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Érase una vez (3) las Aves (III). Cuando los genes hablan

26 julio, 2012

Érase una vez” es una serie dedicada a conocer el origen de un grupo animal. En este tercer capítulo nuestro objetivo son las aves, a las que dedicamos un primer episodio a presentarlas y un segundo episodio a hablar de su evolución pasada sin mentar un solo fósil. Y lo hicimos. Pero dejamos una pregunta en el aire… ¿Con qué grupo animal están más emparentadas las aves? ¿A quién se parecen más? Para responder a tales preguntas los científicos cuentan desde hace años con un fósil precioso… Pero no hablaremos de él en esta entrada. Sino que nos centraremos en otra interesante herramienta para estudiar las aves: La Genética.

Mas no puedo empezar con la ciencia sin antes contar alguna de aquellas historias que integran al reino animal con nuestra historia y mitología. Como ya mencionamos hace tiempo, los dioses y los demonios, las religiones y otras creencias varias, por supuesto sin descartar al cristianismo; todas ellas arraigan con fuerza en el mundo cotidiano, en el día a día, tomando de aquí y allá para formar un conjunto relativamente “consistente”, un dogma de actitudes, comportamientos, costumbres e ideología que trata de inmiscuirse hasta en los más profundos recovecos de la vida privada del ser humano, ese primate lampiño. Si las religiones se alimentan del mundo cotidiano, uno de los puntos en el tiempo y en el espacio donde tal situación se manifestó con toda su fuerza fue en el Antiguo Egipto y su riquísimo panteón divino.


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Panteón Egipcio: las aves hechas dioses

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Las aves tienen gran representación en la mitología del Antiguo Egipto. La más sagrada de todas ellas era el halcón. “El halcón estaba dedicado al Sol, siendo el símbolo de la luz y espíritu, gracias a la rapidez de su movimiento y sus ascensiones hasta las más elevadas regiones del aire”. El halcón era el emblema del dios Ra, el dios Sol de los egipcios, representado como un cuerpo humano con la cabeza de dicho animal, coronado con un orbe o esfera solar (ref. 2). El halcón también fue símbolo del dios Horus, hijo de los dioses Isis y Osiris. Representado también como un hombre con cabeza de halcón, Horus era símbolo de nobleza por excelencia, era representado en todo tipo de documentos reales y artículos de joyería, religiosos o de uso diario (ref. 3). El halcón, elegante rapaz, también llegaría a formar parte de Kneph, gran dios egipcio donde una de sus representaciones podría ser un cuerpo de serpiente y cabeza de halcón (ref. 2).

El buitre era otra rapaz de renombre, era la encarnación de la diosa Nekhbet, una antiquísima deidad con más de 5.000 años de edad perteneciente a la I Dinastía del Alto Egipto; dicha diosa aparece en numerosos templos representada como un buitre con las alas extendidas sobre los faraones. El buitre también era representación de la gran diosa Mut de la ciudad de Karnak. Era un animal muy habitual en la joyería del Antiguo Egipto, siendo costumbre representar su efigie en oro en las diademas pertenecientes a la nobleza (ref. 2, 13 y 19).

No se puede hablar de los dioses avianos egipcios sin olvidar al dios Thoth, de cuerpo humano con cabeza de ibis, un ave muy común a orillas del Nilo de ancho cauce. Thoth era el «Dios de las Divinas Palabras», el dios de la enseñanza y patrón de los escribas (ref. 6 y 22). También tenemos al ganso u oca, animal sagrado del antiguo dios Amón / Amun, antiguo «dios Sol» que terminó “fusionándose” con la imagen de Ra, dando lugar a la figura del dios Amón-Ra, padre, rey y señor de todos los dioses. El ganso también es el animal sagrado del dios Seb o Geb, padre del dios Ra (ref. 2 y 15).

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La Genética es una ciencia muy querida…

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En el episodio anterior vimos que las aves tenían rasgos que las enlazan con sus lejanos parientes: garras minúsculas en sus transformados dedos; embriones que desarrollan manos de tres dedos con los dedos separados; embriones que en una etapa todavía más temprana desarrollan manos con “brotes” para ¡cinco dedos!; y por si fuera poco, conservan los genes necesarios para fabricar dientes, solo que aunque todavía funcionan algunos de tales genes, otros no lo hacen en absoluto.

Muy interesante todo ello, pero… ¿Con qué grupo animal están más emparentadas las aves? Así a pelo es una pregunta muy difícil de resolver. Las aves tienen plumas, cuando ningún otro bicho del planeta tiene plumas. Las aves también ponen huevos con cáscara, clara y yema; lo cual es el huevo propio de reptiles, pero también hay algunos mamíferos que ponen huevos similares, como el ornitorrinco y el equidna. Las aves son animales endotérmicos y homeotermos, es decir, que generan su propio calor corporal y además son capaces de regular la temperatura de sus cuerpos y de mantenerla estable, independientemente de los cambios térmicos del entorno; rasgo que caracteriza a los mamíferos por excelencia. Pero también tienen escamas en sus patas como las de los reptiles.

