¿Caliente o no? Mirar dentro del oído de un animal, incluso uno fosilizado, puede decirte si era de sangre fría o caliente. Usando un nuevo método que analiza el tamaño y la forma de los canales del oído interno, los investigadores sugieren que los ancestros de los mamíferos de repente se volvieron de sangre caliente hace unos 233 millones de años, informa el equipo en La naturaleza 20 de julio.
La sangre caliente, o endotermia, no es exclusiva de los mamíferos: las aves, los únicos dinosaurios vivos, también son de sangre caliente. Pero la endotermia es una de las principales características de los mamíferos, ya que permite a los animales regular su temperatura corporal interna mediante el control de sus tasas metabólicas. Esta característica permitió a los mamíferos ocupar nichos ambientales desde el polo hasta el ecuador y resistir la inestabilidad de los climas antiguos (Número de serie: 07/06/22).
Sin embargo, cuándo evolucionó la endotermia sigue siendo un misterio. Con base en análisis fósiles de tasas de crecimiento e isótopos de oxígeno en los huesos, los investigadores han propuesto fechas para su aparición hace 300 millones de años.
Las estructuras del oído interno de los mamíferos y sus ancestros son la clave para resolver este misterio, dice Ricardo Araújo, paleontólogo de vertebrados de la Universidad de Lisboa. En todos los vertebrados, el laberinto de canales semicirculares en el oído interno contiene líquido que reacciona a los movimientos de la cabeza, rozando las diminutas células ciliadas del oído y ayudando a mantener el sentido del equilibrio. Este líquido puede volverse más espeso o más delgado dependiendo de la temperatura corporal.
«Los mamíferos tienen oídos internos muy singulares», dice Araújo. En comparación con los vertebrados de sangre fría de tamaño similar, las dimensiones de los canales semicirculares de los mamíferos, como el grosor, la longitud y el radio de curvatura, son particularmente pequeñas, dice. «Los conductos son muy delgados y tienden a ser muy circulares en comparación con otros animales». En cambio, los peces tienen el tamaño más grande para su cuerpo.
¿Y si, según la hipótesis de Araújo y sus colegas, el tamaño y la forma de los canales auditivos estuvieran relacionados con la temperatura corporal del animal? En animales de sangre caliente, el fluido se vuelve menos viscoso y los canales pueden haberse estrechado para compensar. Si es así, podría ser posible rastrear cómo la forma de los canales del oído interno fosilizados cambió con el tiempo para averiguar cuándo entró sangre caliente en la línea de los mamíferos.
Para probar esta hipótesis, los investigadores crearon una herramienta que llaman «índice de termomotilidad» para vincular la sangre caliente con estas dimensiones del oído interno en 341 vertebrados diferentes. Teniendo en cuenta las diferencias de tamaño, se ha descubierto que el valor de este índice sigue de cerca la temperatura corporal de un animal, desde peces hasta reptiles y mamíferos. Los reptiles tenían valores de índice bajos; se criaron mamíferos.
Luego, el equipo aplicó este índice a los canales auditivos fosilizados de 56 especies de ancestros de mamíferos extintos. Para su sorpresa, los datos mostraron un cambio drástico en la morfología del oído interno hace unos 233 millones de años. Esto correspondería a un aumento en la temperatura corporal de entre 5 y 9 grados centígrados, lo que sugiere que la endotermia evolucionó abruptamente en este momento, concluye el equipo.
“El hecho de que esta sea una ruptura brusca en los datos [suggests] la transición ocurrió rápidamente, en el transcurso de aproximadamente un millón de años”, dice el coautor Kenneth Angielczyk, paleontólogo del Field Museum en Chicago.
Es un estudio inteligente, dice Stephen Brusatte, paleontólogo de la Universidad de Edimburgo que no participó en el trabajo. » He utilizado [computed tomography] datos para estudiar las formas de los oídos internos durante años, para tratar de deducir cómo se movían las especies extintas y cómo podían oír, y nunca se me ocurrió que la forma del oído interno está relacionada con el metabolismo y podría usarse para predecir la temperatura corporal de las especies fósiles”.
Sin embargo, Brusatte señala que hay un límite en lo que los científicos pueden obtener solo de los canales auditivos fosilizados, ya que no revelan qué tejidos blandos pueden haber estado presentes, como las células ciliadas, o la viscosidad real del canal auditivo. . «La forma por sí sola no siempre es suficiente para predecir algo tan complejo como la temperatura corporal o el estilo metabólico».
El momento del supuesto cambio, hace unos 233 millones de años, corresponde a un breve interludio geológico de clima altamente inestable conocido como el Episodio Pluvial de Carnian (Número de serie: 30/09/21). «Fue una época en la que las temperaturas globales cambiaron mucho y también fue una época muy húmeda», dice Angielczyk. “Uno de los beneficios de la endotermia es que estabiliza el ambiente interno del cuerpo, te permite funcionar independientemente de las condiciones ambientales”.
El descubrimiento destaca cómo “todo el Triásico estaba un poco loco”, dice Araújo. El Triásico temprano fue épicamente caluroso, luego de la extinción masiva de la «Gran Muerte» al final del período Pérmico (Número de serie: 12/06/18). Las especies de vertebrados apenas comenzaban a recuperarse de este evento cuando fueron golpeadas por el episodio pluvial de Carnian. Sin embargo, el Triásico también vio el amanecer de los mamíferos y los dinosaurios, los cuales lograron sobrevivir.
Fue «un período crucial en la historia de la vida», dice Araújo. Toda esta inestabilidad puede haber armado a ambos grupos con las herramientas evolutivas que necesitaban para capear otra extinción masiva al final del Triásico hace 201 millones de años (Número de serie: 07/01/22).