¿Por qué la primera pluma fósil de dinosaurio de la que se tiene registro ha generado tanta controversia?

Un nuevo análisis plantea el argumento más favorable hasta ahora: la pluma del Jurásico era de un dinosaurio emplumado icónico.

Thursday, October 1, 2020,
Por Michael Greshko
Esta pluma de 150 millones de años, conservada espléndidamente, la primera en descubrirse, se halló en ...

Esta pluma de 150 millones de años, conservada espléndidamente, la primera en descubrirse, se halló en una cantera de caliza en Alemania en 1861. Hoy, una investigación meticulosa proporciona evidencia abrumadora para tres cuestiones controvertidas sobre la pluma: pertenece a un dinosaurio parecido a un ave, Archaeopteryx, un tipo de ave con alas de plumas denominadas cobertoras primarias, y su color original era completamente negro mate.

Fotografía de MUSEUM FÜR NATURKUNDE BERLIN

Desde que apareció en una cantera de caliza alemana en 1861, la primera pluma fosilizada ha sido un ícono de la paleontología: sorprendentemente similar a las plumas de las aves modernas, pero sepultada en rocas antiguas.

Esa pluma de 150 millones de años fue el primer fósil que se le adjudicó al Archaeopteryx lithographica, nombre que hoy se le da a un dinosaurio emplumado hallado en rocas cercanas. Del tamaño de un cuervo, la mezcla de características de ave y dinosaurio del animal ancestral son un ejemplo de transición evolutiva, lo que le da respaldo a las teorías de Charles Drawin.

Hoy, la pluma que comenzó todo es, probablemente, el fósil más famoso de su tipo. Pero también el más controvertido, hasta un estudio de 2019 sugirió que ni siquiera pertenecía al Archaeopteryx.

La pregunta no es si el Archaeopteryx tenía plumas: muchos de los 13 esqueletos que se hallaron con los años preservan las huellas de las plumas. Por el contrario, la pregunta es si esta pluma icónica— que brindó la primera evidencia de la profunda historia evolutiva de las aves modernas— realmente pertenece al Archaeopteryx.

Hoy, los investigadores liderados por el explorador de National Geographic Ryan Carney están estableciendo, lo que dicen, es el caso más integral hasta la fecha y afirman que la pluma pertenece al Archaeopteryx.

“Este erróneo estudio [de 2019] se propagó no solo en la literatura sino también en la cultura popular”, señala Carney, paleontólogo y científico digital de la Universidad de Florida del Sur. “Para mí es muy importante aclarar la situación”.

La pluma jurásica, reconstruida aquí en 3D, pertenece al ala izquierda del dinosaurio volador Archaeopteryx.

Fotografía de Ryan Carney

Plumas erizadas

Este nuevo estudio, publicado en Scientific Reports en el 159° aniversario del descubrimiento de la pluma fósil, no es más que el último esfuerzo de Carney para comprender en su totalidad al Archaeopteryx, desde cómo se movía hasta su aspecto físico.

El animal ha cautivado a Carney desde que era niño. En la universidad, aprendió modelado en 3D expresamente para poder reconstruir al Archaeopteryx, incluso incorporó la pluma en su proyecto de clase final: un video musical para su banda de rock. En el 150° aniversario del fósil, Carney se lo tatuó en su brazo.  Desde ese entonces, la adoración de Carney por el Archaeopteryx lo ha transformado en un experto.

En 2012, Carney— en ese entonces estudiante de posgrado de la Universidad Brown— lideró un estudio de la pluma fósil para discernir tanto su color como su lugar determinado en el ala del Archaeopteryx. Y halló que es muy probable que la pluma haya formado parte de la superficie superior del ala izquierda del Archaeopteryx, donde habría ayudado a asistir a la pluma de vuelo primario. El equipo también observó la pluma con microscopios de gran potencia y descubrió pigmentos fosilizados que sugirieron que la pluma era negra.

Desde ese momento, varios estudios han hurgado y analizado el color y la identidad de la pluma. Un estudio de 2013 había sugerido que la pluma era mitad negra y mitad blanca, mientras que otro estudio de 2014 argumentó que los “pigmentos” de la pluma fósil eran microbios fosilizados. Pero el análisis más escandaloso llegó en 2019, cuando un equipo liderado por Thomas Kaye, director de Foundation for Scientific Advancement con sede en Estados Unidos, y el paleontólogo de la Universidad de Hong Kong Michael Pittman pusieron en duda el vínculo 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, originariamente, negra y blanca como había afirmado otro estudio anterior, sino que era enteramente negra mate con un extremo más oscuro. El investigador Ryan Carney se tatuó la pluma en su brazo (derecha).