El ave secretario (Sagittarius serpentarius), localizado en el África Subsahariana. Debido a la degradación del hábitat, caza y comercio sus poblaciones se encuentran en declive, está en situación «Vulnerable» según la IUCN. Crédito: EKU

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Por otro lado tenemos lo visto en el episodio anterior, que nos permite afirmar que: los antepasados de las aves tenían garras en sus manos, que estas manos tenían tres dedos separados y que poseían dientes bien formados similares a los de los cocodrilos. Asimismo, el pseudogen ENAM de las aves es más parecido a la versión de dicho gen que se encuentra en los cocodrilos, la siguiente versión en parecido era la de los lagartos, seguida de mamíferos y anfibios; por su parte la versión del gen AMEL de las aves es más similar a la la versión del gen AMEL de los cocodrilos que respecto a la de otros animales.

Por lo tanto… ¿Quiénes son los parientes más próximos de las aves? Supongo que ya tendréis una idea, en principio, tomados en conjunto todos estos rasgos, parecen estar más próximas a los reptiles que a los mamíferos.

¿Hay alguna manera de corroborar dichas sospechas? Aunque nunca dije que en esta entrada no usaría el registro fósil, registro que no usamos en la anterior entrada, voy a seguir momentáneamente con ese juego. Venga, con un par ¿Cómo saber qué grupo animal es el más cercano a las aves sin usar ni un solo fósil? ¿Podemos hacerlo sin contar con ellos? Po’zí. Actualmente los científicos cuentan con la maravilla de las maravillas para descubrir los lazos de parentesco entre los organismos: la Genética, esa ciencia que se basa en el estudio de los genes y otros elementos presentes en esa gran maraña conocida como material genético, el DNA y el RNA.

Filogenia (relaciones de parentesco) de distintos animales basada en el gen AMEL «amelogenina». Crédito: (BMC Evolutionary Biology)

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¿Cómo se hacen estos estudios basados en el DNA? ¿Cuál es su base teórica? Imaginad que hacemos una visita a la T.I.A. porque allí el profesor Bacterio ha inventado una máquina especial, iba a servir para preparar café pero ha terminado llamándose «Clonadora de Lienzos». Este aparato funciona así: metemos un lienzo pintado en la máquina y nos lo clona en dos lienzos exactamente iguales ¡y no explota! ¿Qué tenemos que hacer ahora? Fácil, coger un lienzo en blanco, darle un trazo de pintura y meterlo en la máquina. Así conseguimos dos copias exactamente iguales. Después le damos cada copia a un colega distinto, para que ellos le den un trazo de pintura al gusto. Ahora cada lienzo tiene una cosa en común, mi trazo de pintura; y una cosa distinta, un lienzo tiene el trazo de pintura del colega A y el otro lienzo tiene el trazo de pintura del colega B.

A continuación, cada colega puede darle el lienzo a otro amigo, o bien puede clonarlo y dar cada copia a un amigo distinto. Estos amigos pintaran otra vez el lienzo a su gusto particular, antes de clonarlo y/o repartirlo de nuevo, repitiéndose este ciclo indefinidamente. Al final del proceso tendremos muchos lienzos muy diferentes. Sin embargo, veremos que todos tienen trazas comunes: aquellas que fueron clonadas. Si una traza fue clonada muy pronto, como la nuestra, estará en muchos cuadros. Si una traza fue clonada muy tarde, estará en pocos cuadros. Gracias a ello, podremos clasificar los distintos cuadros en base a su parecido y saber qué cuadro está más emparentado con otro cuadro.

Con esta historia que nos ha venido que ni pintada podemos saltar a los genes, cuya historia es más o menos la misma. En el mundo real… ¿Qué es la «Clonadora de Lienzos»? Nosotros los seres vivos, que nos reproducimos y multiplicamos ¿Qué son los lienzos? Los genes que forman parte de nosotros ¿Qué son los trazos de pinturas? Las mutaciones, que quedan “pintadas” en los genes, a veces como un recuerdo para la posteridad. Así que de igual forma que nosotros podemos clasificar a los cuadros en base a su parecido y sus trazos comunes, los científicos pueden clasificar y ordenar los genes en base a su parecido y sus “mutaciones” comunes; pudiendo saber de este modo qué gen está más emparentado con otro gen. El siguiente paso es importante, si cada gen pertenece a una especie distinta, al ordenar los genes por parentesco, automáticamente estamos ordenando sus especies por parentesco.

