Ciencias

Los exámenes dentales fósiles revelan cómo evolucionó la presa por primera vez

Reconstrucción de la vida de dicynodont Dicynodont. Además de los colmillos en la mandíbula superior, la mayoría de los dicinodontos tenían un pico similar al de la tortuga que usaban para masticar la comida. Imagen de Marlene Hill Donnelly. Crédito: Marlene Hill Donnelly

Una amplia variedad de animales tienen colmillos, desde elefantes y morsas hasta criaturas parecidas a un conejillo de indias de cinco libras llamadas hyraxes. Pero una cosa que los animales con presas tienen en común es que todos son mamíferos: no se conocen peces, reptiles o aves con presas. En un nuevo estudio en Anales de la Royal Society B, los paleontólogos rastrearon la primera presa a parientes de mamíferos antiguos que vivieron antes de los dinosaurios, y para hacer eso, tuvieron que definir qué hace que las presas sean presas en primer lugar.


«Los colmillos son una anatomía muy famosa, pero hasta que comencé a trabajar en este estudio, nunca pensé en cómo las presas están restringidas a los mamíferos», dijo Megan Whitney, investigadora de la Universidad de Harvard y autora principal del estudio.

«Pudimos demostrar que la primera presa pertenecía a animales que llegaron antes que los mamíferos modernos llamados dicinodontos», dijo Ken Angielczyk, curador del Chicago Field Museum y autor del artículo. «Son animales muy extraños».

La mayoría de los dicinodontos vivieron antes de la época de los dinosaurios, desde hace unos 270 a 201 millones de años, y tenían desde el tamaño de un ratón hasta un elefante. Los mamíferos modernos son sus parientes vivos más cercanos, pero parecían más reptiles, con picos de tortuga. Y desde su descubrimiento hace 176 años, una de sus características definitorias ha sido el par de colmillos que sobresalen de sus mandíbulas superiores. El nombre dicinodonte todavía significa «dos dientes caninos. «

A los investigadores se les ocurrió la idea de estudiar el origen de las presas durante una pausa para el almuerzo en una excavación paleontológica. «Estábamos sentados en el campo en Zambia, y hubo dicinodontes dientes en todas partes «, recuerda Whitney». Recuerdo que Ken los recogió y les preguntó cómo llamaban presas porque tenían características que las presas no tienen. «

Angielczyk había llegado a una distinción crucial: no todos los dientes que sobresalen están técnicamente sujetos, y el maquillaje y los patrones de crecimiento de los dientes nos dicen si cuentan. «Para este artículo, tuvimos que definir presa porque es un término sorprendentemente ambiguo», dice Whitney. Los investigadores decidieron que para que un diente sea una presa, debe extenderse más allá de la boca, debe continuar creciendo a lo largo de la vida del animal y, a diferencia de los dientes de la mayoría de los mamíferos (incluido el nuestro), las superficies de la presa están hechas de. dentina en lugar de esmalte duro.

Los exámenes dentales fósiles revelan cómo evolucionó la presa por primera vez

Lado izquierdo del cráneo del dicynodon Dolichuranus (NMT RB554) de Tanzania. El colmillo grande es visible en la parte inferior izquierda de la muestra. Foto de K. Angielczyk. Crédito: Ken Angielczyk

Bajo estos parámetros, los elefantes, morsas, jabalíes e hyraxes tienen colmillos. Sin embargo, otros dientes grandes del reino animal no tienen éxito. Por ejemplo, los dientes de los roedores, aunque a veces sobresalen y crecen de manera constante, tienen una banda de esmalte en la parte frontal del diente, por lo que no cuentan.

Algunos de los colmillos de dicinodonte que el equipo observó en Zambia tampoco parecían ajustarse a la definición de colmillos: estaban recubiertos de esmalte en lugar de dentina.

La diferente composición de los dientes en relación con la presa también les da a los científicos una visión general de la vida de un animal. «Los dientes recubiertos de esmalte son una estrategia evolutiva diferente a los colmillos recubiertos de dentina, es una compensación», dice Whitney. Los dientes de esmalte son más fuertes que la dentina, pero debido a la geometría de cómo crecen los dientes en la mandíbula, si desea dientes que sigan creciendo a lo largo de su vida, no puede tener una cobertura completa de esmalte.

