Perezosos Carnívoros

El Miércoles pasado (octubre 20) fue el Día Internacional de los Perezosos, así que hablemos de uno de mis mamíferos favoritos. Hoy en día, los perezosos son animales adorables y lentos que viven en los árboles. Usan sus garras con curvas para colgarse pasivamente de las ramas. Hay 6 especies vivientes de perezosos que están divididos en los de Dos Dedos y los de Tres Dedos basado en el número de dedos (no en el número de dedos de los pies).

Los perezosos se mueven tan lentamente que crece musgo en su pelaje. Ese musgo es alimento para los perezosos, pero también para una especie de polilla que solamente se alimenta de ese musgo. Su movimiento lento y pelaje con musgo ayuda a los perezosos a camuflarse en los árboles. Y aunque los perezosos no pueden caminar muy bien por el suelo, si pueden nadar, como puede verse en este segmento de Planeta Tierra II de la BBC.

Los perezosos no siempre fueron tan pequeños y lentos. Durante el Pleistoceno (2.58 – 11,700 millones de años atrás), fueron gigantes. El Megatherium, el perezoso terrestre gigante, fue uno de los mamíferos terrestres más grandes que existió y media 6m (20 pies) de largo. Vivió en América del Sur y es considerado un herbívoro, exactamente como sus parientes modernos.

The burrowers | TwilightBeasts
El Megatherium con un auto y una persona. (Imagen de aquí)

Pero, de acuerdo a un [nuevo estudio], no todos los perezosos extinguidos eran sólo hervívoros. El estudio analizó la proporción de isótopos de Nitrógeno en el pelo de los perezosos extinguidos Mylodon and Nothrotheriops y en varios mamíferos existentes. El nitrógeno es un átomo que está presente en diferentes fuentes de comida y en las proteínas que forman nuestros cuerpos. Cuando los animales consumen diferentes alimentos, diferentes tipos de nitrógeno (diferentes isótopos) se usan para hacer las proteínas necesarias. Midiendo la cantidad de diferentes isótopos de nitrógeno en las proteínas nos puede decir que tipo de alimentos estaban comiendo los animales.

Dra. Julia Tejada, la primera autor del estudio, sacando una muestra del Nothrotheriops. El Myolodon era un poco más grande. (Foto por Julia Tejada)

El estudio encontró que los isótopos del Mylodon’s eran más parecidos a los que tienen los omnívoros (animales que comen tanto carne como plantas) de hoy en día y los del Nothrotheriops eran más parecidos a los que tienen los herbívoros (animales que sólo comen plantas) de hoy en día. Es muy interesante ver como nuestras ideas del pasado pueden cambiar con nuevos estudios. Y como las dietas, especialmente la de los animales extinguidos, pueden ser más complicadas de lo que parecen.

Si quieren leer más sobre los perezosos – hagan una búsqueda en el internet para “perezosos y avocados” y van a encontrar información sobre como los perezosos terrestres de gran tamaño propagaron los avocados por América Central.

*Los átomos tienen neutrones, protones, y electrones. Los isótopos son átomos con el mismo número de protones, pero con un número de neutrones diferente. Por ejemplo, un átomo de nitrógeno tiene 7 protones y usualmente 7 neutrones. Un isótopo de nitrógeno tiene 7 protones y 8 neutrones.

Meat Eating Sloths

Last Wednesday (Oct. 20) was International Sloth Day, so let’s talk about one of my favorite mammals. Today, sloths are adorable and slow tree-dwellers. They use their curved claws to passively hang from branches. There are 6 living species of sloths that are divided into Two-Toed and Three-Toed varieties based on the number of fingers (not toes).

Sloths move so slowly that moss can grow on their fur. That moss is eaten not only by the sloths, but also by a type of moth that eats only that moss. Their slow movement and algae covered fur help camouflage them in the trees. And even though sloths are not able to walk on the ground very well, they can swim, as can be seen in this clip from BBC’s Planet Earth II.

