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Quilo de Ciencia

El quilo, con “q” es el líquido formado en el duodeno (intestino delgado) por bilis, jugo pancreático y lípidos emulsionados resultado de la digestión de los alimentos ingeridos. En el podcast Quilo de Ciencia, realizado por el profesor Jorge Laborda, intentamos “digerir” para el oyente los kilos de ciencia que se generan cada semana y que se publican en las revistas especializadas de mayor impacto científico. Los temas son, por consiguiente variados, pero esperamos que siempre resulten interesantes, amenos, y, en todo caso, nunca indigestos.

Ministerio de Ciencia e Innovación

Fundación Española para la Ciencia y la Tecnología

Universidad de Castilla - La Mancha

Plumas, colores y dinosaurios

Plumas, colores y dinosaurios - Podcast Quilo de Ciencia - Cienciaes.com

A pesar de que la Biología cuenta con la mejor herramienta conceptual para comprender los misterios de la vida, muchos de ellos aún dejan perplejos a los científicos. La herramienta a la que me refiero no es otra que la evolución de las especies. Cualquier órgano o estructura presente hoy en los seres vivos, cualquier función que estos desarrollan, tiene su base en la evolución a partir de estructuras o funciones anteriores. No obstante, en numerosas ocasiones, sigue siendo difícil comprender cómo tal o cual órgano o característica pudo surgir por evolución, es decir, por el mero juego de mutaciones al azar y selección de los organismos que mejor se reproducen. Y es que sin saber de antemano qué deseamos lograr, es imposible que los seres vivos puedan diseñar estructuras que cumplan objetivos concretos.

Una de esas maravillosas estructuras es la pluma. Todas las aves están cubiertas de ellas, lo que permite a la inmensa mayoría, salvo a las más grandes, volar, aunque sea solo un corto trecho, como sucede con las pobres gallinas. Sin embargo, los ancestros de las aves no perseguían el objetivo de volar: se encontraron por azar con dicho logro. ¿Cómo pudo suceder esto, sin invocar otras causas que las meramente genéticas y ambientales; sin hacer uso, como a muchos tanto les gusta, de un Diseñador Inteligente?

Los biólogos evolutivos han comenzado a elucidar este misterio, aunque todavía no ha sido resuelto, y tal vez nunca lo sea satisfactoriamente, ya que no podemos viajar al pasado para comprobar si lo que pensamos que pudo suceder sucedió realmente. No obstante, los científicos han propuesto una historia evolutiva de la pluma bastante razonable, que desvela parte del misterio y apoya la idea de que todo sucedió por causas naturales.

El primer paso de esta historia lo permitió darse cuenta de que las plumas no solo sirven para volar. Una importante función que estas desempeñan es proteger de la lluvia y del frío. Las aves nacen con plumas finas, llamadas plumones, cuya única función es proteger a los polluelos de las inclemencias del tiempo. Solo más tarde desarrollan estos las plumas típicas, planas, con un raquis central (el tubo de la pluma) del que emergen las barbas y las bárbulas, las cuales encajan entre sí como si de una cremallera o velcro se tratara.

Puesto que la función protectora es muy importante, los científicos creen que, al igual que el pelo en el caso de los mamíferos, los ancestros de las aves desarrollaron inicialmente plumas como mecanismo protector. Recordemos que está probado por la ciencia que las aves derivan de aquellos dinosaurios de menor tamaño que no se extinguieron tras la colisión con la Tierra del asteroide que, un poco más, casi acaba con la vida sobre este planeta hace 65 millones de años.

La importancia del sexo

En efecto, la evolución de las aves viene precedida por la evolución de los dinosaurios hacia especies de menor tamaño, lo que permitió ocupar otros nichos ecológicos. Esta situación se repitió también con los mamíferos, que cuentan con especies tan enormes como las ballenas, o tan diminutas como las musarañas. En el caso de las aves, por tanto, las primeras plumas resultaron de gran importancia como protectoras de la excesiva pérdida de calor que sucede siempre que la relación superficie/volumen aumenta, lo cual ocurre cuando las especies evolucionan hacia un tamaño menor.

Sin embargo, la aparición de las plumas en sustitución de las escamas propias de los reptiles tuvo un precio: la pérdida de color e iridiscencia de estas últimas. Esto puede parecer algo sin importancia, pero la tiene, y mucha, para la selección sexual. Los machos de numerosas especies recurren a llamativos colores para ahuyentar a competidores o atraer a las hembras. La necesidad de cubrir el cuerpo con pequeños plumones disminuyó el atractivo sexual para algunos de los machos, que ahora mostraban colores uniformes y anodinos. Esto era muy negativo para especies que ya contaban con una visión no solo capaz de diferenciar los colores visibles, sino también de detectar incluso el color ultravioleta.

Los científicos creen que la necesidad de mostrar colores sobre el cuerpo para atraer a las hembras y reproducirse mejor fue la que posibilitó la selección de animales con plumas cada vez mayores y, finalmente, la aparición de la pluma típica, cuya forma plana la convierte en una especie de lienzo en el que se pueden emplear diferentes dibujos y pigmentos coloreados (pensemos, si no, en las plumas de un pavo real). Además, la estructura de la pluma también evolucionó para hacerla iridiscente, es decir, reflejar y difractar la luz de manera que parezca que posee llamativos colores, como sucede con la superficie de un disco DVD.

Fue esta evolución hacia plumas más llamativas, y también más grandes, la que resultó en el hallazgo evolutivo de que las plumas podrían servir para facilitar el desplazamiento en el aire. Tal vez los primeros individuos con plumas más grandes y llamativas, o más numerosas, fueron capaces de sobrevivir mejor al poder escapar a los predadores saltando más alto en el aire, o manteniéndose más tiempo en él. Poco a poco, las plumas y su distribución corporal fueron seleccionándose de manera que estas permitieron no solo manifestar hermosos coloridos, sino también levantar el vuelo. Tuvo que ser toda una maravillosa aventura volar cientos de metros la primera vez que una especie de ave lo consiguió; tan maravillosa como la aventura de la ciencia que hoy nos permite imaginarlo.

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