Secretos del 9

Por Universidad de Colorado en Boulder 9 de marzo de 2023

Cómo se habría visto un huevo entero de Aepyornis recién puesto, visto en un mercado cerca de la ciudad de Toliara, en la costa suroeste de Madagascar. Crédito: Gifford Miller

Hace más de 1.200 años, los elefantes no voladores deambulaban por la isla de Madagascar y pusieron huevos más grandes que pelotas de fútbol. Si bien estos gigantes parecidos a avestruz ahora están extintos, una nueva investigación de la Universidad de Colorado en Boulder (CU Boulder) y la Universidad Curtin en Australia revela que los restos de sus cáscaras de huevo contienen pistas valiosas sobre su tiempo en la Tierra.

Published on February 28 in the journal Nature Communications<em>Nature Communications</em> is a peer-reviewed, open-access, multidisciplinary, scientific journal published by Nature Portfolio. It covers the natural sciences, including physics, biology, chemistry, medicine, and earth sciences. It began publishing in 2010 and has editorial offices in London, Berlin, New York City, and Shanghai. " data-gt-translate-attributes="[{"attribute":"data-cmtooltip", "format":"html"}]">Nature Communications, el estudio describe el descubrimiento de un linaje separado y previamente desconocido de pájaro elefante que vagaba por los paisajes húmedos y boscosos en el lado noreste de Madagascar, un descubrimiento realizado sin acceso a ningún resto esquelético.

Es la primera vez que se identifica un nuevo linaje de pájaro elefante únicamente a partir de cáscaras de huevos antiguas, un logro pionero que permitirá a los científicos aprender más sobre la diversidad de aves que alguna vez vagaron por el mundo y por qué tantas se han extinguido en el pasado. 10.000 años.

"Esta es la primera vez que se deriva una identificación taxonómica a partir de la cáscara de un huevo de ave elefante y abre un campo en el que nadie habría pensado antes", dijo el coautor del artículo Gifford Miller, distinguido profesor de ciencias geológicas y miembro de la facultad de la Instituto de Investigaciones Árticas y Alpinas (INSTAAR) en CU Boulder. “Aquí puede haber otra forma de mirar al pasado y preguntar: '¿Había más diversidad de aves de la que somos conscientes?'”

Dispersión superficial de la cáscara de huevo de Aepyornis expuesta por la erosión eólica activa de las dunas de arena en las que anidaban las aves. Crédito: Gifford Miller

Madagascar, similar a un pequeño continente, ha estado separada de África y de los continentes vecinos por las aguas profundas del océano durante al menos 60 millones de años. Esta geología ha permitido que la evolución se desboque, produciendo lémures, pájaros elefante y todo tipo de animales que no existen en ningún otro lugar del planeta. Para los pueblos polinesios que llegaron aquí hace unos 2.000 años, el más grande de los elefantes, Aepyornis, era un terror emplumado digno de contemplar: medía más de 9 pies de alto, pesaba más de 1.500 libras cada uno y estaba equipado con un pico puntiagudo y un arma mortal. Con garras, era el animal terrestre más grande de Madagascar.

Due to limited skeletal remains—and the fact that bone DNADNA, or deoxyribonucleic acid, is a molecule composed of two long strands of nucleotides that coil around each other to form a double helix. It is the hereditary material in humans and almost all other organisms that carries genetic instructions for development, functioning, growth, and reproduction. Nearly every cell in a person’s body has the same DNA. Most DNA is located in the cell nucleus (where it is called nuclear DNA), but a small amount of DNA can also be found in the mitochondria (where it is called mitochondrial DNA or mtDNA)." data-gt-translate-attributes="[{"attribute":"data-cmtooltip", "format":"html"}]"> El ADN se degrada rápidamente en áreas cálidas y húmedas; hasta hace poco no se sabía dónde encajaban las aves en el árbol evolutivo. Lo que más sabían los científicos era que eran parte de la familia de las ratitas no voladoras, una hermana genética del kiwi de Nueva Zelanda, la ratita viva más pequeña del mundo.

Sin embargo, el antiguo ADN de cáscara de huevo ha confirmado no sólo dónde se posan los pájaros elefante en este árbol, sino que también ha revelado más sobre la diversidad dentro del linaje.

“While we found that there were fewer speciesA species is a group of living organisms that share a set of common characteristics and are able to breed and produce fertile offspring. The concept of a species is important in biology as it is used to classify and organize the diversity of life. There are different ways to define a species, but the most widely accepted one is the biological species concept, which defines a species as a group of organisms that can interbreed and produce viable offspring in nature. This definition is widely used in evolutionary biology and ecology to identify and classify living organisms." data-gt-translate-attributes="[{"attribute":"data-cmtooltip", "format":"html"}]"> especies que vivían en el sur de Madagascar en el momento de su extinción, también descubrimos una nueva diversidad del extremo norte de Madagascar”, dijo la autora principal Alicia Grealy, quien realizó esta investigación para su tesis doctoral en la Universidad Curtin en Australia. “Estos hallazgos son un paso importante hacia la comprensión de la compleja historia de estas enigmáticas aves. Sorprendentemente, hay mucho que descubrir a partir de la cáscara del huevo”.

Miller ha analizado restos de cáscaras de huevo en Australia y en todo el mundo durante más de 20 años y es uno de los pocos científicos que estudia estos fragmentos. Así, en 2005, cuando recibió 25.000 dólares como parte del Premio al Científico Distinguido Easterbrook de la Sociedad Geológica de Estados Unidos, Miller reunió un pequeño equipo para estudiar el evolutivamente esquivo pájaro elefante.

