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.

A Los Superdepredadores No Les Gusta Compartir

Hola amigos. Ha pasado mucho tiempo desde mi último blog. Pero ahora creo que puedo dedicar tiempo a esta página nuevamente. Quiero empezar con un artículo que fue publicado en agosto del 2021 sobre un nuevo carcarodontosáurido de Uzbekistán.

Un mapa mostrando Uzbekistán demarcado en rojo y el sitio de fósiles con un punto rojo.

Caption: Un mapa mostrando Uzbekistán demarcado en rojo y el sitio de fósiles con un punto rojo.

Los carcarodontosáuridos eran grandes dinosaurios carnívoros que existieron desde el Jurásico Tardío (cerca de 150 millones de años atrás) hasta la parte temprana del Cretáceo Tardío (cerca de 90 millones de años atrás). Después de eso, los carcarodontosáuridos se desvanecen y otros ocupan su lugar. Volveremos a explicar porqué eso sucedió en breve.

Este nuevo espécimen de carcarodontosáurido se llama Ulughbegsaurus uzbekistanensis. ‘Ulughbeg’ viene del nombre Ulugh Beg, astrónomo Uzbeko del siglo quince, y ‘uzbekistanensis’ indica el país del hallazgo. La única parte que encontraron del dinosaurio fue un pedazo de la maxila, la parte de la mandíbula superior que contiene los dientes.

El pedazo de la maxila de Ulughbegsaurus uzbekistanensis (Figura 1 del artículo).

Los autores hicieron un análisis informático para determinar a que tipo de dinosaurio pertenecía esta maxila usando características de los huesos. El análisis se hizo en dos formas y las dos coincidieron en que la maxila era de un carcarodontosáurido.

Este hallazgo es de un lugar y tiempo del cual no teníamos fósiles de estos dinosaurios, pero más importante es el tamaño de la maxila en comparación a otros dinosaurios depredadores del área. El largo de la maxila nos puede indicar el largo del fémur (el hueso de la parte superior de la pierna) porque los dos huesos crecen en forma relacionada. El largo del fémur nos pueda dar una idea del tamaño del cuerpo. Esta maxila nos indica que el dinosaurio medía más de 7 metros (21 pies) de largo y pesaba más de 1000 kgs (2200 libras).

Cuando los carcarodontosáuridos más grandes existieron, los otros depredadores que vivían juntos a ellos eran más pequeños. Cuando vivieron, los carcarodontosáuridos ocuparon el ápice (la posición más alta) de la red alimentaria y otros carnívoros no pudieron competir. Una vez que los carcarodontosáuridos se desvanecieron, surgió una oportunidad para que otros depredadores llenaran su ‘nicho’ (nicho es el papel o posición de una especie en el medio ambiente). Fue sólo después de su desaparición que los tiranosaurios se convirtieron en los enormes Tyrannosaurus rex de América del Norte y los Tarbasaurus baatar de Asia. Después de la extinción de los carcarodontosáuridos en América del Sur, los abelisáuridos florecieron. El medio ambiente sólo tiene lugar para unos pocos depredadores gigantes.

Una Huella de Saurópodo con una Impresión de la Piel

Esta semana, se publicó un [artículo] que describe la huella más grande de saurópodo que se ha encontrado del Cretáceo Temprano (146-100 millones de años atrás) de Corea. ¡La huella tiene más de 50 cm (20 pulgadas) de diámetro!

Los autores encontraron algo muy raro dentro de la huella: una impresión de la piel del dinosaurio. Eso es equivalente a dejar una impresión de la palma de la mano en el cemento fresco, como en el paseo de la fama de Hollywood.

Las huellas de las manos y los pies de Mickey Mouse en el Paseo de la Fama en Hollywood. De Pinterest.

La impresión preserva hexágonos entrelazados que tienen un rango de tamaños. Parecen hacerse más pequeños en los bordes de la huella.

Figura 2A del artículo mostrando la huella a la izquierda y la impresión de la piel de cerca a la derecha.

Los autores analizaron el sedimento alrededor de la huella para tratar de entender porque las impresiones de piel son tan raras. Ellos encontraron que las impresiones se dejaron en una superficie lodosa que se había secado suficientemente para preservar la marca. La superficie tuvo que mantenerse seca después y no cubrirse con agua. Si se hubiese inundado, la impresión hubiera desaparecido. La superficie lodosa también tuvo que estar cubierta de una capa delgada de bacteria para sostener el barro. La combinación de estas condiciones hizo que la huella y la impresión de piel se mantengan preservadas. Estas condiciones pueden ser difíciles de encontrar en el mismo lugar y tiempo, indicando que más impresiones de piel de dinosaurio pueden seguir siendo raras en el futuro.

Una Nueva Imagen Para el Sinosauropteryx

La semana pasada, se publicó un [artículo] discutiendo el patrón de color en el dinosaurio terópodo Sinosauropteryx. Este dinosaurio era un carnívoro pequeño del Cretácico (133-120 millones de años atrás) de China.