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… también una ciencia chivata y delatora…

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De este modo los científicos estudian las relaciones de parentesco entre distintas especies. En el caso del mundo aviar, dichos estudios coinciden en su conclusión principal: sea un estudio basado en elementos genéticos presentes en la factoría energética de las células, las mitocondrias, llamados 12S rRNA o 16S rRNA, sea un gen llamado α-enolasa (ref. 5); sean estudios basados en un montón de genes presentes en las mitocondrias en conjunto con varios tipos de rRNA y tRNA (ref. 12); o bien usen el trabajo compilado de un montón de estudios genéticos (ref. 8)… el resultado ha sido el mismo. La idea que quiero dar es la siguiente: en las últimas décadas se han realizado muchos estudios genéticos para desentrañar el origen de las aves, se han empleado los más dispares elementos genéticos. Y aún así todos los estudios indican lo mismo: las aves son reptiles (ref. 5, 8 y 12).

Ojito con lo dicho. NO se está diciendo que las aves tengan un ancestro común con los reptiles. No, no se está diciendo eso. Se está diciendo que las aves forman parte de los reptiles y que son reptiles; al igual que nosotros formamos parte de los mamíferos y que somos mamíferos. Pero dichos estudios no se conforman con afirmar que las aves son reptiles, sino que alcanzan a decir que los parientes vivos más próximos de las aves son los cocodrilos. Si profundizamos en el tema alcanzamos cotas interesantes, el ancestro común de las aves y los cocodrilos es más moderno que el ancestro común que existe entre el grupo [aves-cocodrilos] y las tortugas. Pero las conclusiones de dichas investigaciones no acaban aquí, sino que permiten afirmar que el ancestro común del grupo [aves – cocodrilos – tortugas] es más moderno que el ancestro común que une este grupo con el grupo [lagartos – tuátaras – serpientes]. En conclusión, por mucha pluma que tengan, las aves son reptiles de pura cepa. Y la genética es tajante ante dicha afirmación (ref. 5, 7, 8 y 12).

Filogenia (relaciones de parentesco) de las aves con otros grupos animales en base a los elementos: 12S rRNA, 16S rRNA y α-enolasa. Coloreado y traducido para facilitar su lectura. Crédito: (ref. 5).

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Así pues, según diversos estudios genéticos las aves son reptiles. Tal y como nosotros, los primates humanos, somos mamíferos. Y de todos los reptiles vivos conocidos, los parientes más cercanos de las aves son los cocodrilos. Se use el elemento genético que se use, todos esos estudios vienen a situar a las aves dentro de los reptiles. Como ejemplo a añadir en la colección, esta es la misma conclusión que se obtiene al usar el gen BNP, encargado de fabricar una hormona llamada «péptido natriurético tipo B» y que tiene un papel de importancia en la regulación cardiovascular. Pues bueno, cuando se comparan y se ordenan en base a sus similitudes y diferencias los genes BNP de un montón de bichos… pues dicha clasificación nos introduce a las aves dentro del grupo de los reptiles, otra vez (ref. 20).

Otro dato adicional que acerca las aves a los reptiles también deriva de la genética. Pero esta vez no estudiamos ningún vertebrado. Sino a los parásitos causantes de la malaria, que no solo atacan a mamíferos como nosotros, también a aves y reptiles. Dichos parásitos se llaman Plasmodium y Haemophilus; e infectan los glóbulos rojos (también llamados eritrocitos) de la sangre. Los glóbulos rojos de aves y reptiles son muy parecidos entre sí (tienen núcleo) y no son tan parecidos a los glóbulos rojos de mamífero (sin núcleo). Al mismo tiempo, cuanto más emparentados están los grupos animales más se parecen sus glóbulos rojos entre sí ¿Cómo afecta esto a la evolución de los parásitos de la malaria? Una vez un parásito como este “aprende” a infectar un tipo de animal, es fácil que evolucione rápidamente para infectar al resto sus parientes. Por ello, al estudiar genéticamente a tales parásitos, puede verse que sus linajes se superponen de forma aproximada con el parentesco de los animales que infectan. Y como es de esperar, las aves aparecen muy cercanas a los reptiles (ref. 14).

Filogenia (relaciones de parentesco) de: A. Diversos animales en base al gen BNP «péptido natriurético tipo B», créd.: (ref. 20). B. Parásitos causantes de la malaria (Plasmodium y Haemophilus) que parasitan distintos animales (la imagen está simplificada, la completa aquí), créd.: (ref. 14).

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Pero los parásitos, en general, no son buen material para este tipo de estudios, ya que sus ciclos de vida pueden ser tan complejos y conviven en un mundo tan rico en especies de organismos, que pueden “saltar” de un grupo de organismos a otro sin ninguna vergüenza. De hecho en otro grupo de protozoos parásitos, llamados criptosporidios (Cryptosporidium), su estudio genético crea un árbol filogenético que otorga una de cal y otra de arena; ya que aunque encontramos a los especialistas de mamíferos formando un conjunto y a los especialistas en aves y reptiles en otro; tampoco recrea perfectamente la filogenia de dichos grupos e introduce un grupito de parásitos de mamíferos como “hermanos” de parásitos de reptiles (ref. 23).

Filogenia (relaciones de parentesco) de los parásitos del género Cryptosporidium. Crédito: (ref. 23).

