La evolución de los terópodos avianos está marcada por una plétora de especializaciones anatómicas y funcionales en su mayoría relacionadas con el vuelo. No obstante, estudios recientes indican que algunos de los rasgos adquiridos entre los distintos clados de Maniraptora, estarían inducidas por una diversificación de la dieta más que por la adaptación al vuelo.
Un estudio de Lautenschlager y colaboradores (2013) trata de testar las diferentes hipótesis sobre la adquisición de un pico queratínico en Maniraptores y el desarrollo de edentulismo. ¿Y qué es el edentulismo se preguntarán los lectores? No tiene que preocuparse y seguir con la ceja arqueada, no es ninguna teoría relacionada con viejas historias de jardines con manzanos ni tiene que ver con el minerialismo. El edentulismo es la pérdida parcial o completa de dientes en el cráneo de varios clados de tetrápodos. Entre ellos, notablemente, las aves.
Se ha propuesto que la adquisición de un pico queratínico y pérdida de dientes estaría relacionada con una estrategia de reducción general del peso del esqueleto relacionada con el vuelo. No obstante, también pudiera estar relacionado con el desarrollo de una dieta no tan carnívora en algunos clados de la base de Maniraptora. ¿Cómo comprobarlo? La receta de Lautenschlager ha sido sencilla… o no tanto por los métodos.
Los autores han elegido un candidato entre maniraptores basales, Erlikosaurus un peculiar therizinosaurio. Este taxón presenta un proceso de edentulismo parcial por el que ha perdido los dientes del premaxilar y parte del dentario, sugiriendo que en la zona del premaxilar habría una ranfoteca o pico queratínico. Se han probado diversos análisis de modelos finitos sobre el cráneo restaurado “tal cual”, sobre un cráneo con ranfoteca corta, otro con una hipotética ranfoteca larga, y otro, incluyendo unos hipotéticos dientes que recubriesen la zona actual sin dientes. La presión del mordisco se distribuyó en una concentración de la fuerza en el extremo anterior de la mandíbula superior, otro en la zona del dentario hasta la que carece dientes el cráneo original, y otra con la fuerza de la mordedaura concentrada en la zona que actualmente se preservan dientes, en la parte posterior de la mandíbula.
Se escogió este procedimiento para evitar las variaciones interespecíficas al tratar con varios taxones, siendo preferible partir de una morfología única sobre la que se hacían diversas modificaciones.
También se comprobó este mismo proceso en puntos simétricos de la mandíbula inferior, así como testar los modelos con una configuración de fuerzas en las que se tuviese en cuenta el uso de la musculatura del cuello en la masticación.
Los modelos 3D a partir del cráneo de Erlikosaurus andrewsi.
Los resultados indican que en los casos en que la fuerza de la masticación se concentra en la parte anterior o intermedia de ambas mandíbulas, la ranfoteca reduce los esfuerzos sobre la zona superior del cráneo. No en cambio para la masticación en la zona más posterior. Además, los modelos incluyendo la musculatura del cuello, dan resultados similares, con una distribución más homogénea de los esfuerzos.
Análisis de elementos finitos de las diversas hipótesis. Modelos A-L esfuerzos de Von Mises. M-X distribución de desplazamientos en las distintas configuraciones para el cráneo de Erlikosaurus.
Estos resultados coinciden con las observaciones anatómicas en Erlikosaurus. Aunque no tendría una mordedura especialmente fuerte, los músculos del cuello podrían ayudar en la masticación. Y se comprueba que la presencia de una ranfoteca disminuiría los esfuerzos resultantes de la masticación en la mandíbula. Hay que considerar que Erlikosaurus no presenta facetas de desgaste en sus dientes (dispuestos en la zona posterior y no serían parte de la actividad principal durante la masticación), así como una tasa de reemplazamiento baja de los dientes posteriores del dentario y maxila. La masticación sería principalmente en la zona sin dientes.
Incorporando la interacción de los músculos del cuello. A-D esfuerzos de Von Mises para las distintas configuraciones. E-H distribución de desplazamientos.
Además se puede tener en cuenta que hay más tetrápodos no relacionados con las aves que han desarrollado edentulismo y una alimentación herbívora. Y la aparición de una ranfoteca no implica necesariamente una reducción del peso respecto a una mandíbula con dientes, todo lo contrario en algunos casos.
Los autores concluyen por tanto, que probablemente la pérdida de dientes y desarrollo de ranfoteca fuese un caracter homólogo adquirido entre varios clados de maniraptores, a una adaptación a una dieta más herbívora.
Y si alguno se pregunta si esto sería algún tipo de operación bikini macroevolutiva encaminada al desarrollo del vuelo… pues tampoco. Los deinonychosaurios son un clado ligeramente más derivado de maniraptores, lo que abre la puerta a que adquiriesen su dieta carnívora por una reversión al estado pre-herbivoría.
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Más información:
- Lautenschlager, S., L. M. Witmer, P. Altangerel, and E. J. Rayfield. 2013. Edentulism, beaks, and biomechanical innovations in the evolution of theropod dinosaurs. Proceedings of the National Academy of Sciences 201310711.
- Imagen de Erlikosaurus: Original de Jordan Mallon, otro experto en paleodietas del que hablamos aquí.
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