Sloths weren’t always so small and slow. During the Pleistocene (2.58 million – 11,700 years ago), they were giants. Megatherium, the giant ground sloth, was one of the largest land mammals to have existed, and measured 6m (20ft) in length. It lived in South America and was thought to be an herbivore, just like its modern relatives.

The burrowers | TwilightBeasts
Megatherium with a car and person for scale. (Image from here)

But, according to a [new study], not all extinct sloths were solely plant-eaters. The study examined the ratio of nitrogen isotopes in the hair of the extinct sloths Mylodon and Nothrotheriops and in several extant mammals. Nitrogen is an atom that is present in different food sources and in the proteins that make up our bodies. As animals eat different foods, different types of Nitrogen (different isotopes*) are used to make the necessary proteins. Measuring the amount of different isotopes of nitrogen in the proteins can tell us what kinds of foods animals were eating.

Dr. Julia Tejada, lead author on the study, sampling Nothrotheriops. Myolodon was a bit larger. (Photo by Julia Tejada)

The study found that Mylodon’s isotopes were more similar to present-day omnivores (animals that eat meat and plants) and that Nothrotheriops was most similar to present-day herbivores (animals that only eat plants). It’s really interesting to see how our ideas of the past can change with new analyses. And how diets, especially in extinct animals, can be more complicated than they seem.

If you’d like to read more about sloths – do an internet search for “sloths and avocados” and you’ll find information on how giant ground sloths helped spread avocados around Central America.

*Atoms are made of neutrons, protons, and electrons. Isotopes are atoms with different numbers of neutrons, but the same number of protons. For example, a nitrogen atom has 7 protons and usually 7 neutrons. A stable isotope of nitrogen will have 7 protons and 8 neutrons.

National Fossil Day (U.S.)

This past Wednesday, October 13, we celebrated the 12th annual National Fossil Day, a day to celebrate the history that fossils preserve and the paleontologists who study them. National Fossil Day was established by the US National Park Service as a way to encourage the preservation of fossils and the heritage they provide.

National Fossil Day art from the National Park Service

Here at Suffolk University, we celebrated the occasion by giving a presentation on how ancient life influences popular culture. As a paleontologist, the skills I have learned that help me interpret fantasy stories, science fiction, and representations of alien worlds through the lens of how organisms evolved here on Earth.

If you want to hear what I my fellow paleontologist Dr. Eric Dewar and I had to say about it, check out the recorded video of our talk:

Día Nacional de los Fósiles (EE.UU.)

El pasado miércoles, 13 de Octubre, celebramos el duodécimo Día Nacional de los Fósiles. Es un día que se dedica a celebrar la historia que preservan los fósiles y a los paleontólogos que los estudian. El Día Nacional de los Fósiles fue establecido por el Servicio de Parques Nacionales de los Estados Unidos para estimular la preservación de los fósiles y de la herencia que representan.

Arte del Día Nacional de los Fósiles hecho por el Servicio de Parques Nacionales

Aquí en la Universidad de Suffolk (en Boston, Massachusetts), celebramos la ocasión con una presentación sobre la influencia de  los organismos antiguos en la cultura popular. Como paleontóloga, las habilidades que yo he adquirido me ayudan a interpretar las historias de fantasía, la ciencia ficción y las representaciones de mundos extraterrestres a través del lente de como evolucionaron los organismos aquí en la Tierra.

Si quieren escuchar lo que mi colega paleontólogo Dr. Eric Dewar y yo dijimos sobre esto, miren el video de nuestra charla que grabamos ayer:

Un Oso de Agua en Ámbar

¡El artículo de hoy es sobre los [osos de agua]! ¿¿Que es un oso de agua?? Son increíbles criaturas diminutas, parientes de los artrópodos (animales como los insectos y las arañas). Tienen otros nombres como ‘cerditos de musgo’ y más oficialmente, tardígrados. Estos animalitos son adorables y maravillosos. Pueden sobrevivir en ambientes extremos, como el vacío del espacio y la radiación intensa. ¡Y miren que lindos son!

