¿Por qué la primera pluma fósil de dinosaurio provocó décadas de debates?

Un nuevo análisis presenta los mejores argumentos hasta la fecha de que la pluma del Jurásico perteneció al icónico dinosaurio Archaeopteryx.

Thursday, October 1, 2020,
Por Michael Greshko
Pluma fósil de Archaeopteryx

Esta pluma de 150 millones de años, la primera descubierta, se encontró en una cantera de caliza en Alemania en 1861. Ahora, una investigación laboriosa aporta evidencias fulminantes de tres cuestiones polémicas sobre la pluma: que pertenece al dinosaurio Archaeopteryx, que es un tipo de pluma del ala denominada cobertera primaria y que su color original era negro mate.

Fotografía de MUSEUM FÜR NATURKUNDE BERLIN

Desde su aparición en una cantera de caliza alemana en 1861, la primera pluma fosilizada que se ha identificado ha sido un icono de la paleontología: por un lado, era muy similar a las plumas de las aves modernas, pero por el otro estaba sepultada en una roca antigua.

La pluma de 150 millones de años fue el primer fósil vinculado al Archaeopteryx lithographica, nombre otorgado a un dinosaurio con plumas hallado en unas rocas cercanas. La mezcla de rasgos de ave y dinosaurio en este animal antiguo del tamaño de un cuervo eran un ejemplo de transición evolutiva, lo que respalda las teorías de Charles Darwin.

En la actualidad, la pluma que lo empezó todo es sin duda el fósil más famoso de su tipo. Pero también es el más polémico: un estudio de 2019 sugiere que no pertenecía al Archaeopteryx.

La cuestión no es si el Archaeopteryx tenía plumas: muchos de los 13 esqueletos que se han descubierto preservan las improntas de las plumas. Más bien, la cuestión es si esta pluma icónica —que aportó evidencias preliminares de la profunda historia evolutiva de las aves modernas— perteneció realmente al Archaeopteryx.

Ahora, un equipo de investigadores dirigido por el explorador de National Geographic Ryan Carney ha expuesto el que, según ellos, es el conjunto de argumentos más completo a favor de que la pluma perteneció al Archaeopteryx.

«Este estudio erróneo [de 2019] se propagó no solo por la literatura, sino también la cultura popular», explica Carney, paleontólogo y científico digital de la Universidad del Sur de Florida. «Para mí significa mucho aclarar las cosas».

La pluma del Jurásico era del ala izquierda del dinosaurio volador Archaeopteryx, reconstruido en 3D en esta imagen.

Fotografía de Ryan Carney

Estudios contradictorios

El nuevo estudio, publicado en Scientific Reports en el 159º aniversario del hallazgo de la pluma fosilizada, es el último intento de Carney de comprender al Archaeopteryx, desde cómo se movía hasta su aspecto.

El animal ha cautivado a Carney desde que era niño. En la universidad, aprendió expresamente a crear modelos en 3D para reconstruir al Archaeopteryx e incorporó la pluma en su proyecto final: un vídeo musical para su banda de rock. En el 150º aniversario del fósil, Carney se lo tatuó en el brazo. El amor de Carney por el Archaeopteryx lo ha transformado en una especie de experto en la criatura.

En 2012, Carney —entonces alumno de posgrado de la Universidad de Brown— dirigió un estudio de la pluma fósil para discernir tanto su color como el lugar específico que ocupaba en el ala del Archaeopteryx. Descubrió que lo más plausible era que la pluma formaba parte de la superficie superior del ala izquierda del Archaeopteryx, donde habría servido de apoyo para una pluma de vuelo primaria. El equipo también analizó la pluma bajo microscopios de alta potencia y encontró pigmentos fosilizados que sugerían que era de color negro.

Desde entonces han aparecido varios estudios que han explorado el color y la identidad de la pluma. Un estudio de 2013 había sugerido que la pluma era mitad negra, mitad blanca, mientras que otro estudio de 2014 argumentaba que, en realidad, los «pigmentos» de la pluma eran microbios fosilizados. Con todo, el análisis más desconcertante llegó en 2019, cuando un equipo dirigido por Thomas Kaye, director de la Fundación para el Avance de la Ciencia de Estados Unidos, y Michael Pittman, paleontólogo de la Universidad de Hong Kong, sembró dudas sobre los vínculos de la pluma con el Archaeopteryx.

Con un microscopio electrónico de barrido, los investigadores analizaron los pigmentos fosilizados denominados melanosomas y determinaron que la pluma no era blanca y negra, como sostenía un estudio previo, sino negra mate con una punta más oscura. El investigador Ryan Carney se tatuó la pluma en el brazo (a la derecha).

Fotografía de MUSEUM FÜR NATURKUNDE BERLIN, IZQUIERDA, Y RYAN CARNEY

El estudio de 2019 empleó técnicas de imagen por láser para observar un tenue «halo» químico sobre el fósil que correspondería al cálamo de la pluma. Aunque el cálamo era visible en la década de 1860 y se incluyó en los dibujos del fósil de entonces, el desgaste del espécimen hizo que este rasgo se difuminara.

