El origen de las plumas sigue siendo un enigma
Las plumas, símbolo indiscutible de las aves, surgieron mucho antes de que el primer pájaro surcara los cielos. Nuevos hallazgos fósiles revelan que dinosaurios y pterosaurios también compartieron este sorprendente legado evolutivo. Pero el origen de las plumas continúa siendo uno de los mayores misterios de la paleontología.
Por Enrique Coperías
Las plumas surgieron antes que las aves, y las lucieron algunos dinosaurios. Descubrir cómo evolucionaron y qué animales las poseían podría aportar valiosos conocimientos sobre el pasado remoto. Cortesía: Erwan Hesry
Imagina un mundo donde los dinosaurios no solo rugían y dominaban la Tierra con su imponente tamaño, como el Tyrannosaurus, el Ankylosaurus y el Allosaurus, sino que también lucían plumajes coloridos, delicados y sorprendentes.
Hoy, las plumas son un símbolo inequívoco de las aves, esenciales para el vuelo, el calor y el cortejo. Pero ¿y si estas estructuras fascinantes no hubieran nacido con los pájaros? ¿Y si su historia se remontara a millones de años antes, adornando a criaturas que nunca surcaron los cielos?
El misterio sobre el origen de las plumas ha captado la atención de paleontólogos de todo el mundo durante décadas y ha generado un acalorado debate científico con interesantes interrogantes que aún hoy no tienen una calara respuesta, como cuándo, cómo y por qué aparecieron. Es más, ¿cuáles fueron las primeras criaturas en lucirlas? ¿hasta dónde podemos seguirle el rastro?
Los primeros fósiles con huellas de plumas
En la década de 1990, se encontraron por primera vez plumas fosilizadas en dinosaurios extintos. Uno de los descubrimientos más emblemáticos de esta época fue el del dinosaurio Sinosauropteryx, un pequeño dinosaurio terópodo fue hallado en la formación Yixian, en la provincia de Liaoning, al noreste de China, una región que ha proporcionado algunos de los fósiles más espectaculares del mundo.
El hallazgo del Sinosauropteryx se atribuye al paleontólogo chino Ji Qiang y su equipo, quienes se quedaron literalmente boquiabiertos al constatar que el fósil presentaba impresiones de estructuras filamentosas a lo largo de su cuerpo similares a plumas, que recibieron el nombre de protoplumas.
Pero por si esto no fuera poco, otro aspecto fascinante de este fósil es que permitió, por primera vez, inferir el color de un dinosaurio. Los análisis posteriores identificaron melanosomas, estructuras celulares relacionadas con el almacenamiento de pigmentos como la melanina, lo que sugiere que Sinosauropteryx podría haber tenido un patrón de bandas anaranjadas y blancas en la cola. Esto abrió un nuevo campo en la paleontología: el estudio del color y la apariencia externa de los dinosaurios. Pero esto es harina de otro costal.
Volando por el árbol genealógico de los reptiles
Casi treinta años después, persisten muchas preguntas sobre los primeros plumaje. ¿Todos los dinosaurios heredaron plumas de un ancestro común o evolucionaron múltiples veces dentro del grupo? ¿Son exclusivas de las aves y sus parientes más cercanos o están más extendidas en el árbol genealógico de los reptiles?
Para responder a estas preguntas, Paul Barrett, profesor de la Sección de Reptiles Fósiles, Anfibios y Aves en el Museo de Historia Natural de Londres; y Xu Xing, profesor del Instituto de Paleontología y Paleoantropología de Vertebrados en la Academia China de Ciencias, han llevado a cabo una sesuda revisión sobre los misterios que rodean al origen y la evolución de las plumas en la revista Biology Letters.
«Aunque se han identificado docenas de dinosaurios emplumados desde que se descubrió el Sinosauropteryx en la década de 1990, en su mayoría son carnívoros cercanos a las aves. Todos coinciden en que estos dinosaurios tenían plumas, pero más allá de eso hay poco consenso», explica Barrett.