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… capaz de aliarse a fósiles impresionantes…

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Dango un giro de tuerca más, ya que en este episodio tengo permiso para usar los fósiles no me voy a andar con chiquitas, hablaremos de uno de los hallazgos más impresionantes de toda la historia de la paleontología: el descubrimiento de material orgánico en fósiles del «tiránico rey saurio», el impresionante, el colosal, el magnífico, el señor supremo de la evolución, el Tyrannosaurus rex. Y quien no esté de acuerdo que se vaya a cazar ornitorrincos. Que se haya extinguido no prueba que el mundo no estuviera hecho para él, sino que el mundo no podía soportar tanta magnificencia ;o)

Ese prodigioso descubrimiento fue publicado en Science por un equipo científico encabezado por la Dra. Mary H. Schweitzer, del Departamento de Ciencias Marinas, Terrestres y Atmosféricas de la North Carolina State University (USA); experta en el estudio y preservación de material orgánico en fósiles. Aquel hallazgo se corresponde con un fósil excelentemente bien conservado del «tiránico rey saurio», de 65 millones de años de edad, hallado en la Formación de Hell Creek «Arroyo Infernal» (Montana, USA). El estudio empezó de forma rutinaria: querían analizar químicamente el interior del fémur fósil. Y terminó de forma increíble: hallaron estructuras que recordaban a células, vasos sanguíneos, fibras y otras “cosas” que parecían orgánicas en textura, forma y composición. Como contraste sometieron algunos huesos de avestruz al mismo tratamiento de dichos fósiles… ¡y obtuvieron cosas muy parecidas! (ref. 16).

Quiero que conste en acta: no encontraron DNA ni sangre ni nada que permita clonar al bicho, sino restos degradados de algo que todavía se mantenía orgánico. Aún así todo ello era demasiado como para ser aceptado fácilmente por la comunidad científica y además requería de explicación.

Trabajos de la Dra. Schweitzer (2005). B. Fragmento óseo desmineralizado del fósil de Tyrannosaurus rex. G. ¿posible vaso sanguíneo fósil?. H. Vaso sanguíneo de hueso de avestruz después de haber sufrido el mismo tratamiento que el fósil. Crédito: Science, (ref. 16).

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A raíz de aquel descubrimiento el movimiento político-social llamado creacionismo, ese mismo movimiento que afirma que el hombre convivió con dragones que escupían fuego, se movió para promover sus ideales. Irónicamente, mientras que los científicos dudaban de que realmente se hubiera hallado material orgánico de 65 millones de años de edad; los creacionistas enseguida afirmaron que era material orgánico sí o sí y que eso probaba que los métodos de datación, usados cientos de veces con éxito anteriormente, eran un fracaso y no servían para nada. Hubiera sido interesante, pero no intentaron publicar ningún artículo de carácter científico que probase sus afirmaciones. Por lo que no aportaron nada nuevo a la humanidad.

Algo muy distinto al mundo académico. Ya que a partir de su hallazgo, la Dra. Schweitzer y su equipo siguieron investigando fósiles de distintas eras, su composición y preservación. Sus resultados dan pie a la sospecha de que se había subestimado la capacidad del tejido orgánico para sobrevivir en material fosilizado durante millones de años, aunque sea de forma residual. Fenómeno que no debía ser frecuente pero que tampoco era tan remotamente improbable como se pensaba (ref. 17). Por alguna razón el movimiento creacionista no otorgó publicidad alguna a los nuevos resultados de dicho equipo de investigación, ese mismo equipo cuyos hallazgos “divulgaron” tan alegremente dos años antes.

Por otro lado, también había científicos que no terminaban de creerse que la materia orgánica pudiera sobrevivir tanto tiempo. Y tal y como se hace en ciencia, estaban dispuestos a demostrar dicha tesis.  Como siempre se hace, sus investigaciones se publicaron en revistas científicas, con sus correspondientes pruebas y dispuestas a disposición de la comunidad científica para su contrastación. Algunos de dichos estudiosos propusieron que aquello en realidad eran los restos de una capa bacteriana alterada por los análisis. En sus publicaciones presentaron varias estructuras de origen bacteriano parecidas a lo que vieron la Dra. Schweitzer y su equipo, sentando una duda razonable (ref. 9). Al mismo tiempo dicha investigadora publicaba en Science (sí, otra vez)… ¡que habían aislado proteínas de aquel fósil de T. rex! Aquellas proteínas eran un componente habitual del cuerpo de los vertebrados, reciben el nombre de colágeno y son el ingrediente habitual de las gelatinas que los valientes comen como postre en nuestros hogares (ref. 1).

Trabajos del Dr. Kaye y col (2008). De A a C, estructuras que recuerdan a vasos sanguíneos obtenidas de huesos sobre los cuáles han crecido películas bacterianas. Crédito: PloS One (ref. 9).

