miércoles, 4 de febrero de 2015

La isla de los dinosaurios enanos

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Cráneo de Telmatosaurus transilvanicus dibujado por Franz Nopcsa en 1935 en su obra Dinosaurierreste aus Siebenbürgen. Licensed for Public Domain.
El año pasado, o hace dos meses, hablé de los objetos y campos de estudio de la paleontología y de la paleobiología. En aquella ocasión referí a esas definiciones para hablar sobre la primera reconstrucción paleoecológica realizada de manera gráfica, la acuarela en vista tipo acuario de En el Antiguo Dorset. Sin embargo, ése no fue el primer trabajo paleobiológico realizado. Esa historia tendría lugar en Europa Oriental, en lo que antes se conocía como el Imperio Austro-húngaro.

Franz Nopcsa (1877-1930) fue el primer paleobiólogo de la historia, pues trató de entender la fisiología y ecología de los dinosaurios sin haber tenido la fortuna de haberlos observado vivos. Para comprender lo revolucionario de sus ideas, es importante tener en cuenta el contexto del consenso científico en su época, resumido en cuatro fechas claves:
  • 1796. La paleontología, entendida como el estudio de los fósiles considerados como evidencias de una vida del pasado, tuvo sus inicios en la escuela pitagórica de la Antigua Grecia. Si bien, el origen orgánico de los fósiles es una idea bastante antigua, se consolidó de manera científica tras el trabajo del naturalista francés Georges Cuvier (1769-1832), quien estableció que los fósiles no representaban solamente vestigios de vida del pasado, sino que los fósiles que carecían de un semejante en nuestros tiempos pertenecían a grupos de animales y plantas que se habían extinto. Esta fue la primera explicación sobre la naturaleza de los fósiles; la obra titulada Memoire sur les especes d'Elephants tant vivantes que fossiles (Memoria sobre las especies de elefantes tanto vivientes como fósiles) fue publicada en 1796.
  • 1842. El grupo Dinosauria fue creado en 1842 por el biólogo, anatomista comparativo y paleontólogo británico Sir Richard Owen (1804-1892), como una tribu o suborden dentro del orden de los Saurios (lagartos y lagartijas) en la clase de los Reptiles. Este grupo justificaba su creación al considerarse el primer gran grupo de organismos completamente extintos.
  • 1859. La selección natural como mecanismo detrás de los cambios de los seres vivos con el paso de las generaciones (o evolución, una idea que ya empezaba a flotar en las mentes de los naturalistas del siglo XIX) fue finalmente publicada en el año 1859 por Charles Darwin (1809-1882) en su obra El Origen de las especies, idea concebida gracias al viaje de circunnavegación que realizó Darwin en su juventud.
  • 1863. En el año 1863, Richard Owen describía el primer ejemplar descubierto de Archaeopteryx litographica, los restos fósiles de una "ave" encontrada en una cantera de Alemania; era indudable que poseía elementos tanto de las aves como de los reptiles, indicando que las aves habían evolucionado a partir de ancestros reptiles. Charles Darwin añadiría el descubrimiento en una edición posterior de su obra y este hallazgo sería utilizado como una prueba irrefutable de la existencia de la evolución.
Reconstrucción de Polacanthus foxii por Franz Nopcsa. 1933. Licensed under Public Domain via Wikimedia Commons.

El estudio de los fósiles se centraba en la explicación de su origen y de cómo el entendimiento de estos permitiría reconstruir el árbol genealógico de todos los seres vivos del planeta. Sin embargo, poco se hacía por entender en realidad la naturaleza de los fósiles.

En el año de 1895, el aristócrata húngaro Franz Nopcsa visitaba una cuenca cercana a su ciudad natal, Sacele, en la actual Rumania, cerca de Transilvania. Nopcsa junto con su hermana menor Ilona encontraron dentro de la cuenca de Haţeg (pronunciada más o menos *Hatseg) fósiles de un vertebrado. Enviaron los huesos al profesor Eduard Suess en la Universidad de Viena quien confirmó que se trataban de huesos de dinosaurio. Este hecho decisivo convencería a Nopcsa de estudiar zoología con el profesor Suess y para la edad de 22 años impartía la primera cátedra sobre dinosaurios de la Universidad, enfocada principalmente a los dinosaurios transilvanos.

Los estudios de la geología de la cuenca permitieron a Nopcsa identificar la estructura como los restos de una isla mesozoica. La secuencia geológica de la cuenca daba cuenta de cómo en medio de lo que antes era un arrecife de coral emergió una isla volcánica durante el periodo Cretácico que albergó dinosaurios desde el Cenomaniano (hace 93 millones de años) hasta el Maastrichtiano (última edad del Cretácico, que terminó hace 64.5 millones de años). Lo peculiar de la isla de Haţeg era su fauna: parecían ser dinosaurios enanos.
Mapa mostrando la localización de la isla de Hateg en el Cretácico tardío (marcada como Hateg Basin). Por Mark Witton, 2005, Licensed under Commons 2.5

El primer hallazgo de este enanismo correspondía precisamente al que encontró Nopcsa en 1895; se trataba de un saurópodo del grupo de los titanosaurios, grandes dinosaurios cuadrúpedos de largos cuellos, famosos por sus descomunales tamaños. Fuera de la cuenca de Haţeg, los titanosaurios alcanzaban longitudes de hasta 30 metros, pero el saurópodo de la cuenca alcanzaba cuando más 6 metros de largo en su estado adulto. 

