¿Cómo enfriar tu cerebro? Estos animales de sangre caliente usan su nariz

Crédito: Tada et al, 2023.

Es probable que los velocirraptores tuvieran un enfriamiento nasal del cerebro menos eficiente que las aves actuales. Su hueso maxilar se degeneró y se movió hacia abajo a medida que evolucionaban hasta convertirse en aves existentes, lo que permitió la expansión de la cavidad nasal y permitió un enfriamiento nasal eficiente.

Un equipo de investigación dirigido por Seishiro Tada y Takanobu Tsuihiji de la Universidad de Tokio muestra que los descendientes vivos de sangre caliente de los dinosaurios terópodos, ayudados por cavidades nasales más grandes, desarrollaron un mejor sistema de enfriamiento nasal que los animales de sangre fría. El estudio, publicado en la revista Royal Society Open Science proporciona pistas sobre la evolución del enfriamiento nasal en animales de sangre caliente de sus antepasados ​​dinosaurios terópodos.

Los endotermos, o animales de sangre caliente, mantienen su temperatura corporal alta a través de fuentes de calor internas. Las aves, los humanos y otros mamíferos son endotermos. Pero los ectotermos, o animales de sangre fría como los reptiles, usan fuentes de calor externas para mantenerse calientes. Los humanos buscan aire acondicionado o una bebida fría en un caluroso día de verano para refrescarse. ¿Cómo evitan otros animales el sobrecalentamiento o la fritura de su cerebro sensible al calor? La respuesta podría estar en su nariz.

Los avestruces de sangre caliente y los rinocerontes blancos tienen
cavidades nasales más grandes que las iguanas verdes de sangre fría
y los caimanes americanos. Crédito: Tada et al, 2023.

En los endotermos como las aves, los mamíferos y tú, la nariz no solo huele olores y hedores, sino que también ayuda en el intercambio de calor gracias a las pequeñas estructuras ondulantes en forma de espiral llamadas cornetes respiratorios hechos de tejido óseo y cartilaginoso. Pueden ayudar a humedecer el aire inhalado e intercambiar calor de la sangre circulante, lo que puede enfriar el cerebro.

Un estudio anterior mostró que el tamaño de la cavidad nasal en ectotermos y endotermos se correlaciona con el tamaño del cuerpo. “Pero su función fisiológica ha sido controvertida”, dijo Seishiro Tada, estudiante de posgrado de la Universidad de Tokio. ¿Una cavidad nasal grande ayuda a mantener la temperatura de todo el cuerpo a través de la circulación sanguínea o simplemente enfría los grandes cerebros de los endotermos? Si es para enfriar su cerebro, los endotermos con cerebros más grandes pueden tener cavidades nasales más grandes y un enfriamiento eficiente con la ayuda de los cornetes. Para probar eso, los investigadores intentaron aclarar el papel principal de los cornetes respiratorios y la función fisiológica de la cavidad nasal de los dinosaurios no aviares y sus descendientes vivos.

El equipo estudió las muestras de cabeza de 51 endotermos y ectotermos actuales, y un cráneo de un dinosaurio terópodo llamado Velociraptor mongoliensis mediante tomografía computarizada o tomografías computarizadas y recreando sus estructuras nasales. Descubrieron que, en comparación con los ectotermos, los endotermos tienen cornetes bien desarrollados y una cavidad nasal relativamente más grande para el tamaño de su cabeza, y no para el tamaño del cuerpo como se pensaba anteriormente. Esto significa que la gran cavidad nasal ayuda a enfriar su cerebro.

En su computadora se muestra un cráneo reconstruido de un dinosaurio
 terópodo. Crédito: Seishiro Tada.

Los investigadores también encontraron que el dinosaurio terópodo no volador Velociraptor mongoliensis tenía una cavidad nasal más pequeña y, por lo tanto, no podía regular la temperatura tan eficientemente como sus descendientes actuales, las aves, lo que sugiere un cerebro relativamente menos desarrollado que no necesitaba un enfriamiento eficiente. Tal vez usaron otras formas de enfriar su cerebro caliente; sigue siendo un misterio. El sistema de enfriamiento nasal puede haber evolucionado en paralelo con los cambios en la estructura de su cráneo que ahora vemos en los endotermos modernos.

Tada se sorprendió gratamente por “el posible escenario de la evolución del cráneo visto en el linaje de los dinosaurios y las aves que nadie había notado antes”. Señaló: “Nuestros hallazgos resaltan la importancia de la nariz para inferir la fisiología de formas fósiles como los dinosaurios y nos permiten estudiar la evolución de la modificación drástica del cráneo de los dinosaurios terópodos no voladores a las aves modernas desde un nuevo ángulo”.

Proporcionado por la Universidad de Tokio

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