El tamaño de los oídos revela cuándo aparecieron los animales de sangre caliente

Uno de los grandes misterios de la paleontología es datar con precisión cuándo apareció la sangre caliente, un rasgo que comparten mamíferos y aves que les ha permitido habitar climas gélidos y realizar largas migraciones. A diferencia de los reptiles o anfibios, el metabolismo de los mamíferos -salvo contadas excepciones- permite mantener una temperatura interna más elevada y no depender de factores externos como el Sol para calentarse. Esta característica es una ventaja significativa para interactuar con el entorno independientemente de su temperatura, lo que pudo ser una de las claves para que sobrevivieran a la gran extinción causada por el meteorito que supuso el final del Cretácico hace 66 millones de años.

Sin embargo, nuevos estudios sugieren que no podemos achacar la supervivencia de los mamíferos exclusivamente a la presencia de sangre caliente, ya que actualmente está cobrando fuerza la hipótesis de que ciertos dinosaurios podrían ser mesotérmicos, es decir, que podrían regular parcialmente su temperatura. Ahora bien, a partir de restos parciales y petrificados de aquellos animales es extremadamente complejo saber cómo eran sus características fisiológicas, bien fuese en su exterior con la presencia o ausencia de plumas o en su interior con la presencia de sangre caliente. Por ello, los paleontólogos tratan de responder a estas preguntas utilizando métodos indirectos como la anatomía comparada.

Los oídos y el calor corporal

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 ha enfocado este estudio de una forma novedosa: calculando la capacidad de movimiento del líquido en los oídos internos. Para ello, han comparado el tamaño de los componentes de los oídos de 341 animales, en los que han incluido 243 especies vivas y 64 extintas. Romain David, investigador postdoctoral del Museo de Historia Natural y uno de los autores principales del estudio afirmaba: “Hasta ahora, los canales semicirculares se utilizaban generalmente para predecir la locomoción de los organismos fósiles. Sin embargo, al observar cuidadosamente su biomecánica, nos dimos cuenta de que también podíamos utilizarlos para inferir la temperatura corporal”.

Viscosidad y calor

La temperatura cambia la viscosidad de los líquidos. Esto es fácil de visualizar con un gesto más o menos cotidiano como es encender una vela. Al principio, la cera está sólida y va volviéndose líquida y fluida según se calienta. Al apagar la llama, la temperatura baja y esta cera fluida se va volviendo más y más espesa hasta que solidifica de nuevo.

En el líquido de los oídos de los animales sucede lo mismo solo que sin que llegue a solidificarse completamente. En los animales de sangre fría este líquido no se calienta tanto y, por tanto, será más espeso y necesitará espacios más amplios para circular, mientras que el de los animales de sangre caliente es más fluido, por lo que nuestros canales semicirculares no necesitan ser tan grandes. Estas adaptaciones morfológicas aparecen durante la transición a la endotermia para mantener un rendimiento óptimo del funcionamiento de los oídos, y es posible rastrearlas en los ancestros de los mamíferos.

A palabras científicas, oídos fósiles

Gracias al estudio comparativo de las estructuras halladas en los fósiles, los investigadores llegaron a la conclusión de que los antepasados de los mamíferos desarrollaron estructuras del oído interno compatibles con los animales de sangre caliente hace aproximadamente 233 millones de años, es decir, casi 20 millones de años más tarde de lo que se creía anteriormente. El registro fósil también muestra que estos cambios aparecieron más o menos al mismo tiempo que los proto-mamíferos empezaron a desarrollar bigotes, pelaje y espinas dorsales especializadas.

Estas conclusiones son coherentes con cómo entendemos la evolución en la actualidad, ya que la aparición de ciertas características suelen ser coetáneas porque la ventaja evolutiva viene dada por el conjunto, no por una característica por separado. En este caso, el pelaje es un excelente aislante térmico que permite atrapar el calor corporal generado por el metabolismo, lo que ayuda a mantener el cuerpo a la temperatura que necesita para funcionar correctamente, por ello es lógico que ocurra junto con la aparición de la sangre caliente.

Este estudio es muy prometedor porque, como indica Angielczyk, conservador de Paleomamalogía del Museo Field: “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 apareció por primera vez, pero generalmente los resultados obtenidos ofrecen respuestas vagas o contradictorias”. La diferencia con los métodos anteriores radica en que este ha sido validado utilizando un gran número de especies modernas, y sugiere que la endotermia evolucionó en un momento en el que muchas otras características corporales de los mamíferos también se encontraban en formación, por lo que los resultados son más robustos.

QUE NO TE LA CUELEN

• A pesar de que la mayoría de los mamíferos y aves cumplen con las características de “animales de sangre caliente”, algunos murciélagos y pájaros cambian su metabolismo cuando duermen y disminuyen su temperatura corporal. Es debido a esto que se acuñó el término heterotermia.
• El pez espada y algunos tiburones tienen mecanismos circulatorios que mantienen su cerebro y sus ojos por encima de la temperatura ambiente lo que les permite aumentar su capacidad para detectar y reaccionar ante las presas. El atún, por otra parte, utiliza también algunos sistemas para aumentar su temperatura corporal y así poder nadar a altas velocidades durante más tiempo.

REFERENCIAS (MLA)

• Inner ear biomechanics reveals the Late Triassic origin of mammalian endothermy http://dx.doi.org/10.1038/s41586-022-04963-z