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Lo bueno de los duelos científicos es que como han de ir acompañados de pruebas, los contra-argumentos pueden ser tan sensacionales como brutales. En el año 2009 la Dra. Schweitzer y su equipo volvieron a publicar, como era costumbre, en la prestigiosa Science una jugada maestra: el hallazgo de materia orgánica en otro dinosaurio muy bien conservado, un hadrosaurio llamado Brachylophosaurus canadensis de 80 millones de años de edad. Además, esta vez hicieron un buen trabajo desde el principio. Como comentó el Paleofreak en su día, participaron prestigiosas instituciones: North Carolina State University (Raleigh), Harvard University (Cambridge), Montana State University (Bozeman), Beth Israel Deaconess Medical Center (Boston) y el Museum of the Rockies (Bozeman). Y también fueron más lejos que en su primer trabajo: extrajeron el mismo tipo de proteína que habían sacado del T. rex, colágeno, además detectaron otras proteínas como laminina o elastina. Para terminar, las estructuras orgánicas que hallaron se explicaban más fácilmente vía tejido orgánico preservado que con la hipótesis del biofilm o capa bacteriana (ref. 11 y 18).

Pero el golpe letal a la hipótesis bacteriana llegó con el estudio comparativo del colágeno del tiranosaurio y el hadrosaurio; junto al de un montón de bichos más. No era un estudio genético, pero la base era la misma: comparar el colágeno de un montón de especies y ordenar el resultado según el parecido ¿La conclusión? Los mamíferos se agrupaban en un conjunto, los anfibios en otro y los reptiles en otro, como era de esperar. Ahora lo bueno: el gallo (Gallus) y el avestruz (Struthio) formaban un grupito; el tiranosaurio y el hadrosaurio otro grupito… y tanto aves como dinosaurios podían unirse en un grupo mayor. El siguiente pariente cercano de la lista era el aligator, una especie de cocodrilo. Y después otro reptil, un lagarto llamado Anolis. Con lo cual, otra vez vemos que las aves son reptiles. Y comprobamos de nuevo que sus parientes vivos más cercanos son los cocodrilos, pero es que resulta que tenían un parentesco aún más estrecho con los dinosaurios (ref. 11 y 18).

Filogenia (relaciones de parentesco) de diversos grupos animales en base al trabajo realizado por la Dra. Schweitzer y col (2009) con el colágeno. Nótese la posición de las aves (Gallus y Struthio). Crédito: Science (ref. 18).

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… para estudiar las aves modernas…

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Pero la biología molecular, sea la genética o el estudio comparado de proteínas, sigue aportando datos interesantes. Todas las aves modernas y vivas actualmente, si las comparamos con el registro fósil, pueden englobarse en un único grupo de aves conocido como Neornithes, que significa «aves nuevas», en referencia a que son el último grupo de aves en aparecer sobre el planeta. Por ello, cada vez que hablemos de Neornithes, estaremos hablando de nuestras aves.

Tradicionalmente, antes de la llegada de los estudios genéticos, los estudios de parentesco entre las Neornithes habían sido realizados en base a la anatomía. El elemento que los ornitólogos consideraron más importante para realizar dichos estudios fueron algunos huesos de la mandíbula. Por ello, cuando aquellas antiguas investigaciones dividieron a las aves actuales en dos grupos, fueron nombrados de la siguiente manera (ref. 21):

  • Las Palaeognathae «mandíbulas antiguas», que son las ratites (avestruz, ñandú, emú, casuario y kiwi). Además fueron consideradas las más antiguas de todas las aves actuales (ref. 21).
  • Y las Neognathae «mandíbulas nuevas», que incluyen a todas las demás (ref. 21).

Otra forma de ver las aves. Izquierda, ejemplo de Palaeognathae, polluelos del ave de huevos azul-verdoso llamada emú (Dromaius novaehollandiae); créd.: tamilnaduemubird. Derecha, ejemplos de Neognathae, polluelos del cernícalo del Amur (Falco amurensis), créd.: kestreling.com

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Luego llegó la genética para revolucionarlo todo. Y tal fue la revolución que los primeros estudios genéticos tenían resultados contradictorios. Mientras que algunas investigaciones decían que uno de nuestros grupos de aves modernas, las Neognathae, eran un linaje verdadero; otras investigaciones, por el contrario, decían que las Neognathae en realidad eran un cajón de sastre formado por muchos linajes distintos. Para solucionar dicho entuerto, en los últimos años se han depurado las técnicas y se ha aumentado el número de especies a analizar, para evitar que una posible carencia de material enturbie los resultados. Estos estudios genéticos se han basado en: genes presentes en las mitocondrias conocidos como 12S rRNA, 16S rRNA o tRNAval (ref. 21); o bien en el gen celular conocido como RAG-1 (ref. 24); o bien empleando distintos genes del núcleo celular recogidos en 169 especies diferentes de aves (ref. 4).

Pero no solo la genética evoluciona, también lo han hecho las técnicas tradicionales basadas en la anatomía, cuyas principales innovaciones han sido: (1) la modernización de las técnicas de análisis y (2) el uso de una ingente cantidad de información acumulada en las investigaciones publicadas durante los dos últimos siglos (ref. 10).

