Estamos tan acostumbrados a ver nuestros cuerpos y los de los distintos tipos de animales, que sus formas y características nos parecen algo «normal». Pero, ¿por qué nuestras manos tienen cinco dedos y no cuatro o seis? ¿Por qué tenemos sólo dos ojos y no seis u ocho, como las arañas? ¡Con lo bien que nos vendrían para ver lo que ocurre a nuestras espaldas! O, ya puestos, ¿por qué no tenemos alas? ¿A quién no le gustaría poder volar? Lo hacemos a menudo en sueños. Eso sí, al menos yo, sin alas, plumas ni pico.
Y hablando de picos, me pregunto ¿por qué tienen pico las aves? Como el cuervo cuya imagen encabeza este artículo, con unos dientes y colmillos típicamente reptilianos. Sería un candidato ideal para uno de aquellos gabinetes de curiosidades y monstruosidades que dieron lugar a algunos de los museos de historia natural más importantes del mundo. Lo cierto es que el pajarraco este resulta espeluznante. ¿Se imaginan una bandada de estos bichos descendiendo en picado desde el cielo en nuestra persecución, como si se tratase de una horda de caimanes voladores?
Por suerte se trata de una quimera, de una ilusión fotográfica. Pero lo cierto es que, aunque la evolución no tomó este camino, podría haberlo hecho sin problema. A fin de cuentas las aves son el único tipo de dinosaurio que sobrevivió a la extinción masiva de hace 66 millones de años. Son dinosaurios. Y los dinosaurios, una de las ramas que surgieron por evolución a partir de los reptiles, tenían dientes. Entonces, ¿cómo es que las aves no los tienen? (salvo el hoatzin sudamericano, cuyas crías tienen un pequeño diente que utilizan para ayudarse a salir del huevo, y que pierden posteriormente). ¿Y cuándo y por qué desarrollaron un pico?
Bueno, en lo relativo al pico quizás partamos de una premisa incorrecta: la de que los dinosaurios no tenían pico. Lo cierto es que bastantes de ellos lo tenían. Aunque era diferente al de las aves, es cierto: era mucho más pequeño y ocupaba una reducida zona en la parte delantera del hocico. Pero de lo que sí disponían los dinosaurios era de dientes, algo de lo que, con la ya comentada excepción del hoatzin, carecen las aves. Así pues, en algún momento, los antecesores de las modernas aves hubieron de perder los dientes, y les hubo de crecer el pico. De hecho, una serie de experimentos realizados en la década de 1980, demostraron que sería posible hacer que les creciesen dientes a las aves modernas estimulando el tejido de su mandíbula con las moléculas adecuadas.
Algunas de las aves más antiguas que se conocen, como el Archaeopteryx (de hace 150 millones de años) y el Sapeornis (hace 125 millones de años) seguían teniendo dientes, muy similares a los de los reptiles; y a la vez tenían ya un pico similar a la de las modernas aves. Sin embargo, otras aves coétaneas del Sapeornis, como el Confuciusornis (hace 120 m.a.) habían perdido ya todos sus dientes.
Los genes implicados
Según un estudio publicado en 2017 por un grupo de científicos liderados por Shuo Wang de la Universidad Normal de Pekín algunos dinosaurios, aunque nacían con dientes, los iban perdiendo a medida que envejecían, a la vez que les brotaba un pequeño pico. Un ejemplo de ello se ha encontrado en los fósiles de un dinosaurio terópodo, el Limusaurus (161-157 ma), que estaba estrechamente relacionado con los antepasados de las aves. Pero también en la ya mencionada Sapeornis, una de las primeras aves conocidas: de jóvenes tenían dientes a lo largo de toda la mandíbula, pero al llegar a la edad adulta habían perdido los dientes delanteros. Con el tiempo, este proceso evolutivo tuvo lugar cada vez más temprano hasta que finalmente las aves emergieron de sus huevos con un pico totalmente formado.
Wang y sus colegas argumentan que los mecanismos que inducen el crecimiento del pico suprimen la formación de dientes; un argumento respaldado por estudios genéticos, que demuestran que el gen BMP4 controla ambas funciones en las aves modernas. Así que, teniendo esto en cuenta, Wang y sus colegas se preguntaron si este proceso no habría tenido lugar, además de en las aves, en otras especies desdentadas, como algunos peces, ranas, pangolines, ballenas y tortugas. Tras analizar todos estos casos, llegaron a la conclusión de que, en todos ellas, la pérdida de los dientes se encontraba asociada con su reemplazo por un pico de queratina.
La ventaja evolutiva
Pero ¿qué motivó que este cambio evolutivo tuviese lugar? ¿Qué ventaja evolutiva supuso la pérdida de los dientes y su sustitución por un pico?
