Tarde a la fiesta, como siempre, permítanme presentarles la rhamphotheca [1], una delgada capa córnea de queratina que sostiene y endurece el pico de un pájaro. ¿Pero de dónde viene la queratina?
Para responder eso, revisa el estrato espinoso [2], parte de la capa de Malphigian [3] de la epidermis. Básicamente, está en la piel.
Los anfibios, mamíferos y reptiles , así como las aves, comparten esta característica. Él y otras capas queratinosas [4] endurecen la piel en una barrera efectiva, además de formar los cuernos de un rinoceronte, las placas de un pangolín [5] y garras de tetrápodos en general. Ah, y el pelo también.
Y mucho menos la estructura de soporte del pico de un pájaro, como dije.
Todo es parte del conjunto de herramientas de vertebrados, si lo desea. Saber que tales cosas (y los genes antiguos subyacentes) se heredan de los primeros cordados [6] y se comparten entre aves, reptiles y mamíferos [7] puede ayudar a desentrañar no solo la respuesta a la pregunta, sino también abordar los comentarios dudosos.
¿Por qué las aves no tienen dientes?
Las respuestas anteriores han dado muchos detalles que, en pocas palabras, demuestran que algunas aves tienen de hecho dientes y que los genes necesarios para producir dientes permanecen dentro del amplio cepillo del genoma de las aves, pero están inactivos.
Los anfibios, y las ranas modernas [8] en particular, parecen estar en la mitad de un proceso de “pérdida de dientes”. Hasta ahora los perdieron en la mandíbula inferior. Dentaduras, alguien?
De todos modos, estos “genes de los dientes” probablemente se heredan de antepasados comunes (a las aves, así como a los vertebrados en general) que viven en mares antiguos hace unos 500 millones de años (Ma) [9]. Aunque ciertamente han cambiado de forma, tamaño y número con el tiempo, también se han mudado . Básicamente se movieron de la piel externa al revestimiento interno (cavidad bucal) de las mandíbulas. Los tiburones modernos y los peces fosilizados más viejos [10] demuestran esto con una progresión de placas o escamas modificadas que se clasifican en los dientes.
Las mandíbulas y los dientes se han vuelto importantes para el procesamiento de alimentos en la mayoría de los vertebrados (que evolucionaron a partir de los peces con mandíbula después de todo), pero su ubicación, tamaño, forma e incluso presencia están muy influenciados por la dieta, lo que lleva a la pregunta ‘masticar o no masticar’ . En el caso de las aves, la masticación (y la mandíbula y la musculatura necesariamente reforzadas) es una opción eliminada, presumiblemente para un peso más ligero.
Por la misma razón, se prefiere la alimentación por gravedad (no estoy seguro de cómo se prefiere, pero es común) sobre los 25 músculos que normalmente se necesitan para la deglución de estilo peristáltico. Estoy de acuerdo (como ya han escrito otros) que, por razones óptimas de centro de gravedad, la molleja [11] y, en algunos casos, los gastrolitos [12] son retenidos por la mayoría / todas las aves, sin embargo, esa puede ser simplemente la suerte y posibilidad de la rama genética sobre la que se posan.
Los dientes generalmente se forman en las mandíbulas dentro de la cavidad bucal a través de una danza bastante compleja entre el epitelio dental [13] y el ectomesénquima oral [14]. Posiblemente podría imaginarse (en un tramo) una conversación embrionaria entre los genes relevantes que involucraría la ubicación (¿ya estamos en la boca?) Y una serie de puntos de decisión tipo diagrama de flujo sí / no , que conducen a que los dientes aparezcan donde mejor usado.
O no, si has desarrollado un pico efectivo.
Ninguna de estas respuestas explica por qué los dinosaurios tenían dientes o picos …
Los dinosaurios [15] no solo son parientes lejanos de las aves, sino que también son vertebrados; y al igual que los mamíferos, ellos también compartieron el mismo juego de herramientas genéticas básicas. Entonces, para los dinosaurios como para todos los demás vertebrados, el proceso de evolución podría elegir características según surgieran y fueran favorecidas, o no.
También jugaron el juego de “diversificar y dominar” durante mucho tiempo (al menos 180 millones de años, o más si cuentas lo que vino antes y después (incluidos los pájaros). Los mamíferos han jugado este mismo juego durante al menos los últimos 65 millones de años más o menos, por supuesto.
Dado que algunos de los dinosaurios evolucionaron en aves [16], no es sorprendente que ellos también tuvieran “picos” o algo similar, como los hadrosaurios con pico de pato y cresta [17] y los ornitisianos blindados [18]. Aunque se cree que las aves mismas surgieron de los terópodos [19]. Era un mundo diverso con muchas adaptaciones competitivas en el juego.