El equipo se propuso inicialmente en 2006 recolectar cáscaras de huevos de aves elefante de la mitad seca del sur de la isla. Cuando un investigador no afiliado utilizó fragmentos de huesos para resolver este misterio evolutivo antes de que pudieran hacerlo, el equipo de Miller y Grealy centró su atención en la mitad norte húmeda y boscosa de la isla, con la esperanza de comprender mejor al ave en un bioma diferente.

El equipo de campo en mayo de 2007, mientras se encontraba en el noreste de Madagascar, donde se recogieron las muestras del artículo. De izquierda a derecha: Ramil, guía principal del Museo Nacional de Antananarivo, la capital; Gifford Miller; Steve DeVogel; y un guía local. Crédito: Gifford Miller

Utilizando imágenes satelitales de alta resolución, el equipo exploró lugares donde los vientos habían arrastrado la arena y dejado al descubierto cáscaras de huevos antiguas. Actualmente no vive ningún pájaro de tamaño similar en la isla, por lo que los pedazos agrietados son fácilmente reconocibles a simple vista. Después de que el equipo atravesó la isla y reunió más de 960 fragmentos de cáscaras de huevos antiguos de 291 ubicaciones, comenzó el desafiante trabajo: analizar el ADN antiguo.

Debido a su composición química, los esqueletos pueden tener “fugas” de ADN, lo que los hace menos ideales para este tipo de trabajo. En comparación, la química física de estas gruesas cáscaras de huevo retiene su materia orgánica por hasta 10.000 años y protege su ADN como lo hizo con el pajarito que una vez creció dentro de ellas. Esto significa que puede resultar bastante difícil extraerlo para su análisis.

Otro problema es encontrar hebras de ADN lo suficientemente largas para analizarlas, ya que el ADN antiguo a menudo se degrada. Como resultado, los científicos reunieron los fragmentos más cortos en una especie de “rompecabezas genético”, sin tener idea de que esto los llevaría a descubrir un nuevo tipo de ave elefante.

“La ciencia a menudo avanza por caminos oscuros. No siempre encuentras lo que buscas”, dijo Miller, director del Centro de Análisis Geoquímico del Medio Ambiente Global (GAGE) en CU Boulder. "Y es mucho más interesante encontrar lo que no sabías que estabas buscando".

Miller estudia el "Cuaternario", el período geológico más reciente de la historia de la Tierra y cuando los humanos aparecieron por primera vez en el paisaje. Cuando aparecieron los humanos, dijo, a menudo los animales grandes se extinguieron, pero los científicos aún no saben por qué el pájaro elefante fue uno de ellos.

“¿Qué es lo que estaban haciendo los primeros humanos que está provocando la extinción de los animales grandes, especialmente? Este es un debate que ha estado sucediendo durante toda mi vida”, dijo Miller, cuya carrera abarca ahora cinco décadas.

Sin embargo, si los geólogos, arqueólogos y biólogos son capaces de reunir y fechar más fragmentos de cáscaras de huevos de todo el mundo, el trabajo pionero de Miller y Grealy en el campo de la ciencia del ADN de las cáscaras de huevos podría conducir a una mejor comprensión de por qué animales grandes como el pájaro elefante se fueron extinto tras la llegada del hombre.

"Con muchas pequeñas contribuciones de un montón de personas, es posible resolver algunas preguntas interesantes", afirmó Miller. "Esto podría abrir una nueva forma de ver las cosas".

Referencia: “La exploración molecular de la cáscara de un huevo fósil descubre el linaje oculto de un ave gigante extinta” por Alicia Grealy, Gifford H. Miller, Matthew J. Phillips, Simon J. Clarke, Marilyn Fogel, Diana Patalwala, Paul Rigby, Alysia Hubbard, Beatrice Demarchi, Matthew Collins, Meaghan Mackie, Jorune Sakalauskaite, Josefin Stiller, Julia A. Clarke, Lucas J. Legendre, Kristina Douglass, James Hansford, James Haile y Michael Bunce, 28 de febrero de 2023, Nature Communications.DOI: 10.1038/s41467-023-36405 -3

Additional authors on this paper include: Matthew J. Phillips, Queensland University of Technology; Simon J. Clarke, Integrity Ag & Environment; Marilyn Fogel, University of California Riverside; Diana Patalwala, Paul Rigby and Alysia Hubbard, The University of Western Australia; Beatrice Demarchi, University of Turin; Matthew Collins, Meaghan Mackie, Jorune Sakalauskaite, and Josefin Stiller, University of Copenhagen; Julia A. Clarke and Lucas J. Legendre, The University of Texas at Austin; Kristina Douglass, Columbia UniversityColumbia University is a private Ivy League research university in New York City that was established in 1754. This makes it the oldest institution of higher education in New York and the fifth-oldest in the United States. It is often just referred to as Columbia, but its official name is Columbia University in the City of New York." data-gt-translate-attributes="[{"attribute":"data-cmtooltip", "format":"html"}]"> Universidad de Colombia; James Hansford, Sociedad Zoológica de Londres, Universidad del Norte de Illinois, University College London; James Haile, Universidad de Oxford; y Michael Bunce, Universidad de Curtin.

La financiación para este trabajo fue apoyada por el Premio al Científico Distinguido Easterbrook de la División de Geología y Geomorfología Cuaternaria de la Sociedad Geológica de América (GSA), la Fundación Nacional de Ciencias, el Consejo Australiano de Investigación (ARC), una futura beca del ARC y la Fundación Nacional Sociedad de Geografía.