Algunos científicos, entre ellos Tzu-Ruei Yang y P. Martin Sander sugieren que la causa se encuentra en que el desarrollo de los dientes en los embriones ralentiza el desarrollo embrionario; y que, por tanto, la desaparición progresiva de los dientes en los embriones facilitó en algunas especies un período de incubación más corto y con ello una menor exposición de los huevos a los depredadores y, lógicamente, una mayor tasa de supervivencia de los que tenían menos dientes o dientes menos desarrollados. Los datos sobre los períodos de incubación de los dinosaurios están disponibles a partir de una muestra cada vez mayor de embriones conservados en diferentes etapas de desarrollo. Se encuentran entre los 3 y los 6 meses, (un período típico de los reptiles modernos), lo que hace pensar a algunos científicos que todos los dinosaurios dentados tendrían un período de incubación lento, típico de los reptiles. Esto es consistente con que la mayoría de los dinosaurios construían nidos parecidos a los de los reptiles, enterrando los huevos y prestándoles poca atención (solo en la rama que conduce a los tiranosaurios hay evidencia de nidos al aire libre y crianza).
Si comparamos estos tiempos de incubación con los de las aves modernas, podemos apreciar la gran diferencia. Se cumple además, en general, que cuanto más grande el pájaro más tiempo de incubación necesitan sus huevos:
- Canarios: 13 días
- Palomas: 16-19 días
- Gallinas : 21 días
- Faisanes: 22-26 días
- Pavos y patos: 28 días
- Gansos: 29-33 días
- Cisnes: 35 días
- Pingüino emperador: 64 a 67 días
- Albatros errante y kiwi castaño: 85 días
- Avestruces: 42 días (la excepción confirma la regla)
Otros postulan que la razón evolutiva que llevó a la pérdida de los dientes y su sustitución por un pico se encuentra en dos factores ecológicos: la adquisición de alimentos y el vuelo. De ahí que se produjese una diversificación de las formas de los picos de las aves tras la extinción masiva a finales del Cretácico hace unos 66 m.a.
Otros animales sin dientes
En cualquier caso, parece que el edentulismo (la pérdida de los dientes) y su reemplazo por un pico fue un fenómeno evolutivo que surgió en más de una ocasión, en líneas evolutivas diferentes, que no fue un «invento» único, ya que no es exclusivo de las aves. Este fenómeno se denomina convergencia evolutiva. Veamos algunos ejemplos:
- Los monotremas, es decir, los ornitorrincos y los equidnas (la palabra monotrema significa ‘un solo orificio’, ya que estos mamíferos tienen cloaca, una abertura donde confluyen los tractos digestivo, urinario y reproductor (al igual que las aves, anfibios, reptiles, algunos peces y marsupiales). Los ornitorrincos nacen con dientes, pero se les caen a una edad muy temprana, dejando unas placas córneas con las que muelen la comida. Los equidnas, por su parte, carecen de dientes, y trituran la comida con unas espinas córneas situadas en el paladar al final de la boca. A pesar de ser mamíferos, los monotremas ponen huevos y su tiempo de incubación es de 10 días.
- Los quelonios, es decir, las tortugas. Tienen un período de incubación de 42 a 112 días.
- Los cefalópodos, (pulpos, calamares, sepias y nautilos) tienen una estructura característica conocida como pico de loro y, en general, carecen de dientes. Y digo «en general» porque algunos cefalópodos, como los pulpos tienen una estructura pequeña localizada en la base de la boca llamada rádula, especializada en raspar el alimento; está constituida por una cinta en la que se encuentran un número variable de hileras longitudinales de pequeños dientes de composición mayormente quitinosa. Además, algunas especies tienen unos diminutos dientes en la punta de la papila salival (utilizan una enzima de su saliva tóxica para disolver el carbonato de calcio de la concha de los moluscos de los que se alimentan). El tiempo de incubación, en este caso, es de lo más variados. Incluso dentro de los pulpos, dependiendo de la especie de que se trate, varía entre 1 y 53 meses (el período de gestación más largo del mundo animal). Los calamares tardan alrededor de mes y medio en salir del huevo y las sepias unos dos meses y medio. El de los nautilos es de alrededor de un año.
Demos gracias a la evolución porque las aves hayan perdido los dientes. De no ser así, las fantasías de la escritora británica Daphne du Maurier en su novela corta Los pájaros, llevada magistralmente al cine por Alfred Hitchcock, se habrían quedado muy muy cortas.
Este artículo NO forma parte del libro
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«En estas páginas podrán ustedes sumergirse en las salas de los museos con la curiosidad de una niña y la sorpresa de un adulto. Después de leerlo, estoy convencido de que querrán volver a visitarnos, para escudriñar de nuevo las vitrinas y comprobar que el mejor modo de aprender es dejar que vuele la imaginación.
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Santiago Merino Rodríguez
Director del Museo Nacional de Ciencias Naturales – CSIC
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