El cerebro de las aves de la era de los dinosaurios revela las raíces de la inteligencia aviar
Un fósil bien conservado de un pájaro de los tiempos de los dinosaurios arroja nueva luz sobre la inteligencia de las aves modernas.
Por Sarah Collins
Un equipo de paleontólogos ha identificado un ave fósil notablemente bien conservada, aproximadamente del tamaño de un estornino, de la Era Mesozoica. Ilustración: Júlia D'Oliveira
Un descubrimiento fósil «único en su género» podría transformar nuestra comprensión de cómo evolucionaron el cerebro y la inteligencia únicos de las aves modernas, uno de los misterios más indonsables de la evolución de los vertebrados.
Los investigadores han identificado un fósil de ave de la Era Mesozoica extraordinariamente bien conservado, del tamaño aproximado de un estornino. El cráneo completo se ha conservado casi intacto. Se trata de una rareza para cualquier ave fósil, pero sobre todo para una tan antigua, lo que lo convierte en uno de los hallazgos más significativos de su clase.
La extraordinaria conservación tridimensional del cráneo permitió a los investigadores, dirigidos por la Universidad de Cambridge y el Museo de Historia Natural del Condado de Los Ángeles, en Estados Unidos, reconstruir digitalmente el cerebro del ave, que han bautizado como Navaornis hestiae. Navaornis vivió hace unos 80 millones de años en lo que hoy es Brasil, antes de la extinción masiva que acabó con todos los dinosaurios no avianos.
Una piedra Rosetta en la evolución de las aves
Los paleontólogos afirman que su descubrimiento, publicado en la revista Nature, podría ser una especie de piedra Rosetta para determinar los orígenes evolutivos del cerebro aviar moderno. El fósil llena un vacío de 70 millones de años en nuestra comprensión de cómo evolucionó el cerebro de las aves: entre el Archaeopteryx, de 150 millones de años, el primer dinosaurio parecido a un ave conocido, y las aves actuales.
Navaornis tenía el cerebro más grande que Archaeopteryx, lo que sugiere que tenía capacidades cognitivas más avanzadas que los primeros dinosaurios parecidos a las aves. Sin embargo, la mayoría de las áreas de su encéfalo, como el cerebelo, estaban menos desarrolladas, lo que sugiere que aún no había desarrollado los complejos mecanismos de control del vuelo de las aves modernas.
«La estructura del encéfalo de Navaornis es casi exactamente intermedia entre el Archaeopteryx y las aves modernas: era uno de esos momentos en los que la pieza que faltaba encaja a la perfección», afirma Guillermo Navalón, del Departamento de Ciencias de la Tierra de Cambridge y coautor del estudio.
Reconstrucción 3D del cráneo del ave Navaornis hestiae de la era secundaria. Cortesía: Guillermo Navalón
Navaornis lleva el nombre de William Nava, director del Museo de Paleontología de Marília, en el estado brasileño de São Paulo, quien descubrió el fósil en 2016 en un yacimiento en la localidad vecina de Presidente Prudente. Hace decenas de millones de años, este lugar era probablemente una zona seca con arroyos con aguas que corrían lentamente, lo que permitió la exquisita preservación del fósil.
Esta conservación inusual permitió a los investigadores utilizar la tecnología avanzada de escaneo micro-CT para reconstruir el cráneo y el cerebro del ave con notable detalle.
«Este fósil es realmente tan único que me quedé asombrado desde el momento en que lo vi por primera vez hasta el momento en que terminé de ensamblar todos los huesos del cráneo y recrear el cerebro, lo que nos permite apreciar completamente la anatomía de esta ave primitiva», dice Navalón.
El enigma de la evolución del cerebro del Archaeopteryx y el de las aves modernas
«Las aves modernas poseen algunas de las capacidades cognitivas más avanzadas del reino animal, solo comparables a las de los mamíferos —afirma el profesor Daniel Field, del Departamento de Ciencias de la Tierra de Cambridge y autor principal de la investigación. Y añade—: Pero los científicos han luchado por comprender cómo y cuándo evolucionaron los cerebros únicos y la notable inteligencia de las aves, y han estado esperando el descubrimiento de un fósil exactamente igual a este [para abordar el reto]».