En 1915 publicó la descripción de este saurópodo al que denominó Titanosaurus daucus, especie que se encontraba fuera y dentro de la cuenca. Nopcsa hipotetizó que, debido a los aún más escasos recursos de la isla, los vertebrados se veían forzados por la presión ambiental a reducir sus tamaños con el paso de las generaciones a una tasa acelerada para poder sostener así una población sana, generando con el tiempo una especie enana local. A esta hipótesis se le conoció como «enanismo insular» y, tras varios estudios en la misma región de Transilvania, se ha confirmado este fenómeno; Nopcsa llamó a esta nueva ciencia "paleofisiología".

En 1932, el paleontólogo alemán Friedrich von Huene (1875-1969), quien alcanzó el récord de designar la mayor cantidad de especies de dinosaurios europeas en el siglo XX, cambió el nombre, como venía siendo su costumbre, de la especie enana de Titanosaurus daucus como Magyarosaurus daucus y otras dos especies: Magyarosaurus transsylvanicus y Magyarosaurus hungaricus, esta última una especie la más grande y rara. Huene asumió que el tamaño enano de esta especie era propio de este saurópodo titanosaurio y no una variación local de los titanosaurios de afuera de la cuenca. Pero esto no quería decir que el enanismo insular no fuera cierto; por el contrario, era la única razón para que estos titanosaurios fueran pequeños en la isla: el efecto insular generaba especiación (separación de un linaje en dos).
Friederich von Huene (izq.) con un ejemplar de dicinodonte del
género Stahleckeria, en la Universidad de  Tübingen.
Licensed under Public Domain via Wikimedia Commons.

Esta idea fue confirmada en el año 2010 en un estudio donde se evaluó la hipótesis de que, debido a que M. hungaricus era una especie más grande que M. daucus, probablemente se trataba de ejemplares juveniles y adultos más que de un caso de enanismo. Para abordar el problema se pusieron a estudiar los anillos de crecimiento en los huesos largos (húmero, ulna, radio, fémur, tibia y fíbula) de M. daucus. La histología ósea, es decir, la constitución de las células óseas, refleja no solamente la edad de los dinosaurios, sino también una tasa de crecimiento aproximada. De este modo, la histología ósea de dinosaurios de la misma edad es similar; el único ejemplar de M. hungaricus incluido en el estudio se alejó por mucho de la tendencia de crecimiento de los M. daucus, concluyendo que en efecto M. daucus era un saurópodo enano con una tasa metabólica más alta que la de M. hungaricus y que probablemente se trate éste de un género de titanosaurio diferente.

Las explicaciones propuestas para el origen de esta segunda especie son: 1) o bien, durante un descenso en el nivel del mar el tamaño de la isla aumentó y permitió que por un breve periodo de tiempo pudieran sostenerse poblaciones de saurópodos más grandes que posteriormente se extinguieron cuando la isla redujo su tamaño nuevamente, o 2) se trató de un evento de migración a la isla de algunos ejemplares procedente de las tierras continentales cercanas durante un evento de conexión con el continente. El endemismo de Magyarosaurus dentro de la isla y su enanismo parecen en efecto estar causados por el efecto insular sobre poblaciones de titanosaurios. 
Magyarosaurus adulto comparado con una mujer
de estatura promedio (1.5m).

Otro interesante caso de la isla de Haţseg lo constituye el iguanodóntido Rhabdodon, un dinosaurio contemporáneo a Magyarosaurus daucus que se ha encontrado también en la República Checa, España y aparentemente en Francia. Considerado otro ejemplo de enanismo, aquí la historia resultó estar invertida, pues en un estudio de 2012 donde se comparó a Rhabdodon continentales con la especie insular, Rhabdodon priscus, a nivel de filogenia e histología, se demostró que más bien la especie insular experimentó un caso de gigantismo continental, una vez que una parte de la población insular logró salir hacia el continente. Probablemente, por la misma época en que M. hungaricus llegó a la isla. Otros casos confirmados de enanismos en la isla de Haţeg son el hadrosaurio Telmatosaurus transylvanicus, el nodosaurio Struthiosaurus transylvanicus, el terópodo Megalosaurus hungaricus, que muy probablemente no se trate de este género, pero por el reducido número de fósiles encontrados no se ha clasificado de forma certera, el velociraptor Balaur bondoc y el alvarezsaurio, otro grupo de terópodos, Bradycneme draculae.

Las miras sobre los restos de esta isla mesozoica que proporcionó Nopcsa permitieron empezar a entender a los fósiles de otra manera... había que darles vida.

Para leer todavía más sobre esto...

  1. Grellet-Tinner G, Codrea V, Folie A, Higa A, Smith T (2012) First Evidence of Reproductive Adaptation to ‘‘Island Effect’’ of a Dwarf Cretaceous Romanian Titanosaur, with Embryonic Integument In Ovo. PLoS ONE 7(3): e32051
  2. Koen Steina, Zoltan Csikib, Kristina Curry Rogersc, David B. Weishampeld, Ragna Redelstorffe, Jose L. Carballidoa, and P. Martin Sandera (2010) Small body size and extreme cortical bone remodeling indicate phyletic dwarfism in Magyarosaurus dacus (Sauropoda: Titanosauria). Proceedings of the Natural Academy of Sciences, 107(20):9258–9263.
  3. Osi A, Prondvai , Butler R, Weishampel DB (2012) Phylogeny, Histology and Inferred Body Size Evolution in a New Rhabdodontid Dinosaur from the Late Cretaceous of Hungary. PLoS ONE 7(9): e44318
  4. Zoltan Csiki y Michael J. Benton (2010) Reconstructing the Late Cretaceous Haţeg palaeoecosystem.  Palaeogeography, Palaeoclimatology, Palaeoecology 293:265–270.