Aquí esta uno nadando.

Ellos fueron incluso presentados en el programa de televisión Los Octonautas.

Un segmento de Los Octonautas.

Esta semana se publicó un artículo sobre una especie nueva que fue hallada en un pedazo de ámbar del Mioceno (~23-5 millones de años atrás) de la República Dominicana. El ámbar es savia del árbol fosilizado. Cuando la savia está en estado líquido, gotea del árbol y atrapa organismos pequeños (como insectos, polen y ocasionalmente pájaros pequeños y lagartos). Cuando la savia se endurece, puede convertirse en ámbar y lo que fue atrapado se fosiliza. Los autores estuvieron analizando unas hormigas que fueron atrapadas en este pedazo de ámbar por unos meses antes de descubrir al pequeño oso de agua. Es sólo uno de un puñado de fósiles de tardígrados.

Figura 1 del artículo mostrando el oso de agua de costado.

Los autores nombraron a esta especie Paradoryphoribius chronocaribbeus. Hicieron un análisis de relación de parentesco para descubrir a que género pertenencia este fósil diminuto. Por sus características únicas, ellos comprendieron que, aunque pertenecía a un género ya conocido, era una especie nueva. Lo llamaron ‘chrono’ que quiere decir ‘tiempo’ por la edad del fósil, y ‘caribbeus’ por el sitio del hallazgo.

Un dibujo del oso de agua (por Holly Sullivan, Figura 6c del artículo).

¡Espero que encuentren más!

A Water Bear In Amber

Today’s article is about [water bears]! What in the world is a water bear?? They are incredible, tiny creatures that are closely related to arthropods (animals like insects and spiders). They have other charming names like ‘moss piglets’ and more officially, tardigrades. These little animals are both adorable and amazing. They are able to survive in the most extreme conditions, like the vacuum of space, and intense radiation. And look how cute they are!

Here’s one swimming.

They were even featured in the TV show Octonauts.

A clip from The Octonauts.

This week, a new species was published that was found in a piece of amber from the Miocene (~23-5 million years ago) of the Dominican Republic. Amber is fossilized tree sap. When the sap is liquid, it drips from the trees and small organisms (like insects, pollen, and occasionally small birds and lizards) get trapped in it. When the sap hardens, it can turn into amber and anything trapped inside becomes a fossil. The authors were examining the ants trapped in this piece of amber for months before they discovered the tiny water bear. It is only one of a handful of tardigrade fossils.

Figure 1 from the article showing the water bear from the side.

The authors named this one Paradoryphoribius chronocaribbeus. They ran an analysis of evolutionary relationships to figure out what genus this little fossil belonged in. Because of its unique features, they realized that even though it belonged to a recognized group, it was a new species. So they named it ‘chrono’ meaning ‘time’ for the fossil’s age, and ‘caribbeus’ for where it was discovered.

Artist rendition of the water bear (by Holly Sullivan, Figure 6c from the paper).

Let’s hope we find more!

ADN de un Dinosaurio!

La semana pasada, se publicó un [artículo] muy emocionante. Este estudio no sólo muestra células individuales en un fósil del Cretáceo Temprano (133-120 millones de años atrás), ¡sino también que esas células preservan ADN dentro de ellas!

A la izquierda, el espécimen del Caudipteryx, mostrando el sitio de la muestra en amarillo (de la Figura 1 del artículo). A la derecha, una reconstrucción de un Caudipteryx (arte por Matt Martyniuk).

El fósil es un espécimen de un Caudipteryx, un oviraptorosaurio de la famosa Biota de Jehol de China. La biota de Jehol viene de un sitio con una preservación exquisita de fósiles. Muchos de los especímenes que vienen de ahí están al menos parcialmente completos (los huesos todavía se encuentran como hubiesen estado durante la vida, o sea “articulados”).