Asimismo, los autores del estudio dibujaron la «línea central» de la pluma, la curva que dibujan el cálamo y el cañón cubierto de barbas. Descubrieron que tenía una forma distinta a las de una muestra de plumas de aves modernas similares al tipo que identificó el equipo de Carney en 2012.

Los autores del estudio alegaron que, si la pluma fosilizada no pertenecía al mismo grupo que esas plumas, podría no haber encajado en el ala del Archaeopteryx. Más bien, podría haber pertenecido a un tipo de dinosaurio con plumas totalmente diferente.

Trazando la curva

Ahora, Carney y sus colegas han repetido el análisis realizado en 2019 y han llegado a la conclusión opuesta.

El equipo de Carney expandió el conjunto de plumas modernas comparativas del estudio de 2019 para explicar el hecho de que la forma de la pluma varía mucho en el ala un ave cualquiera y de una especie a otra. Los investigadores también reconstruyeron la línea central de la pluma fosilizada y obtuvieron una menos curvada que la del estudio de 2019. La nueva línea central se inscribe dentro del conjunto ampliado de formas de plumas, lo que respalda la idea de que podría haber estado en el ala del Archaeopteryx.

Para aportar más pruebas del vínculo de la pluma con su supuesto dueño, Carney examinó el único fósil conocido de Archaeopteryx que preserva improntas de las superficies superiores de las alas. El fósil demuestra que una pluma del tamaño y la forma del fósil misterioso habría encajado en el plumaje del ala.

El espécimen de Archaeopteryx de Altmühl incluye improntas de las plumas de los animales.

Fotografía de Helmut Tischlinger

Cuando el equipo colocó un escáner de la pluma aislada en su hipotética ubicación en el ala, su forma y tamaño encajaba a la perfección en las coberteras primarias.

Fotografía de HELMUT TISCHLINGER (FÓSIL) AND RYAN CARNEY (PLUMA)

Asimismo, ese fósil también preserva restos de las barbas de la pluma, que sobresalen del cañón casi en el mismo ángulo que las de la pluma fosilizada. «Me quedé asombrado por lo similares que eran», afirma Carney.

El equipo también revisó los mapas de los lugares donde habían hallado fósiles de Archaeopteryx. Todos los esqueletos conocidos se encontraron en canteras de caliza de la región de Solnhofen, en el sur de Alemania, en un área de unos 64 kilómetros de diámetro. El lugar donde se descubrió la pluma fosilizada se encuentra a menos de 2,4 kilómetros de los yacimientos donde encontraron cuatro de los 13 fósiles de Archaeopteryx. Es más, los cinco fósiles se fosilizaron con unos 165 000 años de diferencia. Es un abrir y cerrar de ojos en tiempo geológico, sobre todo porque algunas especies de dinosaurios con plumas persistieron durante millones de años en la actual China.

«Yo creo que ese [mapa] fue como ¡pum! Caso cerrado. Porque no hay otros dinosaurios de la región que tuvieran plumas de vuelo muy avanzadas, que son el tipo de plumas más avanzado en el cuerpo de las aves y los dinosaurios», afirma Carney.

Un mapa del distrito de canteras de Alemania donde se han hallado cinco especímenes del Archaeopteryx muestra su proximidad al lugar donde se encontró la pluma.

Fotografía de Peter Wellnhofer, de Archaeopteryx: The Icon of Evolution, 2009

Aunque Carney no está de acuerdo con el trazado del cálamo del estudio de 2019, Pittman dice que no está de acuerdo con el trazado del nuevo estudio y, por consiguiente, con los análisis posteriores. Compara el cálamo y el cañón de la pluma con una pértiga. incluso los cambios ínfimos en el ángulo de su base provocarán grandes cambios en su curvatura general, sobre todo en la punta más distante.

«No es razonable que hagamos comentarios sobre los análisis posteriores, porque si ese posicionamiento es incorrecto, si se miden otras características, entonces lo demás va a estar sujeto a error», afirma.

Pittman dice que sus coautores y él están redactando una respuesta al estudio de Carney. El propio trabajo de respuesta de Carney nos indica que los nuevos resultados no serán la última palabra.

Pero ahora que Carney está seguro de que la pluma fosilizada pertenece al Archaeopteryx, ha centrado su atención en descubrir cómo se habría usado esa pluma. Para su tesis doctoral en 2016, Carney utilizó modelos informáticos y rayos X de aves y aligátores vivos para sugerir que el Archaeopteryx podría haber movido las alas lo suficiente para volar con su propia potencia. Actualmente, sus alumnos y él están continuando esa labor reconstruyendo cómo podría haber volado el Archaeopteryx y dice que publicarán los resultados completos en algún momento del año que viene.

Carney añade que, a más largo plazo, le interesa reconstruir al Archaeopteryx en carne y hueso: no solo su esqueleto, sino sus músculos, piel e incluso las plumas negras que considera un símbolo personal.

«Quiero que sea perfecto», dice. «Tiene que ser perfecto».

Este artículo se publicó originalmente en inglés en nationalgeographic.com.
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