Los pingüinos son quizás mejor conocidos por ser aves no voladoras cuyas alas les ayudan a «volar» a través de las gélidas aguas antárticas. Pero los pingüinos perdieron su capacidad de volar y en su lugar se convirtieron en nadadores aerodinámicos hace unos 60 millones de años, mucho antes de que se formara la capa de hielo de la Antártida, y los investigadores ahora han revelado cómo sucedió eso.
Un nuevo estudio de fósiles de pingüinos y los genomas de pingüinos actuales y recientemente extintos identificó una variedad de adaptaciones genéticas que las aves hicieron para vivir un estilo de vida acuático; desde una visión sensible a los tonos azules bajo el agua hasta genes relacionados con la oxigenación de la sangre, e incluso con cambios en la densidad ósea. Juntos, los hallazgos sugieren que los pingüinos como grupo se adaptaron para sobrevivir a algunos cambios ambientales graves que se desarrollaron durante millones de años.
De vuelo a no vuelo
Los fósiles de pingüinos más antiguos datan de hace 62 millones de años, dijo el coautor del estudio Daniel Ksepka, paleontólogo del Museo Bruce en Greenwich, Connecticut. En ese momento, los pingüinos ya no podían volar, aunque se veían muy diferentes a los pingüinos modernos. Tenían patas y picos más largos, y sus alas aún se parecían más a alas que aletas, dijo Ksepka a WordsSideKick.com.
«Estos primeros probablemente están evolucionando de un animal parecido a un frailecillo que todavía podía volar por el aire», dijo Ksepka. (Este ancestro volador aún no se ha descubierto en el registro fósil, por lo que no se sabe con precisión cuándo los pingüinos perdieron sus habilidades aéreas).
Con el tiempo, la evolución creó una «tripulación variopinta de pingüinos interesantes», dijo Ksepka, desde pingüinos con picos largos en forma de lanza hasta pingüinos con plumas rojas y pájaros que medían uno o dos pies más que la especie de pingüino más grande de la actualidad, el emperador, que mide alrededor de 3 pies y 7 pulgadas (1,1 metros) de altura.
En el estudio, los investigadores evaluaron la evidencia fósil junto con los genomas de todos los pingüinos que aún viven y los genomas parciales de los que se extinguieron en los últimos cientos de años. Los hallazgos sugieren que los pingüinos se originaron cerca de lo que hoy es Nueva Zelanda en algún momento antes de hace 60 millones de años, se dispersaron a América del Sur y la Antártida, y luego regresaron a Nueva Zelanda. La mayoría de las especies vivas hoy divergieron entre sí en los últimos 2 millones de años, dijo Ksepka. Durante ese período, la Tierra ha pasado por ciclos de períodos glaciales e interglaciales en los que el hielo polar se expandió y retrocedió. El avance del hielo empujó a los pingüinos hacia el norte, probablemente separando algunas poblaciones entre sí y permitiéndoles seguir sus propios caminos evolutivos durante unos 100.000 años. Cuando el hielo se retiró, los pingüinos separados se habían convertido en especies diferentes.
“No afecta a todas las especies por igual, pero es casi como si alguien estuviera girando una manivela para crear más especies de pingüinos”, dijo Ksepka.
Adaptaciones genéticas
A pesar de todos los cambios por los que han pasado, los pingüinos tienen la tasa de cambio evolutivo más lenta de todas las aves, informaron los investigadores el 19 de julio en la revista. Comunicaciones de la naturaleza (se abre en una pestaña nueva). Esto fue sorprendente y sigue sin explicación, dijo Ksepka. Los animales más grandes y los que se reproducen con relativa lentitud, como los pingüinos, tienden a tener tasas evolutivas más lentas, dijo. Sin embargo, algunas aves que son más grandes que los pingüinos evolucionan más rápido que los pingüinos. Otros tipos de aves que se reproducen a un ritmo similar al de los pingüinos también evolucionan más rápidamente, por lo que se necesita más trabajo para comprender por qué los pingüinos evolucionan tan lentamente, dijo Ksepka.
Si bien la evolución de los pingüinos puede ser comparativamente lenta, les ha proporcionado muchas adaptaciones para la vida en el mar y cerca de él. Comparten un conjunto de genes con otras aves no voladoras que probablemente acortaron sus alas, y también tienen genes únicos que pueden haber convertido muchos de los músculos de las alas de los antepasados de los pingüinos en tendones, lo que endureció las alas de los pingüinos y las hizo más como aletas. Los investigadores también encontraron mutaciones en los genes asociados con el almacenamiento de calcio, lo que puede contribuir a los huesos densos que ayudan a los pingüinos a bucear.
La evolución también ha provocado muchos otros cambios, como los genes asociados con el almacenamiento de grasa y la regulación de la temperatura. Un hallazgo interesante fue que los pingüinos perdieron varios genes al principio de su evolución que estaban relacionados con la digestión de los exoesqueletos de los crustáceos. Esto sugiere que los primeros pingüinos tenían una dieta centrada en presas como peces y calamares, dijo Ksepka. Pero la expansión de las capas de hielo creó un ecosistema antártico rico en krill, que son pequeños crustáceos. Afortunadamente, los investigadores encontraron que a los pingüinos les quedaba un gen, el gen CHIA, que les permitía digerir crustáceos.
«Si ese último se hubiera apagado, es posible que hayan tenido dificultades para digerir [krill]”, dijo Ksepka.
Alrededor del 75% de todas las especies de pingüinos que alguna vez vivieron se han extinguido, y el cambio climático puede extinguir aún más, advirtió Ksepka. Esto es especialmente cierto para las especies con un estilo de vida de nicho, como los pingüinos emperador (Aptenodytes forsteri) que se reproducen enteramente en el hielo marino. Si el hielo marino se derrite, dijo Ksepka, los pingüinos emperadores podrían lucha por encontrar caldo de cultivo. En el otro extremo del espectro, los diminutos pingüinos que habitan en las islas rocosas de Galápagos viven tan lejos de otras tierras que no tienen adónde huir si su hábitat ecuatorial se calienta demasiado.
«Definitivamente creemos que estos animales son sensibles al cambio ambiental y, en muchos casos, ya se los considera en peligro de extinción», dijo Ksepka. «En otros casos, podrían volverse mucho más vulnerables en las próximas décadas».
Publicado originalmente en Live Science.