Figura 1 del artículo mostrando uno de los especímenes de Sinosauropteryx.

Los autores sacaron fotos de 2 especímenes de Sinosauropteryx usando condiciones especiales de luz. Esto les ayudó a ver las plumas que rodean a los esqueletos. Las plumas que tienen color se preservan más fácilmente que las plumas sin color. Así que, mirando a los fósiles nos ayuda a entender como estaban distribuídos los colores en el animal. Unos artistas luego hicieron reconstrucciones mostrando como los colores hubieran aparecido en el dinosaurio. Encontraron que el Sinosauropteryx tenía una cola con rayas, una máscara de bandido y una espalda marrón con una panza blanca.

Figura 2 del artículo mostrando la reconstrucción de los colores en Sinosauropteryx.

Los autores también querían analizar lo que los colores nos pueden decir sobre el tipo de ambiente en el que vivió el Sinosauropteryx. Los animales que viven en ambientes abiertos (como los desiertos o los pastizales) usualmente tienen colores más oscuros en sus espaldas y colores más claros en sus panzas. Esto ayuda a partir la forma de su cuerpo para que a los depredadores les costara más verlos. Los animales que viven en ambientes cerrados (como los bosques) usualmente son más oscuros en todas partes y tienen menos áreas de colores más claros. Piensen en la diferencia entre un antílope que vive en los pastizales y un okapi que vive en la selva.

Un antílope a la izquierda mostrando la coloración para ambientes abiertos. Un okapi a la derecha mostrando la coloración para ambientes cerrados. El okapi viene de here.

Para hacer esto, los autores imprimieron modelos en 3D del dinosaurio y le sacaron fotos dos veces: una vez cuando había pleno sol y una vez cuando estaba nublado. Con pleno sol se imita a los ambientes abiertos y un día nublado imita a los ambientes cerrados. Los autores encontraron que las sombras proyectadas en el modelo coinciden con la distribución de los colores en el fósil. Esto indica que el Sinosauropteryx vivía en ambientes abiertos.

Figura 2B del artículo mostrando el ambiente abierto adonde vivío el Sinosauropteryx y su coloración.

El dinosaurio probablemente usaba su máscara de bandido para reducir la cantidad de sol que llegaba a sus ojos. La cola con rayas, el color oscuro en su espalda y el color claro en su panza le ayudaban a camuflarse en ambientes abiertos, haciendo más difícil que los depredadores lo vean y haciendo más difícil para que su presas lo vieran a él. Este estudio nos muestra como técnicas nuevas nos pueden ayudar a resolver preguntas de cómo vivían los dinosaurios.

Los Hadrosáuridos que Comían Cangrejos

La semana pasada, se publicó un [artículo] que describe unas heces fosilizadas. ¡Así es, heces! Cuando las heces se fosilizan, se llaman coprolitos (‘copro’ por heces y ‘lito’ por piedra).

Un coprolito. De Wikipedia.

Estos coprolitos vienen del Monumento Nacional Grand Staircase-Escalante en Utah (USA) y son de alrededor de 76-74 millones de años atrás. Los coprolitos contienen pedacitos de madera deteriorada que habían sido masticados antes de ser tragados. De los dinosaurios que se conocen de esta área y tiempo, lo más probable es que los hadrosáuridos son los responsables de estas heces. Los hadrosáuridos tienen dientes especializados en triturar y romper la vegetación dura para hacer más fácil su digestión. En vez de tener sólo una fila de dientes, los hadrosáuridos unen docenas de dientes en una colección dental gruesa (llamada batería dental). Todos los dientes trabajan juntos para crear una superficie grande y chata para la trituración.

Una batería dental con un diente destacado en blanco. Encima de la batería, hay una superficie chata para la trituración. Foto de V. Williams.

Sin embargo, los coprolitos de los hadrosáuridos tenían algo más que pedacitos de madera deteriorada. ¡También tenían pedacitos de caparazones de cangrejos! Y no era solamente un coprolito que contenía caparazón de cangrejo. Varios coprolitos de áreas y tiempos diferentes contenían caparazones de cangrejos. Esto indica que no semtragaron los cangrejos accidentalmente, sino que los hadrosáuridos estaban comiendo los cangrejos a propósito.

Figura 2b del artículo mostrando el coprolito.

¿Cómo podemos estar seguros? Sabemos cuán anchas eran las bocas de los hadrosáuridos y sabemos cuán grandes eran los cangrejos. ¡Resulta que los cangrejos hubieran ocupado una proporción grande (20-60%) de la boca de un hadrosáurido! Si el dinosaurio no hubiera querido comer el cangrejo, lo hubiera notado y lo hubiera escupido. Los autores piensan que durante épocas cuando la vegetación fue más difícil de encontrar, estos dinosaurios habrían comido las maderas deterioradas que los cangrejos también comían. Al mismo tiempo que los dinosaurios comían la madera, también comían los cangrejos, que eran una buena fuente de proteína.

