Dennis Voeten indica el grosor de la pared ósea del espécimen 'Chicken Wing' de Arqueoptérix en la pantalla superior de la computadora para comparar con las paredes óseas de un pterosaurio primitivo en la pantalla inferior. Se muestra un modelo tridimensional de la 'Ala de pollo', la sección transversal ósea referida es la del húmero, el hueso superior del brazo visible más a la derecha en el modelo impreso en 3D. Crédito:ESRF
La cuestión de si el Archaeopteryx dinosaurio-pájaro del Jurásico tardío era un habitante de la tierra elaboradamente emplumado, un planeador, o un volante activo ha fascinado a los paleontólogos durante décadas. Nueva información valiosa obtenida con la microtomografía de sincrotrón de última generación en la ESRF, el Sincrotrón Europeo (Grenoble, Francia), permitió que un equipo internacional de científicos respondiera esta pregunta en Comunicaciones de la naturaleza . Los huesos de las alas de Archaeopteryx se moldearon para un vuelo activo incidental, pero no por el estilo avanzado de vuelo que dominan las aves de hoy.
¿Archaeopteryx era capaz de volar? y de ser así, ¿Cómo? Aunque es de conocimiento común que las aves modernas descienden de dinosaurios extintos, muchas preguntas sobre su evolución temprana y el desarrollo del vuelo de las aves siguen sin respuesta. Hasta ahora, los métodos de investigación tradicionales no han podido responder a la pregunta de si Archaeopteryx voló o no. Usando microtomografía de sincrotrón en la línea de luz ID19 del ESRF para sondear el interior de los fósiles de Archaeopteryx, un equipo internacional de científicos de la ESRF, Universidad Palacký, República Checa, CNRS y Universidad de la Sorbona, Francia, Universidad de Uppsala, Suecia, y Bürgermeister-Müller-Museum Solnhofen, Alemania, arrojar nueva luz sobre esta primera de las aves.
La reconstrucción del comportamiento extinto plantea desafíos sustanciales para los paleontólogos, especialmente cuando se trata de animales enigmáticos como el famoso Archaeopteryx de los sedimentos del Jurásico Tardío del sureste de Alemania, que se considera el dinosaurio potencialmente volador más antiguo. Este taxón fósil bien conservado muestra una anatomía en mosaico que ilustra las estrechas relaciones familiares entre los dinosaurios rapaces extintos y los dinosaurios vivos:las aves. La mayoría de los esqueletos de aves modernos están altamente especializados para el vuelo motorizado, sin embargo, muchas de sus adaptaciones características, en particular el hombro, están ausentes en los fósiles bávaros de Archaeopteryx. Aunque sus alas emplumadas se asemejan a las de los pájaros modernos que vuelan sobre su cabeza todos los días, la estructura primitiva del hombro es incompatible con el ciclo moderno de batidos de las alas de las aves.
El espécimen de Munich del ave de transición Arqueoptérix . Conserva un cráneo parcial (arriba a la izquierda), cintura escapular y ambas alas ligeramente levantadas (más de izquierda a centro a la izquierda), la caja torácica (centro), y la cintura pélvica y ambas piernas en una postura de "bicicleta" (derecha); todos conectados por la columna vertebral del cuello (arriba a la izquierda, debajo del cráneo) hasta la punta de la cola (más a la derecha). Las huellas de las plumas de sus alas son visibles que se irradian desde debajo del hombro y se pueden reconocer huellas vagas del plumaje de la cola que se extienden desde la punta de la cola. Crédito:ESRF / Pascal Goetgheluck
"La arquitectura transversal de los huesos de las extremidades está fuertemente influenciada por la adaptación evolutiva hacia una fuerza óptima con una masa mínima, y adaptación funcional a las fuerzas experimentadas durante la vida, "explica el profesor Jorge Cubo de la Universidad de la Sorbona en París." Al comparar estadísticamente los huesos de animales vivos que adoptan hábitos observables con los de fósiles crípticos, es posible traer nueva información a una vieja discusión, "dice la autora principal, la Dra. Sophie Sanchez de la Universidad de Uppsala, Suecia
Los esqueletos de Archaeopteryx se conservan en y sobre losas de piedra caliza que revelan solo una parte de su morfología. Dado que estos fósiles se encuentran entre los más valiosos del mundo, Por lo tanto, se desaconseja encarecidamente el sondaje invasivo para revelar estructuras oscuras o internas. "Afortunadamente, hoy ya no es necesario dañar fósiles preciosos, "afirma el Dr. Paul Tafforeau, científico de líneas de luz en el ESRF. "La sensibilidad excepcional de las técnicas de imágenes de rayos X para la investigación de grandes muestras que está disponible en el ESRF ofrece una visión microscópica inofensiva de los huesos fósiles y permite reconstrucciones virtuales en 3D de extraordinaria calidad. Se están llevando a cabo emocionantes actualizaciones, incluyendo una mejora sustancial de las propiedades de nuestra fuente de sincrotrón y una nueva línea de luz diseñada para tomografía. Estos desarrollos prometen dar resultados aún mejores en especímenes mucho más grandes en el futuro ".
