Análisis moleculares en plumas de fósiles de un pequeño
dinosaurio con plumas del Jurásico ayudan a identificar cuándo desarrollaron la
capacidad de vuelo durante la transición de dinosaurio-ave.
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MATT MARTYNIUK/CREATIVE COMMONS.
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'Anchiornis' era un pequeño dinosaurio de cuatro alas con
plumas que vivía en lo que hoy es China hace unos 160 millones de años, casi 10
millones de años antes del 'Archaeopteryx', la primera ave reconocida. Un
equipo de investigadores del Instituto de Geología y Paleontología de Nanjing,
en China, la Universidad Estatal de Carolina del Norte y la Universidad de
Carolina del Sur, en Estados Unidos, analizaron las plumas de 'Anchiornis' para
ver cómo diferían a nivel molecular de las de las aves fósiles más jóvenes y las
aves modernas.
"Las plumas modernas de las aves están compuestas
principalmente de beta-queratina, una proteína que también se encuentra en la
piel, las garras y los picos de reptiles y aves. Las plumas difieren de estos
otros tejidos que contienen beta-queratina, porque la proteína de la pluma se
modifica de una manera que los hace más flexibles", dice en un comunicado
la coautora de un artículo que describe la investigación Mary Schweitzer,
profesora de Ciencias Biológicas en la Unversidad de Carolina del Norte con una
cita conjunta en el Museo de Ciencias Naturales de Carolina del Norte.
"En algún momento durante la evolución de las plumas,
uno de los genes de la beta-queratina experimentó un evento de eliminación,
haciendo que la proteína resultante fuera un poco más pequeña. Esta eliminación
cambió la biofísica de la pluma a algo más flexible, un requisito para el
vuelo. Si podemos señalar cuándo, y en qué organismos, se produjo ese evento de
eliminación, comprenderemos mejor cuándo evolucionó cuándo evolucionó el vuelo
durante la transición de los dinosaurios a las aves", subraya.
EXPRESIÓN DE DOS PROTEÍNAS EN LAS PLUMAS
Los investigadores, liderados por Yanhong Pan, investigador
visitante del Instituto Nanjing, examinaron plumas fosilizadas de 'Anchiornis',
usando microscopía electrónica de alta resolución, así como múltiples técnicas
químicas e inmunológicas para determinar la composición molecular de las
plumas. Hicieron lo mismo con otras plumas de las eras Mesozoica y Cenozoica,
así como con otros tejidos de beta-queratina que no se esperaba que mostraran
esta eliminación, y luego compararon los resultados con plumas y tejidos de
aves modernos.
Encontraron que las plumas de 'Anchiornis' estaban formadas
por beta-queratinas y alfa-queratinas, una proteína que todos los vertebrados
terrestres tienen, incluidos los mamíferos. Esto fue sorprendente porque la
alfa-queratina está presente solo en pequeñas cantidades en las plumas
modernas. Además de coexpresar ambas proteínas de la queratina, las plumas de
'Anchiornis' ya habían sufrido el evento de eliminación que diferencia a las
plumas de otros tejidos.
"Los relojes
moleculares, que utilizan los científicos como puntos de referencia para la
divergencia genética y evolutiva, predicen que la eliminación, y por lo tanto
las plumas de vuelo funcionales, evolucionaron hace unos 145 millones de años
--dice Schweitzer--. 'Anchiornis' es millones de años más viejo, pero tiene la forma
de proteína acortada. Este trabajo muestra que podemos utilizar datos de
fósiles moleculares para mejorar los relojes moleculares y su precisión.
Podemos comenzar a programar los eventos genéticos en la transición de
dinosaurio-ave a través de ausencia o presencia de estas dos queratinas. Los
datos también proporcionan más información sobre cómo evolucionaron las plumas
para permitir el vuelo".
Los detalles del trabajo, del que Pan es el autor principal,
se publican en 'Proceedings of the National Academy of Sciences'.
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