El descubrimiento de Sinosauropteryx en los años noventa mostró que los dinosaurios no aviares también podían tener plumas. Crédito: Sam Ose / Olai Skjaervoy, CC BY 2.0
Los primeros vertebrados en surcar los cielos
Según este paleontólogo, para resolver estos puntos de desencuentro se necesitan más fósiles y una definición clara de lo que constituye una pluma. «Si logramos establecer esto, podríamos descubrir de dónde provienen las plumas y si surgieron antes de los dinosaurios mismos», aclara Barrett.
Actualmente, los paleontólogos se reparten en varios grupos según sus teorías sobre la evolución de las plumas. El primer grupo apoya la hipótesis del origen avemetatarsaliano, que sugiere que las plumas evolucionaron en un ancestro común de los dinosaurios (incluidas las aves) y los pterosaurios, los primeros vertebrados en surcar los cielos; prosperaron durante casi toda la Era Mesozoica, hace entre 228 y 66 millones de años.
Esto explicaría por qué ambos grupos habrían heredado sus coberturas plumosas, aunque algunos miembros posteriores habrían perdido la capacidad de desarrollar plumas, para mostrar escamas en su lugar. Esta pérdida podría estar relacionada con cambios en el entorno, en el tamaño corporal o en la fisiología.
La hipótesis extrema de los tetanuros
Otro grupo de paleontólogos sostiene que las plumas evolucionaron de otro momento bien distinto. Algunos proponen que las plumas podrían haber evolucionado entre los ancestros de los dinosaurios, pero que las estructuras similares observadas en los pterosaurios serían diferentes. Más extremo es el modelo de origen tetanuro, que sugiere que solo los dinosaurios terópodos —bípedos y carnívoros—desarrollaron plumas verdaderas, mientras que las estructuras similares en otros fósiles serían escamas especializadas.
Básicamente, los tetanuros son un grupo de dinosaurios terópodos que se caracterizan por tener colas rígidas, lo que les proporcionaba equilibrio. Surgieron en el Jurásico temprano e incluyen a depredadores como el Allosaurus y a los coelurosaurios, grupo del que evolucionaron las aves. Los tetanuros destacaban por sus cráneos grandes, dientes afilados y extremidades posteriores fuertes, desempeñando un papel clave en la evolución del vuelo y la aparición de plumas.
Un factor determinante detrás de estas teorías es que la mayoría de los fósiles de dinosaurios emplumados provienen del período Cretácico, mucho tiempo después del que se cree que las plumas habrían surgido. Por lo tanto, es fundamental encontrar fósiles más antiguos, especialmente del Jurásico y del Triásico.
Un Triásico desplumado
En palabras de Barrett, «el Triásico es especialmente importante, ya que encontrar dinosaurios emplumados de este periodo temprano sugeriría que todos los dinosaurios compartieron un ancestro con plumas. Si no se encuentran, esto indicaría que las plumas surgieron como una innovación en grupos posteriores».
A nivel microscópico, los paleontólogos han identificado una diversidad creciente de melanosomas en los fósiles, especialmente de penarraptores (Pennaraptora), un clado que incluye al ancestro común más reciente del Oviraptor philoceratops, el Deinonychus antirrhopus y el Passer domesticus (gorrión común), junto con todos sus descendientes. Esto sugiere que las plumas tenían una clara función de comunicación y señalización.
Los modelos de desarrollo apuntan a que las plumas evolucionaron de forma gradual, siguiendo una secuencia. Primero surgieron las plumas monofilamentosas, que son estructuras simples y similares a filamentos o pelos. Con el tiempo, estas plumas evolucionaron hacia formas más complejas, conocidas como plumas penáceas, que tienen un eje central (raquis) y ramificaciones laterales (barbas y barbillas), típicas de las aves modernas. Por su parte, los folículos, estructuras especializadas de la piel desde donde crecen las plumas, se desarrollaron en una etapa posterior del proceso evolutivo.