Los datos de escaneo revelaron inesperadamente que los huesos de las alas de Archaeopteryx, contrario a su cintura escapular, compartió adaptaciones importantes con las de las aves voladoras modernas. "Nos centramos en la parte media de los huesos del brazo porque sabíamos que esas secciones contienen señales claras relacionadas con el vuelo en las aves, "dice el Dr. Emmanuel de Margerie, CNRS, Francia. "Inmediatamente nos dimos cuenta de que las paredes óseas de Archaeopteryx eran mucho más delgadas que las de los dinosaurios terrestres, pero se parecían mucho a los huesos de aves convencionales". "continúa el autor principal Dennis Voeten de la ESRF." El análisis de datos demostró además que los huesos de Archaeopteryx son los más cercanos a los de aves como los faisanes que ocasionalmente usan el vuelo activo para cruzar barreras o esquivar depredadores, pero no a los que planean y se elevan, como muchas aves rapaces y algunas aves marinas que están optimizadas para un vuelo duradero ".
El espécimen de Munich Arqueoptérix en la línea de luz ID19 en el ESRF. La placa de piedra caliza se montó en una plataforma de muestra giratoria y el rayo se centra aquí en el cráneo utilizando láseres. El haz de rayos X, viniendo de la derecha de la imagen, viaja a través de la muestra y llega al detector (visible a la izquierda) donde una cámara registra la señal. Crédito:ESRF / Pascal Goetgheluck
"Sabemos que la región alrededor de Solnhofen en el sureste de Alemania era un archipiélago tropical, y ese entorno parece muy adecuado para saltar de isla en isla o escapar de un vuelo, "comenta el Dr. Martin Röper, Comisario de Archaeopteryx y coautor del informe. "Archaeopteryx compartió los cielos jurásicos con pterosaurios primitivos que finalmente evolucionarían hacia los pterosaurios gigantes del Cretácico. Encontramos diferencias similares en la geometría de los huesos de las alas entre los pterosaurios primitivos y avanzados como las que existen entre las aves que vuelan activamente y las que se elevan." "añade Vincent Beyrand de la ESRF.
Dado que Archaeopteryx representa el miembro volador más antiguo conocido del linaje aviar que también incluye aves modernas, Estos hallazgos no solo ilustran aspectos del estilo de vida de Archaeopteryx, sino que también brindan información sobre la evolución temprana del vuelo de los dinosaurios. "En efecto, ahora sabemos que Archaeopteryx ya volaba activamente hace unos 150 millones de años, lo que implica que el vuelo activo de los dinosaurios había evolucionado incluso antes ", dice el profesor Stanislav Bureš de la Universidad Palacký en Olomouc." Sin embargo, porque Archaeopteryx carecía de las adaptaciones pectorales para volar como los pájaros modernos, la forma en que logró el vuelo motorizado también debe haber sido diferente. Tendremos que volver a los fósiles para responder a la pregunta de cómo exactamente usó sus alas este ícono bávaro de la evolución. "concluye Voeten.
Ahora está claro que Archaeopteryx es un representante de la primera ola de estrategias de vuelo de dinosaurios que finalmente se extinguieron. dejando sólo el trazo de vuelo aviar moderno directamente observable hoy.