Los animales como los humanos han hecho una inversión evolutiva en dientes duraderos pero difíciles de reparar; una vez que nuestros dientes adultos crecen, no tenemos suerte si se rompen. Los colmillos son menos duraderos que nuestros dientes recubiertos de esmalte, pero crecen continuamente, incluso si están dañados. Es como comprometerse a obtener un automóvil muy confiable pero muy difícil de reparar cuando está en problemas en lugar de conducir un batidor que necesita reparaciones frecuentes pero es un modelo barato y fácil de reparar para cualquier mecánico.

Los diferentes tipos de dientes que han desarrollado los animales pueden informar a los científicos sobre las presiones que estos animales enfrentaron y que podrían haber producido esos dientes. Los animales con colmillos pueden usarlos para pelear o enraizarse en el suelo, exponiéndolos a pequeñas heridas que serían peligrosas para los dientes de esmalte que no crecen continuamente.

Para estudiar si los colmillos de los dicinodontos eran realmente colmillos, los investigadores cortaron rodajas finas como el papel de dientes fosilizados de 19 especímenes de dicinodontos, que representan diez especies diferentes, y examinaron su estructura bajo un microscopio. También utilizaron micro-tomografías computarizadas para examinar cómo se unían los dientes al cráneo y si sus raíces mostraban evidencia de crecimiento continuo. Los científicos han descubierto que algunos dientes de dicinodonte son en realidad colmillos, mientras que otros, especialmente los de algunas de las especies anteriores, eran simplemente dientes grandes. Sin embargo, no fue una progresión estricta de una presa a otra; diferentes miembros de la familia de los dicinodontes desarrollaron presas de forma independiente.

Los exámenes dentales fósiles revelan cómo evolucionó la presa por primera vez

Fragmentos de presas aislados encontrados en Zambia por equipos de campo en 2018. Foto de K. Angielczyk. Crédito: Ken Angielczyk

Whitney dice que le sorprendió el descubrimiento. “Esperaba que hubiera un punto en el árbol genealógico en el que todos los dicinodontos comenzaran a tener colmillos, así que me resultó muy impactante ver que los colmillos evolucionaban de manera convergente”, dice.

«Los colmillos de dicinodonte pueden decirnos mucho sobre la evolución de los colmillos de mamíferos en general», dice Angielczyk. «Por ejemplo, este estudio muestra que las tasas de reemplazo de dientes reducidas y un ligamento flexible que asegura el diente a la mandíbula son necesarios para que la verdadera presa evolucione. Todo esto nos da una mejor comprensión de las presas que vemos en los mamíferos hoy».

“Los dicinodontos eran los vertebrados más abundantes y diversos en la tierra justo antes de la época de los dinosaurios y son famosos por sus ‘presas’. El hecho de que, en realidad, solo unos pocos tengan colmillos reales y el resto tenga dientes grandes, es un bello ejemplo de evolución que podemos documentar. ¡Podemos ver cómo construir una presa! «dice Brandon Peecook, curador del Museo de Historia Natural de Idaho y uno de los autores del artículo.

Los investigadores dicen que el estudio, que muestra los primeros ejemplos conocidos de presas verdaderas, podría ayudar a los científicos a comprender mejor cómo funciona la evolución.

«Los colmillos han evolucionado varias veces, lo que hace que uno se pregunte cómo y por qué. Ahora tenemos buenos datos sobre los cambios anatómicos que debían ocurrir para que los dicinodontos evolucionaran los colmillos. Para otros grupos, como los jabalíes o las morsas, el jurado es todavía «, dice Christian Sidor, curador del Museo Burke de la Universidad de Washington y uno de los autores del artículo.

«Aunque son animales extremadamente extraños, hay algunas cosas sobre los dicinodontos, como la evolución de colmillos, que nos informa sobre los mamíferos que nos rodean hoy «, dice Angielczyk». Además, siempre que puedas decir que los mamíferos no son tan especiales, los dicinodontos lo hicieron primero, es un buen día. »


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Mas informaciones:
La evolución de la presa sinápsídica: conocimientos de la histología de la presa terapsídica dicinodonte, Actas de la Royal Society B: Ciencias biológicas (2021). DOI: 10.1098 / rspb.2021.1670. rspb.royalsocietypublishing.or… .1098 / rspb.2021.1670

Cita: Los exámenes dentales fósiles revelan cómo evolucionó la presa por primera vez (26 de octubre de 2021). Consultado el 26 de octubre de 2021 en https://phys.org/news/2021-10-fossil-dental-exams-reveal-tusks .html

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