El juego de herramientas se acostumbró. Mucho.
Entonces sí, los dinosaurios también tenían dientes. Dada la variedad de hábitats y dietas que se ofrecen (no solo los carnívoros), nuevamente no es sorprendente que haya una variedad de adaptaciones, incluidas las disposiciones relacionadas con el desarrollo por las cuales los jóvenes tenían dientes y los perdieron, o disminuyeron, hasta la edad adulta. Se vuelve especulativo, claro, pero cuanto más se desenterran los fósiles (y se secuencian más los genomas y se cuentan las mutaciones), más seguros estamos de que lo que se transmitió a las aves incluía picos, el extraño diente restante y las plumas a base de queratina [ 20], también.
Tenga en cuenta que la piel queratinizada podría adaptarse para su uso no solo como barrera o pico exterior, sino también como material estructural de refuerzo o engrosamiento para exhibición (es decir, apareamiento) y también para fines de aislamiento y enfriamiento. Tales usos probablemente sean plumas anteriores y posiblemente también picos.
… pero las aves (los descendientes de los dinosaurios) solo tienen picos.
Es probable que las especializaciones que “funcionaron” para las aves, o sus antepasados celurosaurios [21], desde el evento de extinción masiva Cretácico-Paleógeno [22] en adelante, favorecieran los picos sobre los dientes. Después de todo, este evento fue una prueba masiva de supervivencia en la que aproximadamente el 75% de todas las especies (tanto vegetales como animales) fueron conducidas a la extinción. Los que sobrevivieron tenían características específicas (como garras para excavar, plumas o pieles) y comportamientos (como excavaciones, hibernación o huida) que les permitían persistir, o estaban lo suficientemente generalizados (como omnívoros) como para sacar lo mejor de cualquier situación.
Y algo de suerte al no estar directamente debajo del asteroide o en el camino de un flujo de lava devastador.
Y luego el juego cambió. La mayoría de los dinosaurios perecieron, y los mamíferos demostraron que sus morfologías y comportamientos, incluidas sus estrategias reproductivas y su adaptabilidad general, eran solo el boleto.
Entonces, cuando el polvo (o cenizas) se asentó, las aves se encontraron en un mundo devastado de competidores nuevos y de diversificación rápida. Es probable que algunas aves, no todas, hayan sobrevivido porque podrían volar lejos de las áreas más afectadas y migrar más fácilmente entre los focos de comida restante. Suponiendo que el vuelo fuera una característica de supervivencia, las aves que volaron “mejor” o que duraron más fueron seleccionadas sobre otras. Las aves pueden haber tenido al menos dientes vestigiales, pero en el curso de la evolución desde entonces han desaparecido en gran medida (han sido suprimidas).
Las aves forjaron su nicho, en gran medida en el aire, y a medida que los dientes aumentan de peso por poco o nada, la expresión de los dientes probablemente se desvaneció. En concierto con esto, mamíferos y reptiles estaban excavando otros nichos.
Y si los picos son mucho mejores desde un punto de vista evolutivo, ¿por qué se limitan esencialmente a las aves?
Mientras que los bloques de construcción están allí, no es un intercambio directo como tal. Los picos no solo se seleccionan de una lista de opciones, sino que evolucionan gradualmente junto con muchos cambios relacionados. Las aves y sus predecesores pasaron millones de años construyendo una selección de picos que podrían hacer el trabajo.
Y cada paso evolutivo debe ser adaptativo; debe ser selectivo para la supervivencia del animal. Si la supervivencia se ve comprometida, la función se eliminará , si lo desea. En el caso de la mayoría de los vertebrados, las mandíbulas y los músculos aliados deben cambiar y los dientes deben reducirse o perderse, por ejemplo. Y cada paso dependerá del hábitat, la dieta y el comportamiento. Todo lo cual está cambiando debido a la competencia, el cataclismo y el cambio climático.
Si otras adaptaciones anteriores son más “adaptativas” para ese animal en ese ambiente, entonces desarrollar un pico del juego básico de herramientas para vertebrados será un injerto duro. Quizás incluso sin sentido. Otras adaptaciones más rápidas o más simples (como un hocico más largo) pueden ganar antes de que una larga evolución hacia un pico comience.
Sin embargo, los picos se adaptan muy bien a las aves y su historia evolutiva. En términos de tiempo, la ruptura gradual de Pangea [23] y la brecha que se extiende entre los continentes se ha prestado tanto a la fuga como al aislamiento, lo que lleva a cambios en el hábitat y a una mayor diversificación. Los picos mismos se han diversificado enormemente [24], permitiendo una multitud de comportamientos de alimentación y dietas, así como un uso limitado de herramientas. Junto con la deglución asistida por gravedad y una menor necesidad de masticar, las aves se han adaptado a una morfología liviana que les conviene. (Ligero, aparte de las aves terrestres no voladoras que han utilizado el tamaño, la actitud y las patas largas en su lugar).
