Les hipòtesis sobre l’evolució de l’esquelet dels ocells dins del grup dels dinosaures es basaven en la perspectiva funcional i adaptativa imposada per l’origen del vol. Ara, un estudi liderat per investigadors de la Universitat Autònoma de Madrid (UAM) i la Universitat Complutense de Madrid (UCM) posa a prova aquesta teoria amb una nova perspectiva des del desenvolupament embrionari.
Ales i potes comparteixen un origen comú des de l’embrió, cosa que limita fins a quin punt una es pot diferenciar sense afectar l’evolució de l’altra.
Les troballes, publicades a la revista Biology Letters, qüestionen que les ales hagin evolucionat com a estructures completament independents de les extremitats posteriors degut a les pressions selectives del vol.
Tot i que aquest factor és important, les restriccions imposades pel desenvolupament embrionari tenen un paper clau: ales i potes comparteixen un origen comú des de l’embrió i això limita fins a quin punt una pot diferenciar-se anatòmicament sense afectar l’evolució de l’altra.
Els ocells moderns, tot i haver transformat la seva locomoció per conquerir l’aire, són hereus de la història dels seus ancestres dinosaures i estan marcats per les mateixes regles fonamentals del seu desenvolupament.
“L’origen del vol a partir d’una locomoció terrestre ha estat un dels capítols més discutits en la recerca paleontològica i intenta comprendre l’origen dels ocells dins dels dinosaures”, indica Sergio M. Nebreda, investigador postdoctoral al Centre per a la Integració en Paleobiologia de la UAM.
Històricament ha predominat la visió dels ‘mòduls locomotors’. Aquesta teoria proposa que l’origen dels ocells va coincidir amb el fet que les extremitats van començar a comportar-se com a mòduls independents dins d’un mateix pla corporal. És a dir, com a parts que funcionen de manera autònoma.
Segons aquesta hipòtesi, això permetria que les extremitats anteriors es modifiquessin independentment de les posteriors al llarg del temps. D’aquesta manera podrien evolucionar i arribar a formar una ala modelada per les estrictes pressions biomecàniques del vol.
Segons la hipòtesi dels ‘mòduls locomotors’, les extremitats anteriors canviarien independentment de les posteriors al llarg del temps.
Tanmateix, fòssils d’altres dinosaures no aviaris amb possibles capacitats de vol, però sense una configuració pròpiament aviar, han qüestionat aquesta idea. Aquesta contradicció ha suggerit que el camí evolutiu cap al vol podria haver estat més divers del que es pensava.
“Quan rellegim la història evolutiva dels dinosaures aviaris i estudiem a gran escala com ha canviat la forma de les seves extremitats, veiem que això passa de manera acoblada. És a dir, que l’evolució de les extremitats està integrada, independentment de si la locomoció principal és bípeda o mitjançant el vol”, explica Nebreda.
Els coautors de l’estudi, el catedràtic de Paleontologia de la UCM Manuel Hernández Fernández i l’investigador del Departament de Biologia de la UAM Jesús Marugán Lobón, subratllen que cada grup de dinosaures no aviaris i ocells mostren ‘patrons propis’.
Tanmateix, en estudiar quantitativament la variació de les proporcions de les extremitats des d’una perspectiva més enllà dels detalls individuals, es va poder identificar un patró general compartit que permet reinterpretar l’evolució d’aquestes estructures.
En estudiar quantitativament la variació de les proporcions de les extremitats es va poder identificar un patró general compartit que permet reinterpretar l’evolució d’aquestes estructures.
“Aquesta anàlisi posa en evidència com l’evolució de les extremitats al llinatge dels dinosaures que va donar lloc als ocells segueix un patró comú, que podria haver deixat una empremta més profunda que la de les adaptacions a diferents funcions”, afegeix l’investigador de la UCM.
Per dur a terme l’estudi, que neix a partir del TFM de Sergio M. Nebreda, s’ha utilitzat una àmplia mostra de fòssils de dinosaures no aviaris i d’ocells (procedents de la bibliografia), juntament amb esquelets d’ocells moderns (procedents de les col·leccions d’ocells del Museu de Ciències Naturals de Madrid i del Museu d’Anatomia Comparada de Vertebrats de la UCM).
A partir d’aquestes mostres, s’han pres mesures de tots els elements de les seves extremitats (húmer, fèmur, ulna, tibiotarso, metacarpians, metatarsians i dígits).
S’ha utilitzat morfometria geomètrica per estudiar els canvis proporcionals entre els components de les extremitats i entendre’n les transformacions bàsiques.
Posteriorment, sobre aquestes mesures s’ha aplicat una metodologia innovadora, basada en la morfometria geomètrica, per estudiar els canvis proporcionals entre els diferents components de les extremitats i comprendre’n les transformacions fonamentals.
Després, s’hi ha aplicat estadística multivariant i mètodes filogenètics comparatius que analitzaven la covariació morfològica entre extremitats anteriors i posteriors respecte d’aquests canvis proporcionals. D’aquesta manera, s’ha analitzat si la seva evolució estava acoblada (integrada) o no, tot i la diferenciació clàssica entre dinosaures no aviaris corredors i ocells voladors.
Entre les futures aplicacions, els investigadors destaquen que la metodologia emprada pot permetre avaluar l’evolució de les extremitats senceres, amb tots els seus elements integrats i comparant-les entre si.
“Això es podrà extrapolar a altres grups taxonòmics on s’hagin produït transformacions importants i canvis de locomoció, com en la transició de l’aigua a la terra dels primers tetràpodes, o el retorn dels cetacis de la terra a l’aigua, o bé en altres grups on hagi aparegut el vol, com els pterosaures o els ratpenats”, conclouen.
Referència:
Nebreda SM, Hernández Fernández M, Marugán-Lobón J. “Macroevolutionary integration underlies limb modularity in the origin of avian flight”. Biology Letters (2025).
Drets: Creative Commons.