Todos esos estudios vienen a contar lo mismo: que de acuerdo con los estudios tradicionales basados en la anatomía, las Palaeognathae (esas aves que incluyen al avestruz, ñandú, emú, casuario y kiwi), son un grupo de aves que forma un linaje propio y antiguo. Pero los estudios modernos también incluyen en dicho grupo a las Tinamiformes, un conjunto de aves formado por el tinamú y sus parientes, un plumífero que parece una perdiz o codorniz ¡pero qué no lo es! (ref. 4, 10 y 21).

Tinamú grande o tinamú oliváceo (Tinamus major), de Centroamérica y Sudamérica. El nuevo miembro de las Palaeognathae. Crédito: Internet Bird Collection

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Otra conclusión interesante de tales investigaciones también coincide con los estudios tradicionales y solventa la contradicción de los primeros estudios genéticos. Las Neognathae, quitando a los tinamúes, son otro linaje de aves, tal y como decía la anatomía tradicional. Sin embargo, las Neognathae a su vez pueden ser divididas en dos grupos principales, formando dos grandes bloques (ref. 4, 10 y 21):

  • Uno de estos grupos recibe el nombre de Galloanserae, es el más antiguo y está subdividido a su vez en Galliformes (codornices, gallos, pavos, perdices…) y en Anseriformes (cercetas, cisnes, gansos, patos…) (ref. 4, 10 y 21).
  • El otro grupo que nos queda son las Neoaves, que incluiría a todas las demás y sería el más moderno de todos (ref. 4, 10 y 21).

Otra forma de ver las aves. Izquierda, una Palaeognathae, polluelo de casuario (Casuarius sp), créd.: nerdbirder. Centro, una Galloanserae, polluelo de urogallo (Tetrao urogallus), créd.: ARKive. Derecha, unas cuantas Neoaves, polluelos de herrerillo (Parus caeruleus), créd.: BirdGuides.

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Para completar esta actualizada visión del mundo aviar, a continuación presentamos uno de los árboles filogenéticos más modernos realizados para clasificar a las aves actuales, que fue publicado en la revista Science y que presentamos traducido para vosotros, estimados lectores. Este se lee como si fuera un árbol genealógico, pero en el que solo vemos los nombres de los descendientes y las líneas que los relacionan unos con otros (ref. 4). Echadle un breve vistazo (está más abajo) y de paso mirad la tabla de convergencia evolutiva que publicamos en esta entrada. Ahora sí que se puede apreciar bien el lejano parentesco entre las aves presentadas.

FAQ. Si este árbol os parece un tanto lioso, a continuación expongo esto para intentar solventar las dudas que puedan surgir. Si aún así quedan cosas en el aire, no dudéis en preguntar en los comentarios.

  • ¿Qué indican los nodos? Los nodos son los puntos donde se unen dos ramas e indican el grado de parentesco. Si dos grupos de aves necesitan pocos nodos para unirse, significa que están muy emparentadas (ejemplo, pájaros y loros); a mayor número de nodos necesarios para unir dos grupos de aves, menos emparentadas estarán.
  • ¿Qué significan esos nombres escritos con letra tan pequeñita y a la derecha? Si te estás refiriendo a nombres como “pájaros”, “loros”, “halcones”, etc., quiere decir que estás visualizando los nombres de las aves estudiadas. Si entiendes de aves, échale un ojo porque te va a gustar. Si estos nombres te suenan a chino, te recomiendo googlear porque conocerás aves muy interesantes.
  • ¿Qué son esos rectángulos coloreados con letras dentro? Es el grupo en el que fueron clasificadas esas aves cuyos nombres vemos a la derecha. Tenemos tres clasificaciones distintas, una por columna, cada una realizada por un grupo de científicos diferente, cuyo nombre aparece arriba del todo y en negrita (Peters, Sibley & Monroe, Livezey & Zusi).
  • ¿Por qué algunos rectángulos coloreados se repiten de derecha a izquierda? Porque dos o más autores clasificaron a dichas aves igual.
  • ¿Y por qué algunos rectángulos se repiten de arriba abajo? Porque ese autor consideró que esas aves, cuyos nombres están a la derecha, pertenecían al mismo grupo.
  • ¿Por qué algunas ramas del árbol están coloreadas? Para poder ver los principales linajes de aves con un simple golpe de vista. Cada gran linaje se corresponde con un color de las ramas. Además, es muy útil combinar esto con los rectángulos coloreados.
  • ¿Para qué? Para ver cómo de acertados estuvieron aquellos autores antes de este estudio.
  • ¿Y cómo veo eso? Por ejemplo, elige una sola columna y mira los rectángulos que tienen el mismo color en la dirección arriba – abajo.
  • Vale, ya está hecho ¿Y ahora? Ahora mira si esos rectángulos con el mismo color se van uniendo entre sí mediante los nodos. Si los rectángulos del mismo color se unen en nodos próximos, significa que los autores estuvieron acertados, ya que incluyeron dentro del mismo grupo de aves a animales estrechamente emparentados.
  • No me aclaro ¿algún ejemplo fácil? Vale, en la primera columna busca los rectángulos de color verde claro donde pone PIC con letras negras, a la derecha verás que este grupo incluye a animales como “bucos y jacamarás” y “mieleros y carpinteros”. Vale, ¿te das cuenta que se unen enseguida en un nodo? Eso significa que el científico que los clasificó acertó, porque puso a esos animales en el mismo grupo (PIC) y este estudio nos dice que esos animales son parientes muy próximos (porque se unen muy pronto entre sí).