Eso sí, incluso los invertebrados como los cefalópodos [25] tienen picos. Y muchos insectos tienen una variedad de elementos similares a pico [26]. Diferente pero convergente .
Pero de los vertebrados no aviarios, los peces, anfibios, mamíferos y reptiles tienen adaptaciones alternativas y competitivas a los picos. Estas otras características les han permitido dominar muchos hábitats, sin recurrir a nuevos picos radicales.
Además de los murciélagos y algunos planeadores, los mamíferos tampoco han volado en general (de todos modos, las aves lo han cosido en gran medida) y, en cambio, han desarrollado músculos y mandíbulas para masticar más potentes, incluida una amplia gama de dientes. Y en muchos casos, de tamaño mucho mayor.
Sin embargo, los mamíferos ciertamente han probado los picos. El llamado ornitorrinco “pico de pato” [27] es el ejemplo más obvio y, si bien se ha aislado y marginado en su entorno ribereño australiano, una vez más se ha generalizado. Escribí sobre la evolución del ornitorrinco con más detalle, aquí.
La deriva continental [28] también ha jugado un papel aquí. El tiempo importa, y el ornitorrinco se encontró encerrado dentro de un continente ceñido por el mar [29]. No importa cuán bueno sea su pico (o pico, si lo prefiere), no ha tenido la oportunidad de extenderse, o su pico similar a un pato, tan ampliamente. Especialmente porque los marsupiales invadieron y se diversificaron tan espectacularmente en casi todos los demás nichos proto-australianos.
Curiosamente, los ornitorrincos jóvenes tienen dientes, pero en forma adulta se pierden, reemplazados por almohadillas duras queratinizadas. El ornitorrinco logró evolucionar hacia el equidna [30], que también tiene una especie de “pico”. Y sin dientes.
Ser un oso hormiguero [31] parece prestarse a largas narices o hocicos [32], sin requerir un nuevo “pico” queratinizado.
De hecho, los mamíferos tienen muchas adaptaciones competitivas que son tan buenas o subjetivamente “mejores” que un pico. Por ejemplo, pueden adaptar su nariz y labio superior al tronco de un elefante [33]. Y los delfines [34] tienen una nariz y dientes en forma de pico, sin recurrir a un pico con forma de pájaro. Y la Ballena Beaked [35] (la pista está en el nombre) tiene tanto un pico y, particularmente con las hembras, dientes ocultos o ausentes.
De hecho, hay una larga lista de vertebrados con forma de pico de nariz larga [36].
Algunos mamíferos pueden agarrar con las manos, lo que es aún mejor para la fabricación de herramientas y su sujeción. O incluso pueden volverse bípedos, desarrollar un gran cerebro e inventar Quora. Intenta hacerlo con un pico.
Notas al pie
[1] Pico – Wikipedia
[2] Estrato espinoso – Wikipedia
[3] Capa Malpighian – Wikipedia
[4] Epidermis – Wikipedia
[5] Pangolin – Wikipedia
[6] Chordate – Wikipedia
[7] Queratina – Wikipedia
[8] Rana – Wikipedia
[9] Un currículum vitae de los dientes: evolución, generación, regeneración
[10] Los peces antiguos arrojan luz sobre cómo evolucionaron los dientes
[11] Molleja – Wikipedia
[12] Gastrolito – Wikipedia
[13] Epitelio reducido del esmalte – Wikipedia
[14] Ectomesenquima – Wikipedia
[15] Dinosaurio – Wikipedia
[16] Relaciones dinosaurio-pájaro
[17] Dinosaurios hadrosaurios
[18] Dinosaurios ornitisquios
[19] Terópodos – Wikipedia
[20] Pluma – Wikipedia
[21] Celurosauria – Wikipedia
[22] Evento de extinción Cretáceo-Paleógeno – Wikipedia
[23] Pangea – Wikipedia
[24] Pico – Wikipedia
[25] Cefalópodo – Wikipedia
[26] Probóscide – Wikipedia
[27] Ornitorrinco – Wikipedia
[28] Deriva continental – Wikipedia
[29] Feria avanzada de Australia – Wikipedia
[30] Echidna – Wikipedia
[31] Oso hormiguero – Wikipedia
[32] Hocico – Wikipedia
[33] Elefante – Wikipedia
[34] Delfín – Wikipedia
[35] Ballena Beaked – Wikipedia
[36] Probóscide – Wikipedia
