Cuando los fósiles del ave más antigua conocida, Arqueoptérix , fueron descubiertos por primera vez hace casi 160 años, el hallazgo creó un rompecabezas que ha preocupado a los paleontólogos desde entonces.

Estos fósiles fueron celebrados por su combinación similar a una quimera de características supuestamente reptiles (como una cola huesuda y mandíbulas con dientes) y aquellas aparentemente exclusivas de las aves, en particular, plumas. Ayudaron a demostrar que las aves en realidad evolucionaron a partir de los dinosaurios.

Pero también presentaban un importante problema evolutivo. Las plumas prehistóricas eran indistinguibles de las de las aves de hoy. Así que no estaba claro cómo o cuándo evolucionaron las plumas, y en qué clase de bestias antiguas.

Los espectaculares descubrimientos de fósiles de China a mediados de la década de 1990 cambiaron nuestras nociones de evolución de las plumas, como revelaron que las plumas no lo son, De hecho, único para las aves, pero también ocurrió en muchos dinosaurios. Durante los últimos 30 años, otros hallazgos fósiles han revelado detalles notables de la evolución de las plumas y el vuelo.

Hoy dia, descubrimientos más recientes de lo que parecen ser fósiles emplumados de pterosaurios, los primos voladores de los dinosaurios, han llevado a la teoría de que las plumas evolucionaron por primera vez incluso antes con los antepasados ​​de todas estas criaturas. Pero no todos están convencidos, y continúa el debate sobre el origen de las plumas.

Dinosaurios emplumados

Los dinosaurios tenían muchos más tipos de plumas de las que vemos hoy en las aves. Algunos dinosaurios tenían cuatro alas. Algunas especies prescindieron por completo de las alas y se deslizaron usando grandes aletas de piel). Al menos algunos dinosaurios tenían plumas de colores utilizado para camuflaje y exhibiciones de apareamiento.

Y a medida que evolucionaron las plumas, también lo hizo la piel de los dinosaurios y las aves, incluso comenzando a producir caspa. Pero aún, durante muchos años, las plumas solo se conocían de los dinosaurios maniraptranos (el grupo de especies que en realidad incluye a las aves).

Hubo indicios de que la evolución de las plumas no fue tan simple. Estructuras parecidas a plumas, también denominado "protoplumas, "fueron reportados en dinosaurios ornitisquios. Los modelos teóricos predicen que las primeras plumas se habrían parecido a filamentos similares a pelos. La forma simple similar a un cabello de los filamentos fósiles, sin embargo, llevó a algunos trabajadores a dudar si realmente eran plumas, en lugar de restos degradados de algún otro material, como el colágeno de la piel.

En 2014, un dinosaurio ornitisquio jurásico de Siberia conocido como Kulindadromeus se descubrió que tenía monofilamentos simples y plumas más complejas que emergían de su piel. Este dinosaurio confirmó que las plumas no son solo una característica de los dinosaurios maniraptoranos, pero probablemente se originó antes de que divergieran los principales grupos de dinosaurios.

Claramente, la capacidad de hacer crecer plumas evolucionó con los dinosaurios, aunque algunos grupos de dinosaurios, especialmente los grandes saurópsidos y los anquilosaurios y estegosaurios acorazados, puede haber perdido más tarde esta habilidad. Pero tener plumas y luego perderlas, es bien conocido en mamíferos, incluyendo ballenas y elefantes.

La pregunta no es si las plumas son exclusivas de las aves, pero si son exclusivos incluso de los dinosaurios. En los pterosaurios se conocen desde hace algún tiempo las fibras peludas que recuerdan a las "protoplumas" de los dinosaurios. Los filamentos de pterosaurio se denominaban tradicionalmente "picnofibras" y se consideraban distintos de las plumas en forma y evolución.

Pero en 2018 descubrimos filamentos simples y, notablemente, tres tipos de plumas ramificadas conservadas en pterosaurios de los depósitos fósiles de Yanliao Biota de la época jurásica media, ubicado en China. Aunque la estructura de ramificación no es exactamente la misma que en las aves de hoy, las plumas son ricas en queratina, la proteína que se encuentra comúnmente en las plumas y el cabello, y contienen melanosomas que portan color.

Este descubrimiento sugiere fuertemente que las picnofibras borrosas de otros pterosaurios también son plumas primitivas. Esto probablemente significa que la capacidad de hacer crecer las plumas evolucionó una vez, alrededor de 100 millones de años antes Arqueoptérix , y se transmitió a varios grupos de especies.

No es sorprendente, esta noción de pterosaurios plumosos ha resultado polémica y otros investigadores han desafiado nuestras ideas. El debate se centra en algunas cuestiones clave, con preguntas sobre la preservación de las plumas al frente y al centro.

Dave Unwin de la Universidad de Leicester y Dave Martill de la Universidad de Portsmouth argumentan que las estructuras de los pterosaurios pueden estar demasiado degradadas para que podamos estar seguros de que son plumas, y que en realidad podrían ser fibras cutáneas degradadas. Pero las características de las plumas no son consistentes con la degradación y el deshilachado de las fibras compuestas. También son sinuosos y carecen de la organización espacial de las fibras de la piel y contienen melanosomas, que no se incorporan al colágeno de la piel.

Unwin y Martill también señalan que la queratina y otras pruebas químicas que encontramos podrían ser contaminación. Pero esto parece poco probable porque solo se encontró en las plumas y no en el tejido circundante.

Otro problema es que otros fósiles de pterosaurios solo tienen filamentos simples parecidos a pelos y no estructuras ramificadas. Pero las aves de hoy tienen muchos tipos de plumas diferentes, por lo que estos filamentos podrían ser diferentes o tempranos, forma simple de pluma:una idea respaldada por los modelos teóricos.

Debate en curso

Siempre es una buena idea cuestionar las interpretaciones de nuevos fósiles, especialmente cuando las implicaciones evolutivas son de gran alcance, aunque creemos que la evidencia de plumas de pterosaurio está en los fósiles. Claramente, sin embargo, hay más por hacer, y actualmente estamos realizando más pruebas con los fósiles para comprender mejor la composición química y la estructura de las plumas.

Por último, si estamos en lo correcto, parece que las primeras plumas se encontrarán en los antepasados ​​de pterosaurios y dinosaurios en la época del Triásico Temprano, aproximadamente hace 252 millones a 247 millones de años. Desafortunadamente, no tenemos ningún fósil que muestre la conservación de tejidos blandos de este período de tiempo.

Pero si hemos aprendido algo del registro fósil de plumas, es de esperar que se descubran más. A lo largo de los años, hemos tenido que ampliar repetidamente nuestra búsqueda de fósiles con plumas, y por el aspecto de las plumas antiguas. Quién sabe qué conocimientos traerán los fósiles del futuro.

Este artículo se ha vuelto a publicar de The Conversation con una licencia de Creative Commons. Lea el artículo original.