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Bueno estimados lectores. Os dejo acá este precioso mapa filogenético que nos cuenta las relaciones de parentesco entre las aves modernas. Sacado de la revista Science, porque aquí si hacemos las cosas como FSM manda ;o) (ref. 4) ¡Disfrutadlo!

ÁRBOL FILOGENÉTICO DE LAS AVES MODERNAS

Y aquí acabamos. En esta entrada nos hemos dedicado a repasar la genética de las aves, una herramienta excelente para conocer las relaciones de parentesco entre seres vivos. Los estudios genéticos de los vertebrados actuales, se hagan con elementos genéticos del núcleo o de la mitocondria, se hagan con unos genes u otros, se hagan del derecho o del revés, para los científicos siempre dicen lo mismo: las aves son reptiles. Después unos fósiles súper-chachis de tiranosaurio y hadrosaurio han permitido a los biólogos disponer de colágeno datado en más de 60 millones de años de edad, cuyo estudio permite asignar a los dinosaurios como “hermanos” de las aves y a los cocodrilos como “primos” de ambos. Finalmente, cuando vamos al detalle, la genética descubre que los taxónomos y los biólogos evolutivos de tontos no tienen un pelo, porque la genética ha corroborado muchas de las ideas que se tenían previamente acerca de clasificación de las aves modernas. En fin, una maravilla ¡qué requiere de más estudios! Pero no acabamos aquí con las aves, en el próximo episodio por fin visitaremos el registro fósil de los plumíferos, no se pierdan: “Érase una vez (3) las Aves (IV). Registro fósil, destino:  Terciario”.

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Entradas relacionadas:

  • Érase una vez (2) los Proboscídeos. Elefantes y Mastodontes: (I), (II)(III)

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BONUS TRACK. Los Trotamúsicos – Koki, eres el rey del corral (1989). Para los nostálgicos como yo, que no pueden olvidar los buenos viejos tiempos… Y pulsando aquí un vídeo dedicado a nuestros bienamados mandamases…

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Referencias.


  1. 26 julio, 2012 en 6:50

    Me encantan los artículos “Erase una Vez”, espero ansioso el próximo!!! =D

    Recuerdo que desde pequeño me preguntaba cómo hacían los científicos para clasificar a los animales, porque era evidente que no sólo se fijaban en cuán parecidos se veían, jaja. Con artículos como estos es que se despejan estas dudas =)

    Excelente trabajo!

  2. Francisco Blázquez
    26 julio, 2012 en 10:40

    Extraordinario. Uno de los mejores artículos divulgativos sobre evolución que he leído. Lo de los lienzos es magnífico para entender “el pasado oculto de lo que vemos”. Lo aplicaré en mis clases. Felicidades.

  3. 26 julio, 2012 en 11:45

    Sigo maravillado de vuestro trabajo!

  4. 26 julio, 2012 en 17:49

    ¡Fantástico! Sencillamente, ¡un artículo fantástico!

  5. 26 julio, 2012 en 19:34

    Muchas gracias a todos \(^_^)/

  6. Albireo
    27 julio, 2012 en 11:10

    Cnidus: es un artículo buenísimo. Te felicito por tu talento.

  7. 27 julio, 2012 en 20:25

    ¡Gracias Albireo! Joer, me vais a sonrojar entre todos :mrgreen:

  8. Miguelón
    28 julio, 2012 en 11:16

    Pues que así sea, Cnidus. Yo no me quedaría tranquilo sabiendo que mi única participación en esta serie de entradas fuera por haberte hecho una corrección (trivial, por otra parte) y al mismo tiempo me hubiera callado cuánto disfruto con ellas (y en particular con estas últimas dedicadas a las aves).;)

    Así que me uno al coro de elogios. Y totalmente de acuerdo con Francisco; La metáfora de los lienzos: Soberbia.

  9. Kimalainen
    29 julio, 2012 en 9:43

    Cnidus, fantástico artículo (de una fantástica serie, he de decir). Me ha suscitado una pregunta, de todos modos: has justificado bien que las aves son reptiles, pero ¿no se podría utilizar el mismo argumento para afirmar que los mamíferos son reptiles, los reptiles son anfibios, los anfibios son peces y por tanto esta clasificación no tiene mucho sentido?
    Un saludo.

  10. 29 julio, 2012 en 10:04

    Muchas gracias Miguelón y Kimalainen 😀

    Muy buenas preguntas Kimalainen. Jo, eso mismo me preguntaba yo tiempo ha, jeje.

