En la actualidad, se conoce mucho en relación a la anatomía, biología y regulación genómica de las plumas, aunque el origen evolutivo aún era desconocido. Recientemente, se ha encontrado evidencia molecular en fósiles de dinosaurios ha revelado como proteínas clave que hicieron que las plumas se volvieran más ligeras y flexibles a medida que los dinosaurios se volvieron capaces de volar.

Todos los animales modernos tienen una proteína de estructura llamada queratina. Esta proteína forma filamentos que a su vez forman las uñas, pelo, plumas y picos de todos los animales vertebrados. En humanos y otros mamíferos, α-queratina es el principal componente del pelo, piel y uñas, mientras que en pájaros y reptiles β-queratina es la principal proteína de garras, picos y plumas. Las diferencias químicas de ambos tipos de queratina les da diferentes características tales como dureza y resistencia.

De esta forma, usando genomas completos de aves, cocodrilos, tortugas y otros reptiles, científicos, a lo largo de los años, han construido árboles familiares de estos animales basados en cómo cambió su β-queratina a través del tiempo. Entre los descubrimientos se destaca que la β-queratina en los pájaros modernos se ha vuelto más flexible gracias a el cambio en unos aminoácidos clave.

nature animal park birds

Ahora, científicos de China y Estados Unidos desarrollaron anticuerpos fluorescentes diseñados para identificar segmentos específicos de α y β-queratina, con el fin de identificar β-queratina flexible similar a la de las aves actuales y una menor cantidad de α-queratina en dinosaurios voladores. Así, los descubrimientos sugieren que las plumas del dinosaurio Anchiornis estaban compuestas por ambas α y β-queratina, pero dominadas por α-queratina, a diferencia de otros dinosaurios del Cretácico temprano como Yanornis. Lo cual da nueva información de cómo evolucionaron las plumas durante el Cretácico hasta estar compuestas predominantemente por β-queratina, produciendo queratina más flexible más adecuada para vuelo.

Así mismo, la evidencia genética sugiere que durante la transición a dinosaurios voladores el gen de β-queratina fue duplicado muchas veces, así, a medida que los animales evolucionaban algunas de las copias extras mutaban a la forma de queratina que hizo posible el vuelo. Esto no sólo permitió que dinosaurios como el Archaeopteryx volara hace 150 millones de años, sino también le dio la capacidad de volar a todas las aves que conocemos hoy en día.


Referencias:

  1. Pan Y, et al. The molecular evolution of feathers with direct evidence from fossils. Proceedings of the National Academy of Sciences, 2019.
  2. Norell MA, y Xu X. Feathered dinosaurs. Annu. Rev. Earth Planet. Sci., 2005. 33, 277-299.
  3. Service RF. Fossil feathers reveal how dinosaurs took flight. Paleontology. 2019. doi: 10.1126/science.aaw8260
  4. Pan Y, et al. Molecular evidence of keratin and melanosomes in feathers of the Early Cretaceous bird Eoconfuciusornis. Proceedings of the National Academy of Sciences, 2016. 113(49), E7900-E7907.

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