles modernos.
Este desarrollo zonificado habría asegurado que la piel protegiera al animal contra la abrasión, la deshidratación y los patógenos.
¿Qué sigue?
La siguiente laguna de conocimiento que los científicos deben explorar es la transición evolutiva desde la piel estilo reptil de Psitacosaurio a la piel de otros dinosaurios y pájaros primitivos con más plumas.
También necesitamos más experimentos que estudien la proceso de fosilización sí mismo. Hay muchas cosas que no entendemos acerca de cómo se fosilizan los tejidos blandos, lo que significa que es difícil decir qué características de la piel en un fósil son características biológicas reales y cuáles son simplemente artefactos de fosilización.
Durante los últimos 30 años, el registro fósil ha sorprendido a los científicos con respecto a evolución de las plumas. Los futuros descubrimientos de plumas fósiles pueden ayudarnos a comprender cómo los dinosaurios y sus parientes evolucionaron en el vuelo, el metabolismo de sangre caliente y cómo se comunicaban entre sí.
Zixiao YangInvestigador postdoctoral, Universidad de corcho y María McNamaraProfesor de Paleobiología, Universidad de corcho
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