    Cuando se dice que las aves son reptiles, al mismo tiempo estamos diciendo que las aves pertenecen al grupo animal cuyo ancestro común originó a todos los reptiles modernos (aves incluídas). En ese sentido, los reptiles son un grupo monofilético, ya que todos los descendientes de aquel ancestro se pueden llamar reptiles sin ningún tipo de vergüenza.

    Pero esto no pasa en otros grupos animales. Si por reptiles entendemos a todos los animales actuales englobados en el conjunto Reptilia, el ancestro común desde el cuál descienden todos los mamíferos y el ancestro común desde el cuál descienden todos los reptiles no son el mismo animal. De hecho el conjunto que incluye al ancestro de mamíferos y “reptiles semejantes a mamíferos” (nótese las comillas) es Synapsida; mientras que el de los reptiles actuales es Reptilia.

    Ahora bien, ¿pero no existe también un ancestro entre Synapsida y Reptilia? Pues va a ser que sí, pero ya no hablaríamos de reptiles (si por estos entendemos a aquellos animales que se incluyen en Reptilia), sino que tendríamos que hablar de Reptiliomorpha (con forma de reptil).

    Por lo tanto, los mamíferos no serían reptiles, pero mamíferos y reptiles sí serían reptiliomorfos. De igual manera, reptiliomorfos y anfibios se incluyen en el conjunto Tetrapoda (los tetrápodos de toda la vida), ya que sería un tetrápoda el ancestro de reptiliomorfos y anfibios (un ancestro que aunque recuerda a una salamandra, no lo sería, ya que sería tan distinto de los anfibios como lo sería de los reptiliomorfos). Yendo más lejos, Ichthyostega no podríamos considerarlo un anfibio ni tampoco un tetrápodo, forma parte de un conjunto mayor del que se originaría el subconjunto de los tetrápodos: Sarcopterigios; que incluye peces de aletas lobuladas y vertebrados terrestres.

    Así pues no somos reptiles sino reptiliomorfos, no somos anfibios pero sí tetrápodos, asimismo tampoco somos peces pero sí sarcopterigios.

    Y el grupo peces como tal no existe en biología, porque existen linajes de “peces” más diferentes entre sí que diferentes son una lubina y un camello 😉

  11. Kimalainen
    29 julio, 2012 en 11:45

    ¡Caray, qué rapidez contestando! Muchas gracias, Cnidus, tu explicación y una pequeña búsqueda en Google para profundizar en los conceptos que has utilizado me han aclarado absolutamente todo y algo más.
    ¡Por favor, no dejéis nunca vuestra labor divulgativa!

  12. silver price
    4 agosto, 2012 en 15:54

    En el capítulo 2 se muestra que cada estructura y órgano debe estar representado por medio de información en el nivel genético, escrita con un alfabeto químico dentro de las largas moléculas de ADN. Es evidente que la información necesaria para codificar la construcción de una pluma es de un orden sustancialmente diferente que la información necesaria para una escama. Para que las escamas hayan evolucionado hasta convertirse en plumas significa que debe haberse creado una gran cantidad de información genética en el ADN de las aves que no estaba presente en el de sus supuestos antepasados reptiles.

  13. 4 agosto, 2012 en 18:08

    silver price,

    No tiene porque requerirse una mayor cantidad de información genética. Muchas veces no importa la cantidad, sino como se organiza el material genético disponible, ya que basta con estructurar de otra manera la forma que tienen los mismos genes para manifestarse para que, como resultado, conviertas una estructura en otra estructura. De hecho pelos, escamas y plumas tienen varias rutas de desarrollo comunes.

    Por lo que si una pluma y una escama son equivalentes, no es tan importante la cantidad de información genética que hay detrás de cada uno, sino el orden que sigue tal información genética para expresarse, los tiempos que dura cada expresion, la intensidad de cada expresión y los efectos de tales expresiones sobre la regulación de otros elementos genéticos. Muchas veces basta silenciar unos elementos genéticos y potenciar otros para cambiar el patrón de regulación genética del desarrollo haciendo posible convertir un elemento en otro elemento. El maíz es un buen ejemplo de ello: pulsar aquí.

    Por otro lado, nada de “supuestos” antepasados. Las aves son reptiles. No “supuestamente”, sino fehacientemente. En esta entrada lo demuestro.

    Yendo más lejos y adelantando brevemente futuras entradas: seguro que los antepasados reptilianos más directos de las aves tuvieron plumas. Por ello la cuestión no es buscar como las aves originaron sus plumas a partir de las escamas de los reptiles; sino que la verdadera cuestión reside en buscar el origen de la pluma de los reptiles no avianos a partir de otros reptiles no avianos.

    De todos modos a este tema le dedicaré una entrada. Por lo que no creo conveniente extenderse en este tema aquí y ahora, para sí hacerlo en esa futura entrada que publicaré llegado el momento.

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