Los mamíferos y las aves de hoy disfrutan de muchos beneficios al poder generar su propio calor corporal. Los animales de sangre caliente tienen tasas metabólicas más altas que les permiten ser más activos que los animales que dependen de su entorno para calentarse. Pueden viajar rápido, realizar largas migraciones y vivir en terrenos fríos.
Ahora, un informe Publicado hoy en el interior la naturaleza Los mamíferos arrojan nueva luz sobre el enigma de larga data de cuándo evolucionó este rasgo vital. Para ayudar a desentrañar el misterio metabólico, el equipo de paleontólogos tocó una parte sorprendente de la anatomía: el oído interno, cuya forma se ve afectada por la temperatura corporal del animal. El equipo examinó los oídos internos de especies fósiles y modernas y planteó la hipótesis de que la sangre caliente, o endotermia, apareció en el grupo en el período Triásico tardío, unos 233 millones de años antes de la evolución de los primeros mamíferos verdaderos.
“Cuando los mamíferos y sus ancestros se volvieron endotérmicos ha sido durante mucho tiempo uno de los misterios sin resolver de la paleontología; Es una característica distintiva de los mamíferos y está entretejida en muchos aspectos de nuestra fisiología y biología», dijo Kenneth D., curador de mamíferos fósiles en el Museo Field de Historia Natural de Chicago. angelical dice «Pudimos señalar cuándo la endotermia al estilo de los mamíferos evolucionó de manera mucho más precisa y con mucha más precisión de lo que era posible anteriormente».
Las estimaciones previas de cuándo surgió la endotermia han variado ampliamente y se basan en evidencia fósil de muchos rasgos de animales de sangre caliente, como el crecimiento rápido o la actividad nocturna. Sin embargo, estas características no son necesariamente «indicadores exclusivos» de endotermia, dijo Angielgic. Por ejemplo, la capacidad de mantener la temperatura corporal central puede permitir que un animal viva Activo por la nocheCuando tomar el sol no es una opción, los climas cálidos albergan muchos reptiles y anfibios nocturnos.
«Creemos que la adaptación específica del oído interno de los mamíferos, es decir, una parte del oído llamada sistema de canales semicirculares, proporciona una respuesta más definitiva», dijo el paleontólogo Ricardo Araujo, del Instituto de Plasma y Fusión Nuclear de la Universidad de Lisboa. Portugal y otros asistentes en la búsqueda.
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los canal semicircular Una serie de tubos en espiral llenos de un fluido que ayuda a un animal a rastrear los movimientos de su cabeza y su posición espacial, lo cual es crucial para la navegación, el equilibrio y la coordinación motora. El líquido en este canal circula a temperatura corporal cálida. Esto significa que, para mantener el movimiento y el equilibrio regulares, los canales semicirculares de los animales de cuerpo caliente deben tener una forma y un tamaño específicos diferentes para ese fluido suelto y delgado, en comparación con los animales con temperaturas corporales más frías y un oído interno más espeso.
«La sintonización del sistema del oído interno debe optimizarse muy bien de acuerdo con la temperatura a la que se va a exponer el sistema», dice Araujo. “Si necesitas correr [from a predator] Y tu sistema de oído interno no sabe dónde está tu cabeza, así que mueres, te comen».
Los canales ajustados para temperaturas más cálidas sugieren que el dueño de su animal puede generar su propio calor interno. Al observar la forma y el tamaño relativo del oído interno, dicen los investigadores, es posible predecir si un animal era de sangre fría o caliente.
Romain David y Ricardo Araujo
Armado con esta información, el equipo de investigación buscó investigar los orígenes de la endotermia en los mamíferos mediante el examen de tomografías computarizadas del oído interno de cráneos fósiles y modernos. El análisis incluyó 341 especies, incluidos 234 mamíferos, reptiles, aves y anfibios modernos, así como 64 especies prehistóricas. familiar cercano Primeros mamíferos.
El equipo observó que los primeros ancestros de los mamíferos tenían canales semicirculares largos y gruesos, similares a los reptiles y anfibios modernos de sangre fría. En contraste, los mamíferos modernos de sangre caliente tenían canales mucho más delgados que eran más pequeños que el tamaño de su cuerpo.
Cuando el equipo usó estas medidas del oído interno para calcular la temperatura corporal de los animales, descubrió que sus estimaciones para las especies modernas eran muy similares a los datos de temperatura corporal publicados. Con base en sus estimaciones de temperatura corporal para animales extintos, el equipo concluyó que la transición de sangre caliente ocurrió en el período de 1 millón de años antes de que aparecieran los primeros mamíferos verdaderos, hace unos 200 millones de años. «El ritmo de evolución de la endotermia fue sorprendentemente rápido, geológicamente hablando», dijo Araujo.
La sangre caliente surgió durante la fase pluvial de Carnian, un período de inestabilidad climática caracterizado por temperaturas cálidas y fuertes lluvias. Ser capaz de mantener una temperatura corporal estable ayudó a los ancestros de los mamíferos a hacer frente a los altibajos de su entorno, dijo Angielczyk.
Los autores del estudio sospechan que el origen de la endotermia en los mamíferos está relacionado con cambios genéticos que dan como resultado un proceso fisiológico que permite que el animal se convierta en «una fábrica que constantemente bombea calor», y la evolución del pelaje para proteger ese preciado calor de disiparse. . Araujo explica el aire circundante.
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La nueva técnica es más precisa para evaluar grupos de animales que para predecir la temperatura corporal de especies individuales. La identificación definitiva de especies específicas de sangre fría o caliente proporcionaría una línea de tiempo más precisa, reconoció Angelcic. Para investigaciones futuras, él y su equipo planean expandir su técnica a más animales extintos. «Sería interesante hacer más muestreos, especialmente en torno al origen de los mamíferos», dijo Angielczyk, y «aplicar este enfoque a otros animales en el registro fósil».
Roger Seymour, fisiólogo evolutivo de la Universidad de Adelaide en Australia, que no participó en el estudio, dijo que los científicos han debatido cómo los mamíferos se volvieron de sangre caliente durante al menos 60 años. Los nuevos hallazgos pueden ayudar a que la conversación avance.
«La cantidad de trabajo involucrada en obtener los datos y analizarlos es enorme», dijo Seymour en un correo electrónico. «El conjunto de datos es muy valioso».
Ahí está Seymour y su equipo. previamente sugerido Esa alta tasa metabólica también evolucionó en el ancestro compartido de aves y mamíferos hace unos 300 millones de años. Se necesitarán más pruebas, dijo, para demostrar que los cambios fisiológicos en los canales semicirculares informados en el nuevo artículo coinciden con el inicio de la endotermia en toda regla, en lugar de ocurrir más tarde.
Vincular la estructura del oído interno a la endotermia fue «una revelación», dice Seymour. «Este documento es sin duda un nuevo enfoque a la cuestión del origen de la endotermia en el linaje de los mamíferos».