Antes de este hallazgo, el conocimiento de la transición evolutiva entre el cerebro del Archaeopteryx y el de las aves modernas era prácticamente inexistente.
«Esto representa casi 70 millones de años de evolución aviar en los que se originaron todos los linajes principales de aves mesozoicas, incluidos los primeros representantes de las aves que viven hoy en día —comenta Navalón. Y continúa—: Navaornis se sitúa justo en medio de esta brecha de 70 millones de años, y nos informa sobre lo que ocurrió entre estos dos puntos evolutivos».
Navaornis llena un vacío de unos 70 millones de años en nuestro conocimiento de la evolución del cerebro de las aves. Navaornis hestiae (centro) documenta una etapa intermedia previamente desconocida en la evolución del sistema nervioso central entre las primeras aves (por ejemplo, Archaeopteryx, izquierda) y las aves vivas (por ejemplo, el tangará arcoíri, derecha). Ilustración: Júlia d'Oliveira.
Aunque a primera vista el cráneo de Navaornis se parece al de una pequeña paloma, un examen más detenido revela que no se trata de un ave moderna, sino de un miembro de un grupo de aves primitivas denominadas enantiornitas o pájaros opuestos.
Este grupo extinto de aves voladoras divergió de las aves modernas hace más de 130 millones de años, pero tenían plumas complejas y probablemente eran voladores competentes como las aves modernas. Sin embargo, la anatomía cerebral de Navaornis plantea una nueva cuestión: ¿cómo controlaban su vuelo las enantiornitas sin el conjunto completo de características cerebrales observadas en las aves vivas, incluido un cerebelo ampliado, que es el centro de control espacial de las aves vivas?
«Este fósil representa una especie en el punto medio del viaje evolutivo de la cognición de las aves —afirma Field, que también es Conservador Strickland de Ornitología en el Museo de Zoología de Cambridge. Y continúa—: Sus capacidades cognitivas pueden haber dado a Navaornis una ventaja a la hora de encontrar comida o refugio, y puede haber sido capaz de elaboradas exhibiciones de apareamiento u otros comportamientos sociales complejos».
«Este descubrimiento muestra que algunas de las aves que volaban sobre las cabezas de los dinosaurios ya tenían una geometría de cráneo completamente moderna hace más de 80 millones de años», comenta el coautor principal del trabajo, Luis Chiappe, del Museo de Historia Natural del Condado de Los Ángeles.
Esqueleto fósil de Navaornis, un ave de la era de los dinosaurios hallado en Brasil. Cortesía: Stephanie Abramowicz
Si bien Navaornis es uno de los fósiles de aves mejor conservados jamás encontrados de la Era Mesozoica, los investigadores creen que muchos más hallazgos del yacimiento brasileño donde se encontró podrían ofrecer más información sobre la evolución de las aves.
«Puede que solo se trate de un fósil, pero es una pieza clave en el rompecabezas de la evolución del cerebro de las aves —dice Field. Y añade—: Con Navaornis, tenemos una visión más clara de los cambios evolutivos que se produjeron entre el Archaeopteryx y las aves actuales, inteligentes y de comportamiento complejo, como los cuervos y los loros».
Aunque el descubrimiento es un avance significativo, los investigadores afirman que es sólo el primer paso para comprender la evolución de la inteligencia de las aves. Futuros estudios podrían revelar cómo interactuaba Navaornis con su entorno, ayudando a responder preguntas más amplias sobre la evolución de la cognición de las aves a lo largo del tiempo. ▪️
Información facilitada por la Universidad de Cambridge -Adaptación: Enrique Coperías / RexMolón Producciones
Fuente: Chiappe, L.M., Navalón, G., Martinelli, A.G. et al. Cretaceous bird from Brazil informs the evolution of the avian skull and brain. Nature (2024). DOI: https://doi.org/10.1038/s41586-024-08114-4