Fotografía de IMAGEN COMPUESTA POR CUATRO IMAGENES, MUSEO FÜR NATURKUNDE BERLIN, IZQUIERDA, AND RYAN CARNEY

El estudio de 2019 usó técnicas de imagen láser para ver un “halo” químico débil en el fósil correspondiente al cálamo de la pluma. Aunque el cálamo fue visible en la década de 1860 e incluido en dibujos del fósil en ese momento, el desgaste del espécimen provocó que la característica desaparezca de la vista.

Asimismo, los autores del estudio dibujaron la “línea central” de la pluma, la curva trazada por el cálamo inferior pelado y el cañón cubierto de barbas. Hallaron que su forma era diferente de aquella en una muestra de las plumas de las aves modernas y similar al tipo que identificó el equipo de Carney en 2012.

Los autores del estudio argumentaron que, si la pluma fósil no pertenecía entre aquellas plumas, tal vez no haya pertenecido al Archaeopteryx. Por el contrario, tal vez haya pertenecido a un tipo de dinosaurio emplumado totalmente diferente.

Trazando la curva

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

El equipo de Carney expandió la serie de plumas de ave para comparación del estudio de 2019 con el fin de considerar mejor el hecho de que la forma de la pluma varía en un ave determinada y de especie en especie. Los investigadores también desandaron la línea central de la pluma fósil y obtuvieron una con menos curva de la que obtuvo el estudio de 2019. La nueva línea central cae dentro de la serie de formas de plumas expandida, y respalda la idea de que esta pluma podría haber pertenecido al ala del Archaeopteryx.

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)

Para probar aún más la relación entre la pluma y su presunto dueño, Carney examinó el único fósil de Archaeopteryx que conserva impresiones de las superficies superiores de las alas. El fósil muestra que una pluma del tamaño y la forma del misterioso fósil podría haber pertenecido al plumaje del ala.

Además, dicho fósil también conserva restos de las barbas ramificadas de las plumas, que estaban pegadas al cañón casi al mismo ángulo que las de la pluma fósil. “Me sorprendía que fuesen tan similares”, cuenta Carney.

El equipo también revisó los mapas de los lugares donde encontraron los restos fósiles de Archaeopteryx. Todos los esqueletos conocidos fueron hallados en canteras de caliza en la región Solnhofen del sur de Alemania, dentro de un área de 64,3 kilómetros de ancho. El sitio de descubrimiento de la pluma fósil está a menos de 2,4 kilómetros de los sitios de cuatro de los 13 fósiles de Archaeopteryx. Asimismo, los cinco fósiles se fosilizaron dentro de, aproximadamente, 165.000 años uno de otro. 
Eso es un abrir y cerrar de ojos geológico, especialmente dado que algunas especies de dinosaurios emplumados, en lo que es hoy China, persistieron por millones de años.

“Para mí, ese [mapa] era como bum, caso cerrado, porque no hay otros dinosaurios en esa región que tuvieran... plumas de vuelo tan avanzadas, que son el tipo de plumas más avanzado en el cuerpo de un ave y un dinosaurio” explica Carney.

Un mapa de la región de canteras en Alemania donde cinco especímenes de Archaeopteryx han sido encontrados muestra su proximidad con el sitio de dónde provino la pluma.

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

Aunque Carney no está de acuerdo con el estudio de 2019 sobre el trazado del cálamo, Pittman dice que está en desacuerdo con el trazado del nuevo estudio y, consecuentemente, con todos los análisis que le siguen. Compara el cálamo y el cañón de la pluma con una pértiga: cualquier pequeño cambio en el ángulo de su base provocará cambios mayores en su curvatura general, en especial en su extremo más distante.

“No es verdaderamente razonable que comentemos sobre el análisis posterior porque, si ese posicionamiento es erróneo, si estás midiendo otras características, entonces las otras cosas estarán sujetas a error”, señala.

Pittman indica que, con sus coautores, están redactando una respuesta para el estudio de Carney. Y si la propia respuesta de Carney es un indicador, los nuevos resultados no tienen, de ninguna manera, la última palabra.

Pero ahora que Carney ha quedado satisfecho con el hecho de que esa pluma fósil pertenece al Archaeopteryx, está desviando su atención a cómo la pluma se habría usado. 

En su tesis doctoral de 2016, Carney utilizó modelos de computación y rayos X de aves y caimanes vivientes para sugerir que el Archaeopteryx podría haber batido sus alas lo suficiente como para volar por su propia potencia. Actualmente, junto a sus estudiantes, está continuando ese trabajo al reconstruir cómo podría haber volado el Archaeopteryx y dice que los resultados completos deberían estar listos para su publicación en algún momento del año que viene.

Carney agrega que, en un plazo mayor, está interesado en reconstruir más la carne y los huesos del Archaeopteryx: no solo su esqueleto, sino sus músculos, su piel y hasta sus plumas negras intensas que ha tomado como símbolo personal.

“Quiero que sea perfecto”, afirma. “Necesito que sea impecable”.

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