Los autores sacaron una muestra del cartílago articular del fémur derecho (el hueso de la parte superior de la pierna). El cartílago articular es una capa de material más suave que los huesos que protege los extremos de los huesos de la fricción donde se unen a una articulación, como en la rodilla. Ellos dividieron su muestra en 3 pedazos y usaron diferentes técnicas de alta-resolución y métodos de tinción para ver los detalles microscópicos.

El resultado más impresionante fue el del segundo pedazo. Primero, disolvieron todo el material óseo dejando sólo el cartílago. Después cortaron el pedazo en secciones finas que la luz pudiera atravesar, y las tiñieron. La tinta se fusiona con las membranas de las células, el ADN y todo el material externo de la célula (“la matriz extracelular”) con colores distintos. Hicieron lo mismo con un pedazo de hueso de una gallina para comparación.

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Fotos del segundo pedazo del hueso después del proceso de teñido. Los círculos violetas son los condrocitos y el círculo rosado en el centro es el núcleo. Las tiras más oscuras dentro del núcleo son cromatina. A la izquierda está el fósil y a la derecha está la gallina. (De la Figura 4c-f del artículo).

Los autores encontraron ‘condrocitos’ (las células que hacen el cartílago) muy bien preservadas, con núcleos en su interior. El núcleo de la célula es la parte que contiene el ADN. Dentro del núcleo había material más oscuro en tiras, que los autores describen como cromatina – una forma de ADN que es más condensada que la hélice doble que es mas típica. ¡Encontraron ADN dentro de un fósil de un dinosaurio de ~130 millones de años atrás!

Los autores aclaran que no es probable que encontremos secuencias de ADN dentro de un fósil de esta edad. Las secuencias son las que dan las instrucciones de como armar un organismo. Así que por ahora (afortunadamente), no podemos recrear el Parque Jurásico. Pero este estudio nos muestra que, con nuevas técnicas de imagen, podemos aprender cada vez más sobre estos antiguos organismos.

Dinosaur DNA!

Last week, a very exciting [paper] was published. Not only did this study show individual cells in a fossil from the Early Cretaceous (133-120 million years ago), but those individual cells show DNA preserved inside!

On the left is the specimen of Caudipteryx, showing the location of the sample in yellow (from Figure 1 of the paper). A reconstruction of Caudipteryx is on the right (art by Matt Martyniuk).

The fossil in question is a specimen of Caudipteryx, an oviraptorosaurid from the famous Jehol Biota of China. The Jehol Biota comes from a site of exquisite fossil preservation. Many of the specimens that come from there are at least partially complete (the bones are still placed how they would have been in life, or “articulated”).

The authors took a sample from the articular cartilage of the right femur (upper leg bone). Articular cartilage is a layer of softer-than-bone material that protects the ends of the bones from rubbing together where they come together in a joint, like the knee. They divided their sample into 3 sections and used different high-resolution imaging techniques and staining methods to look at the microscopic details inside.

The most impressive result was from their second section. They first dissolved all of the bony material leaving only the softer cartilage behind. Then they cut the piece into thin sections that light can pass through, and stained them. The stain fuses with cell membranes, DNA, and all of the stuff outside of the cell (“extracellular matrix”) in different colors. They did the same thing with a similar piece of a modern chicken bone for comparison.

Photos of the second piece of bone after the staining process. The purple circles are the chondrocytes and the pink central circle is the nucleus. The dark threads inside the nucleus are chromatin. On the left is the fossil, on the right is the chicken. (Figure 4c-f of the article).

They found well-preserved ‘chondrocytes’ (the cells that make cartilage), with nuclei inside. The nucleus in a cell is what holds the DNA. Inside the nucleus was darker material, in strands, which the authors describe as chromatin – a form of DNA that’s more condensed than the typical stretched out double helix. They found DNA inside of a dinosaur fossil from ~130 million years ago!

The authors do make it clear that it is unlikely that we will find DNA sequences inside a fossil of this age. The sequences are what make up the instructions for building organisms. So for right now, we (thankfully!) can’t recreate Jurassic Park. But this study shows us that with new imaging techniques, we can learn even more about these ancient organisms.