El ADN de las cáscaras de huevo fósiles revela cómo vivían las aves elefantes extintas

Las aves elefantes extintas de Madagascar, las aves más grandes que jamás hayan existido, han cautivado al público durante cientos de años. No se sabe mucho sobre ellos debido a las grandes lagunas en el registro fósil esquelético.

Un nuevo estudio fue publicado hoy en Comunicaciones de la naturaleza Utilice moléculas antiguas extraídas de cáscaras de huevos fósiles para revelar nuevos y sorprendentes conocimientos sobre la biología de estos gigantes no voladores. ¿Cuántas especies había? ¿Dónde vivían? Qué fue lo que comieron

Las respuestas a estas preguntas contribuyen a nuestra comprensión del origen y la pérdida de especies, lo que es particularmente importante hoy en día, ya que la biodiversidad global continúa disminuyendo rápidamente.

Aves asombrosamente grandes

Como punto crítico de biodiversidad, la nación insular de Madagascar es un tubo de ensayo natural para el estudio de la evolución y la extinción. Las muchas especies de megafauna ahora extinta que deambulaban allí juegan un papel importante en el avance de nuestra comprensión de estos procesos.

Uno de esos grupos era el de las aves elefante, pocas de las cuales se han recolectado desde que se describieron por primera vez hace más de 150 años.

Además del avestruz africano, el elefante-pájaro australiano y el kuswari, el ree sudamericano, el moa de Nueva Zelanda y el kiwi, el elefante-pájaro de Madagascar (o forumpatra en lengua malgache) era grande y no podía volar. rátidas. Se extinguieron hace unos 1.000 años, poco después de que los humanos se asentaran por primera vez en Madagascar.

Se trataba de aves realmente enormes, algunas de más de 700 kg de peso y alcanzando los 3 metros de altura. Su huevo, que pesaba 10 kilogramos, era 150 veces más grande que un huevo de gallina.

Las aves elefante (Aepyornithiformes) han sido materia de leyendas durante cientos de años, y es probable que los primeros avistamientos sean el origen de la legendaria criatura. Roca (o Rukh)y escritores inspirados como HG pozos. El naturalista británico David Attenborough también se interesó especialmente en las aves elefante y documentó su viaje para obtener respuestas sobre su huevo de ave elefante en Attenborough y el huevo gigante.

En los últimos años, se descubrió que las aves elefante estaban más estrechamente relacionadas con el kiwi del tamaño de un pollo, un hallazgo que cambió nuestra visión de la evolución de las aves.

registro incompleto

Sin embargo, todavía hay debate sobre cuántas especies de pájaros elefantes existen realmente. En un momento, 16 especies fueron nombradas en base a las diferencias encontradas entre los fósiles de esqueletos. En la década de 1960, esto se redujo a siete especies, y una enmienda reciente clasificó a las aves elefante en cuatro tipos. Pero, ¿por qué la polémica?

Aunque estas aves se extinguieron hace relativamente poco tiempo, el registro fósil esquelético a lo largo del tiempo y el espacio es irregular. El clima de Madagascar puede ser extremadamente cálido y húmedo, lo que no favorece la conservación del material biológico.

Cuando los huesos están incompletos o fragmentados, puede ser difícil distinguir entre las diferentes especies y, a veces, los huesos no se conservan en absoluto, como en el extremo norte de Madagascar, donde hay informes de cáscaras de huevo pero sin huesos.

La tecnología moderna del ADN puede ayudar a superar esta barrera. De manera similar a como podemos identificar a las personas o aprender cómo se relacionan entre sí comparando su ADN, el ADN antiguo de los fósiles puede ayudar a identificar especímenes desconocidos o revelar relaciones dentro y entre especies.

Cuanto mayores son las diferencias entre el ADN de dos organismos, más lejanos son los relacionados. Estas diferencias se pueden usar para estimar cuándo evolucionaron las especies, proporcionando pistas sobre cómo y por qué. Pero, al igual que los huesos del pájaro elefante, el ADN dentro de ellos tampoco está muy bien conservado.

Cáscara de huevo gruesa y abundante.

Aquí es donde entra la cáscara de huevo. En comparación con otras aves, la cáscara del huevo del pájaro elefante es bastante gruesa, por lo que el ADN atrapado en el interior está mejor protegido. Las cáscaras de huevo también son más abundantes que los huesos, fragmentos de los cuales se encuentran esparcidos por las playas a lo largo de la costa de Madagascar, donde presumiblemente estas aves alguna vez anidaron.

Además de preservar el ADN y las proteínas, la cáscara del huevo conserva señales de «isótopos estables» que pueden compararse con las de plantas y animales del medio ambiente para tener una idea de lo que comen y beben las aves.

Las características físicas de la cáscara del huevo (como el grosor y la densidad de los poros) también pueden revelar información sobre el tamaño del huevo, el tamaño del ave, el entorno de anidación y el comportamiento de anidación, y en ocasiones se pueden usar para diferenciar entre grupos de aves.

Con la ayuda y el apoyo de la población local de Madagascar, nuestro equipo ha recolectado cientos de cáscaras de huevo fósiles de 1000 años de antigüedad de todo Madagascar. Estudiamos su grosor, microestructura (a través de micro-CT scan), ADN, proteínas y sus análogos estables. Examinamos cientos de fragmentos de cáscara de huevo para encontrar 21 con suficiente ADN para reconstruir un árbol genealógico utilizando muestras de cáscara de huevo y huesos conocidos.

proporciones ambiguas

Descubrimos que no había tantas especies de pájaros elefantes como se pensaba anteriormente: había muy poca diferencia genética entre las muestras. Creemos que algunas de las diferencias de tamaño y forma que se ven en los fósiles del esqueleto son solo diferencias entre machos y hembras, no diferencias entre especies. Es común entre las castas que las hembras sean mucho más grandes que los machos, y que sean Confundido con diferentes tipos.

Pero aún más sorprendente, identificamos una cáscara de huevo peluda del lejano norte de Madagascar como perteneciente a un nuevo linaje de grandes pájaros elefantes que pesaban 230 kg y ponían 3 kg de huevos. Aunque estas aves estaban estrechamente relacionadas con las aves elefante del centro de Madagascar, eran genéticamente distintas y tenían una dieta diferente. También estaban separados por una distancia de unos 1.000 km y 1,5 km de altura.

Esto prueba que las aves elefante vivían en el extremo norte de Madagascar, donde no se encontraron esqueletos, un resultado que recuerda al descubrimiento. Nuevos ancestros humanos a partir del análisis de ADN de un fósil desconocido.

Estos no fueron los únicos hallazgos inesperados: también identificamos posibles impulsores de la especiación (la formación de nuevas especies) y el gigantismo extremo en las aves elefante. A medida que Madagascar se volvió más seco y frío durante la última edad de hielo, la vegetación cambió y es posible que las aves elefante se hayan adaptado a nuevos nichos. Esto condujo a la evolución de las especies más grandes en un período de tiempo rápido y reciente: los últimos 1,4 millones de años, una fracción de su historia evolutiva.

Estos hallazgos demuestran cómo el ADN antiguo de las cáscaras de huevo es una vía prometedora para estudiar la evolución de las aves extintas. Contribuye a nuestra comprensión de la biodiversidad de Madagascar en el pasado, un paso importante hacia la comprensión de cómo conservar especies únicas en el futuro.