Evolución de la sangre caliente

 

Estudios revelan el posible origen de la sangre caliente en mamíferos y aves.
Foto de Jürgen Bierlein de Pixabay

El tamaño de los canales auditivos de los ancestros de los mamíferos revela cuándo evolucionó la sangre caliente.  Las temperaturas corporales más altas iban de la mano con un "líquido del oído" más fluido y canales auditivos más estrechos.

Una de las cosas que hace que los mamíferos sean mamíferos es que somos de sangre caliente: nuestros cuerpos tienen metabolismos elevados que mantienen nuestra temperatura interna independientemente de nuestro entorno, a diferencia de los animales de sangre fría, como los lagartos, que tienen que tomar el sol. Entre los animales actuales, sólo los mamíferos y las aves son de sangre caliente, y nuestra capacidad para mantenernos calientes ha permitido a los mamíferos sobrevivir en climas helados y realizar largas migraciones. Pero ha sido un misterio exactamente cuándo los mamíferos desarrollaron sus metabolismos elevados. En un nuevo estudio publicado en Nature, los científicos apuntan a una fuente poco probable para determinar cuándo los antiguos ancestros de los mamíferos se volvieron de sangre caliente: el tamaño de las diminutas estructuras en sus oídos internos.

 Es difícil saber si un animal fósil era de sangre caliente: no podemos tomar la temperatura de una criatura que vivió hace cientos de millones de años, y sólo podemos adivinar si su comportamiento coincidía con un metabolismo activo de sangre caliente o uno más lento a sangre fría. Pero un equipo de investigadores dirigido por el Museo de Historia Natural de Londres, el Instituto Superior Técnico de la Universidad de Lisboa y el Museo Field de Chicago se dio cuenta de que las orejas de los animales proporcionan una pista indirecta sobre la temperatura de su cuerpo.

Todos los oídos de los animales vertebrados contienen pequeños canales llenos de líquido que nos ayudan a mantener el equilibrio. La viscosidad, o fluidez, de ese fluido cambia según la temperatura, y nuestro oído interno ha evolucionado en diferentes tamaños para que pueda fluir correctamente. El líquido del oído de los animales de sangre fría es más frío y espeso, por lo que necesita espacios más amplios para viajar, mientras que los animales de sangre caliente tienen un líquido del oído más fluido, por lo que nuestros canales semicirculares no necesitan ser tan grandes.

 “Hasta ahora, los canales semicirculares se usaban generalmente para predecir la locomoción de organismos fósiles. Sin embargo, al observar detenidamente su biomecánica, pensamos que también podríamos usarlos para inferir la temperatura corporal”, dice Romain David, investigador postdoctoral en el Museo de Historia Natural y uno de los autores principales del estudio. “Esto se debe a que, como la miel, el fluido contenido dentro de los canales semicirculares se vuelve menos viscoso cuando aumenta la temperatura, lo que afecta su función. Por lo tanto, durante la transición a la endotermia, se requirieron adaptaciones morfológicas para mantener un rendimiento óptimo, y pudimos observarlas en los ancestros de los mamíferos”.

Comparación del tamaño del laberinto óseo en dos ejemplos de ancestros de mamíferos prehistóricos de sangre caliente (izquierda) y sangre fría (derecha).
Fuente: Chicago Field Museum © Romain David y Ricardo Araújo.

Para rastrear estos cambios evolutivos, los investigadores compararon los tamaños de los canales del oído interno de 341 animales, incluidas 243 especies vivas y 64 extintas. Descubrieron que los ancestros de los mamíferos no desarrollaron los tipos de estructuras del oído interno ideales para los animales de sangre caliente hasta hace 233 millones de años, casi 20 millones de años después de lo que los científicos habían pensado previamente que había evolucionado la sangre caliente. Y, en base a cuándo aparecieron esos canales semicirculares de diferentes tamaños en el registro fósil, parece que cuando los ancestros de los mamíferos desarrollaron sangre caliente, sucedió mucho más rápido de lo que los científicos habían pensado, casi al mismo tiempo que los proto-mamíferos comenzaron a desarrollar bigotes, pelaje y espinas dorsales especializadas. La evolución del pelaje y la sangre caliente, casi al mismo tiempo, tiene especial sentido pues el pelaje atrapa el calor corporal generado por un metabolismo superior, lo que ayuda a mantener el cuerpo a la temperatura alta que necesita para prosperar.

El autor principal del estudio, Ken Angielczyk, curador MacArthur de Paleomamalogía del Museo Field  dice que “el origen de la endotermia de los mamíferos es uno de los grandes misterios sin resolver de la paleontología. Se han utilizado muchos enfoques diferentes para tratar de predecir cuándo evolucionó por primera vez, pero a menudo han dado resultados vagos o contradictorios”.