Plumas y estructuras tegumentarias similares a plumas de dinosaurios y pterosaurios. Crédito: Biology Letters
¿Qué es una pluma de dinosaurio?
Otro aspecto crucial que no pasan por alto Xing y Barrett en su revisión es que tampoco existe una definición precisa y consensuada de lo que constituye una pluma de dinosaurio. Aunque las plumas de las aves actuales sirven de referencia, millones de años de evolución separan a estas aves de los dinosaurios, lo que implica que podrían haber surgido características nuevas durante ese tiempo.
En palabras de Barrett, «para identificar una pluma verdadera en un ave moderna, observamos su composición y estructura, especialmente si crece a partir de un folículo en la piel. Sin embargo, es posible que los folículos y otras características modernas no estuvieran presentes en todas las plumas de dinosaurio». Por ello, Barrett sostiene que se necesitan más estudios anatómicos detallados a nivel microscópico para resolver estas cuestiones.
Xing cree que una fuente prometedora de información adicional son las pieles fosilizadas. Comparaciones entre la piel fosilizada de algunos dinosaurios y aves primitivas de China sugieren que compartían tejidos similares, lo que apoyaría la hipótesis de un ancestro común. No obstante, otros dinosaurios poseían una piel más similar a la de los reptiles o una combinación de plumas y escamas, lo que sugiere que las plumas podrían haber evolucionado de forma independiente en distintos grupos.
Plumas filamentosas para mantener el calor
Además, se ha detectado que algunos dinosaurios pequeños, como el Coelophysis, un dinosaurio terópodo de constitución grácil y de uos 3 metros de longitud, pudieron haber necesitado plumas filamentosas para mantener el calor. En contraste, los ornitisquios, como el Psittacosaurus, un ceraptosiano del Cretácico, presentan apéndices filamentosos limitados a ciertas áreas del cuerpo, lo que plantea interrogantes sobre su función y evolución.
Los pterosaurios con estructuras filamentosas carecen de escamas, lo que podría indicar múltiples episodios de pérdida o transformación de plumas en su linaje.
Barrett y Xing también han encontrado similitudes bioquímicas entre las plumas modernas y otras estructuras epidérmicas de los arcosaurios, reptiles con un enorme éxito evolutivo que se diversificaron extraordinariamente durante el Mesozoico y cuyos únicos representantes actuales del grupo son los cocodrilios y las aves. Por ejemplo, proteínas beta-corneas similares a las presentes en plumas se hallan en las escamas de aves, picos y garras, así como en las escamas embrionarias de caimanes.
Un largo camino por… volar
Estos hallazgos sugieren que un sistema genético regulador común pudo haber existido en el ancestro de los avemetatarsalianos —un grupo de arcosaurios, que incluye a todos los dinosaurios (incluidas las aves), los pterosaurios y sus ancestros comunes— y facilitar la evolución convergente o paralela de plumas y estructuras similares.
En definitiva, aunque se ha avanzado mucho en el estudio del origen de las plumas, todavía queda un largo camino por recorrer. Resolver estas cuestiones permitirá añadir nuevas piezas al puzle de la evolución de las plumas y su impacto en la biología y el comportamiento de las aves y sus ancestros.
No cabe duda de que los paleontólogos seguirán buscando fósiles clave que ayuden a zanjar este debate que lleva décadas en el aire, con la esperanza de que futuros descubrimientos permitan desentrañar de manera definitiva este enigma evolutivo. ▪️
Información facilitada por el Museo de Historia Natural de Londres
Fuente: Xing Xu and Paul M. Barrett. The origin and early evolution of feathers: implications, uncertainties and future prospects. Biology Letters (2025). DOI: https://doi.org/10.1098/rsbl.2024.0517