Mi propia reconstrucción de un hadrisáurido, Maiasaura, encontrando un cangrejo. Encontre la ilustración en Pinterest. Foto del tronco de C. Perrin. Foto del cangrejo de The Daily Dot.

Este estudio nos indica que aunque pensamos que los dientes se especializan en un tipo de comida, los animales podrían haber comido una variedad más grande de alimentos de lo que pensábamos.

Hormigas del Infierno del Cretáceo

A principios de setiembre, se publicó un [artículo] que describe a una nueva especie de hormiga. ¡Pero no era una hormiga cualquiera! Era una hormiga del infierno del Cretáceo que fue preservada en ámbar en Burma.

Una foto de la hormiga del infierno en ámbar. Los autores nombraron a la nueve especies Linguamyrmex vladi.

Este grupo de hormigas está extinguido y se encuentra solamente en sedimentos Cretácicos (específicamente de alrededor de 98 millones de años atrás). Como el ámbar es transparente, los autores tomaron imágenes de alta resolución de la hormiga a través del ámbar. También lo escanearon con TC.

Figura 3 del artículo mostrando una reconstrucción de la hormiga.

Ellos encontraron que esta hormiga tenía un cuerno grande que salía de su cabeza y una mandíbula como una guadaña. Una guadaña es una herramienta de metal que se usa para cortar pastos altos. También es el instrumento con el cual se representa la Muerte.

La Muerte, con su guadaña. De aqui.

Estas mandíbulas se usaban para enclavijar y perforar a las larvas suaves pero no se podían usar para masticar. En cambio, los autores piensan que después de perforar a la presa, las mandíbulas encauzaban la sangre hasta la curva de la mandíbula y, después, pequeños pelos y la succión arrastraban la sangre hacia adentro de la boca de la hormiga. ¡Esta hormiga chupaba sangre como un vampiro!

Figure 4 from the paper showing the hell ant and its prey.

Finalmente, el análisis de TC mostró que las mandíbulas eran más densas que la cabeza. Este análisis también indicó que esta densidad aumentada se debía a la existencia de metales en la mandíbula. Estas hormigas absorbían metales de su medio ambiente y los usaban para fortalecer sus mandíbulas. Es desafortunado que este grupo de hormigas esté extinguido – harían un impresionante espectáculo natural!

Un Excepcional Fósil de Insecto

Las cucarachas son famosas por sobrevivir varios eventos de extinción en la Tierra. Ellas evolucionaron alrededor del Período Carbonífero (360-300 millones de años atrás) y versiones modernas aparecen en el registro fósil a mediados de la Era Mesozoica.

Una cucaracha gigante de Madagascar. De National Geographic Kids.

Ahora imaginen si una cucaracha evolucionó brazos largos para agarrar y ojos enormes para cazar. ¿Eso es muy espantoso, no? Bueno, eso básicamente es lo que es una mantis*.

Una mantis. Si lo pensás, una mantis es básicamente la versión insecto de una jirafa carnívora. Una jirafa carnívora con manos de cuchillo. Foto de Wikipedia.

Hoy, las mantis cazan a su presa por emboscada. Las mantis usan el camuflaje para esconderse en sus ambientes. ¡Cuando un insecto delicioso se acerca, ellas atacan! Tienen un par de brazos que usan para capturar y sostener a su presa (llamados brazos de raptor). Cada brazo tiene una serie de clavos para ayudar a sostener a la presa. ¿Pero siempre usaron un par de brazos para este trabajo?

Figura 1 del artículo mostrando el fósil en el centro. A la izquierda, las distintas partes del cuerpo se muestran en colores (los ojos son violetas, la cabeza es amarilla, el cuerpo y los brazos en los otros colores). A la derecha hay una foto en primer plano del segundo par de brazos.

Un nuevo [fósil] de Brasil de 110 millones de años atrás nos muestra una idea distinta. Esta mantis está excepcionalmente preservada tiene un par de alas, la cabeza, parte del primer segmento del cuerpo y los dos primeros pares de brazos.

La parte interesante es que ambos pares de brazos tienen clavos. Ya que estos clavos se usan para capturar y sostener a la presa en las mantis modernas, sabemos que esta mantis fósil probablemente estaba usando su segundo par de brazos para ayudar a sostener a la presa. Este fósil nos indica que las mantis extinguidas tal vez cazaban de una manera un poco distinta de lo que vemos hoy.

Un par de mantis mostrando sus colores. Foto de I. Siwanowicz.

*Para ser mas clara: las mantis no evolucionaron de las cucarachas. Ambos mantis y cucarachas evolucionaron de un pariente que se parecia más a una cucaracha.