Saber qué comían los animales extintos se ha determinado durante mucho tiempo mediante el análisis de isótopos de carbono encerrados dentro de los dientes fósiles. Durante dos décadas, Se ha supuesto que un valor isotópico clave en estas ecuaciones es el mismo para todos los mamíferos herbívoros. pero una nueva investigación dirigida por Julia Tejada-Lara del Museo Americano de Historia Natural y la Universidad de Columbia, y publicado en la revista Actas de la Royal Society B , contradice esa suposición, revelando que el valor cambia con el tamaño del cuerpo.

Inferir la dieta de los vertebrados extintos depende tradicionalmente de los datos anatómicos de una especie, por ejemplo, la forma de los dientes, la altura y la cantidad de desgaste del esmalte dental, y la configuración del cráneo y la mandíbula. Pero más recientemente, Los investigadores comenzaron a utilizar análisis de isótopos de carbono estables (δ13C) para determinar directamente los alimentos que comían los herbívoros extintos mientras vivían. Isótopos de carbono estables, que se forman en proporciones específicas dentro de las plantas, se conservan en los tejidos corporales de los animales que comen esas plantas. Al tomar muestras de los huesos del animal, dientes, uñas de los pies u otro material biológico, los paleontólogos pueden determinar los tipos de plantas que consumieron los animales individuales, cómo diferentes especies podrían haber dividido los recursos en el mismo hábitat, e incluso precipitaciones generales u otras características ambientales.

"Los estudios de isótopos de carbono estables ahora son una parte esencial de nuestras herramientas científicas, informando una amplia gama de temas paleontológicos y geológicos, desde interacciones depredador-presa hasta estimaciones de lluvia antiguas, "dijo John Flynn, coautor del estudio y curador Frick de mamíferos fósiles en la División de Paleontología del Museo. "La aplicación de nuestras nuevas fórmulas que tienen en cuenta los efectos del tamaño corporal es esencial para una comprensión más precisa de la historia de diversas especies, ecosistemas, y climas en la historia de la Tierra ".

A medida que un animal incorpora carbono de su dieta a su tejido corporal, una serie de procesos fisiológicos afecta cuánto y en qué proporciones se absorben realmente los isótopos de carbono. Basado en estudios de vacas y otros ungulados grandes, Los científicos han asumido ampliamente que los tejidos esqueléticos de todos los mamíferos herbívoros están "enriquecidos" en aproximadamente un 14 por mil (14 partes en mil) en isótopos de carbono estables en relación con los alimentos que comen. Esa constante llamado valor de enriquecimiento, es una parte esencial de la ecuación que utilizan los científicos para los análisis geoquímicos de las dietas de los animales. Pero Tejada-Lara, estudiante de posgrado en el Museo y en el Departamento de Ciencias de la Tierra y el Medio Ambiente de la Universidad de Columbia, que estudiaba perezosos, sospechaba que algo se pasaba por alto con esta ecuación de talla única.

"Utilizando un valor único para todos los mamíferos herbívoros, desde pequeños monos hasta elefantes gigantes, me pareció una gran suposición, "dijo Tejada-Lara, el autor principal del estudio. "Decidí analizar más de cerca el valor de enriquecimiento de los perezosos vivos y fósiles porque son valores atípicos en varios rasgos en comparación con los mamíferos herbívoros en su conjunto".

En colaboración con el Zoológico de Huachipa en Lima, Perú, Tejada-Lara tomó muestras de la comida y el polvo de los dientes, recolectados durante el cuidado dental veterinario de rutina, de dos especies de perezosos modernos:el perezoso de tres dedos (Bradypus variegatus) y el perezoso de dos dedos (Choloepus hoffmanni). Los perezosos analizados fueron alimentados con una dieta controlada y constante desde una edad temprana, dando a los investigadores la capacidad de medir directamente la cantidad de isótopo de carbono estable que ingieren. Cuando los investigadores calcularon el valor de enriquecimiento de isótopos de carbono basándose en muestras tomadas de los dientes de los perezosos, determinaron que era del 10 por mil para los perezosos de tres dedos y del 12 por mil para los perezosos de dos dedos.

Luego midieron el valor de enriquecimiento del perezoso terrestre extinto gigante Mylodon darwinii, que vivió en América del Sur hasta aproximadamente las 10, Hace 000 años. Tomando muestras del estiércol recuperado con el fósil y los dientes del espécimen, los investigadores determinaron que el tejido dental estaba enriquecido en aproximadamente un 15,5 por mil en relación con las proporciones en el carbono de la dieta.

"Eso es una variación de aproximadamente 5 por mil solo dentro de un solo grupo de mamíferos, ", Dijo Tejada-Lara." Eso puede marcar una gran diferencia en la interpretación de los resultados de la investigación, incluyendo el potencial de este descubrimiento para proporcionar más precisión sobre cómo ha evolucionado la evolución de la dieta en nuestro propio linaje, porque los primates incluyen especies grandes y pequeñas ".

Los investigadores combinaron los datos de los perezosos con valores de enriquecimiento calculados para una variedad de otros mamíferos herbívoros con dietas conocidas. desde ratones de campo hasta cerdos y jirafas, y encontró un patrón dramáticamente claro:el valor de enriquecimiento generalmente aumenta junto con el tamaño del cuerpo. Encontraron que a 9.1 por mil, el ratón doméstico (Mus musculus) tuvo el valor más bajo de los medidos, y el perezoso extinto Mylodon tenía el mayor valor. Basado en este estudio, el equipo de investigación ha propuesto nuevos modelos de cómo se incorpora el carbono en los mamíferos herbívoros, desde la comida hasta los dientes, para que el campo científico se integre en sus estudios de animales y ecosistemas modernos y antiguos.

El estudio también encontró un patrón diferente de enriquecimiento dependiendo de la composición del tracto digestivo de un animal, específicamente si el animal es un fermentador del intestino anterior o posterior. Como resulta, el perezoso terrestre gigante Mylodon era un fermentador del intestino anterior que producía enormes cantidades de metano.