La reconstrucción del cráneo de un ave fósil revela un cerebro hecho para oler y ojos hechos para la luz del día

Jeholornis era un ave del tamaño de un cuervo que vivió hace 120 millones de años, uno de los primeros ejemplos de dinosaurios que se convirtieron en aves, en lo que ahora es China. Los fósiles que se han encontrado están finamente conservados pero aplastados, como resultado de las capas de sedimentos que se depositaron a lo largo de los años. Eso significa que nadie ha podido ver bien la cabeza de Jeholornis. Pero en un nuevo estudio, los investigadores reconstruyeron digitalmente un cráneo de Jeholornis, revelando detalles sobre sus ojos y cerebro que arrojan luz sobre su visión y sentido del olfato.

«Jeholornis es mi ave favorita del Cretácico, tiene muchos rasgos inusuales y primitivos, y ayuda a arrojar luz sobre la historia más amplia de cómo evolucionaron las diferentes aves», dice Jingmai O’Connor, curadora asociada de reptiles fósiles en el Museo Field y uno de los autores del artículo que describe el descubrimiento en el Revista zoológica de la Sociedad Linneana. «Este estudio es la primera vez que realmente vemos cómo se veía el cráneo de este pájaro, cómo debe haber sido su cerebro, lo cual es realmente emocionante».

El primer autor del estudio, Han Hu, revisó aproximadamente 100 fósiles en el Museo de la Naturaleza Shandong Tianyu de China y seleccionó el que tiene el cráneo mejor conservado, todavía un poco aplanado, pero intacto. «Es muy difícil encontrar el cráneo correcto entre alrededor de 100 fósiles, ya que no sabremos si un cráneo nos proporcionará la información que queremos antes del escaneo, y debido a los costos del escaneo de alta calidad, no pudimos escanear todos esos especímenes para elegir el mejor. Sin embargo, elegí este porque al menos de la superficie expuesta, está relativamente completo, y lo que también es importante es que este cráneo se conserva para estar aislado de otras partes de su cuerpo «. dice Hu, investigador del Departamento de Ciencias de la Tierra de la Universidad de Oxford, Reino Unido.

«Esto es muy útil ya que normalmente no cortamos el cráneo del esqueleto si están articulados; nadie quiere dañar estos fósiles anteriores, pero un cráneo aislado reducirá el tamaño del área de escaneo, lo que aumentará el escaneo. calidad mucho. Afortunadamente, el espécimen que elegimos aquí para este proyecto es casi perfecto: nos proporcionó mucha información desconocida después de la reconstrucción digital «.

«Estos huesos eran como el fondo de una bolsa de papas fritas: no estaban completamente aplastados, pero las piezas estaban compactadas», dice O’Connor. «Así que pudimos escanearlos por tomografía computarizada, esencialmente tomando un montón de rayos X y apilándolos para formar una imagen 3D, y luego volver a articularlos digitalmente y reconstruir el cráneo a partir de todos estos huesos».

«Pudimos ver diferentes características del cráneo que nunca antes se habían visto en Jeholornis, e incluso pudimos extrapolar cómo era su cerebro», dice el coautor e investigador postdoctoral del Field Museum, Matteo Fabbri.

El cerebro en sí no está preservado, los tejidos blandos rara vez lo están, pero los cerebros de aves y dinosaurios tienden a anidar perfectamente dentro de sus cráneos. Por lo tanto, conocer la forma y las dimensiones del cráneo de un ave fósil nos dice mucho sobre su cerebro, algo así como un guante que da una aproximación decente de la forma de una mano. Además, las estructuras cerebrales se conservan entre especies y con el tiempo, cosas como los bulbos olfativos y el cerebelo en los mismos lugares generales, ya sea que esté mirando el cerebro de una rana, un ser humano o un ave fósil.

Gracias a las ubicaciones de larga data de estas estructuras, los investigadores pudieron determinar cómo se compara el cerebro de Jeholornis con las aves y los dinosaurios modernos (o, estrictamente hablando, con los dinosaurios no aviares; todas las aves, incluido Jeholornis, son dinosaurios, pero no todos los dinosaurios). son pájaros).

«La morfología del cerebro de Jeholornis es transitoria, entre lo que vemos en los dinosaurios no aviares y lo que vemos en las aves modernas», dice Fabbri. «Si miras los cráneos de los dinosaurios, lo que ves es un lugar para un cerebro muy parecido al de un reptil, lo que significa que tienen bulbos olfativos muy grandes y los lóbulos ópticos que están en el cerebro medio están reducidos. Probablemente tenían un cerebro muy buen sentido del olfato y no gran vista, que es muy reptiliano, y por otro lado, si miras a las aves modernas, ellas hacen lo contrario, tienen pequeños bulbos olfativos, y lóbulos ópticos muy grandes, Jeholornis cae en el medio. «

Jeholornis tenía bulbos olfativos más grandes que la mayoría de las aves modernas, lo que significa que probablemente dependía más de su sentido del olfato que las aves actuales (con la excepción de unos pocos olfateadores, como los buitres). El fuerte sentido del olfato de Jeholornis tiene sentido en el contexto de otro estudio reciente realizado por el equipo, que muestra que Jeholornis es el animal frugívoro más antiguo conocido. «A medida que las frutas maduran, liberan muchos químicos», dice O’Connor. «Todavía no podemos probarlo, pero tener un mejor sentido del olfato podría haber ayudado a Jeholornis a encontrar fruta».

Además de un cerebro adaptado para oler, los investigadores encontraron que Jeholornis probablemente era mejor para ver durante el día que durante la noche. Las aves tienen huesos llamados anillos esclerales que ayudan a determinar cuánta luz entra en sus ojos. Las especies que necesitan ver de noche, como los búhos, tienen aberturas de anillos esclerales más anchas en relación con las cuencas de sus ojos, para dejar entrar más luz; las aves que están activas durante el día tienen aberturas más estrechas para que pase la luz, como la abertura de una cámara. Los anillos esclerales de Jeholornis parecen indicar que estaba más activo durante el día.

Todas estas características del cráneo brindan una mejor comprensión del estilo de vida de este pájaro primitivo y el papel que desempeñó en su ecosistema. «Reconstruir un cráneo es un trabajo minucioso y, a medida que las personas comienzan a dedicar tiempo para hacerlo, se vuelve cada vez más claro que la evolución de las aves fue más complicada de lo que esperábamos», dice Fabbri. «No solo es diferente de los dinosaurios y las aves modernas, también es diferente de otras aves primitivas. No es una historia evolutiva sencilla».

«Al igual que Jingmai, Jeholornis también es una de mis aves favoritas. Su posición especial como una de las aves más primitivas durante la transición dinosaurio-ave determina que completar su historia revelará el verdadero escenario de ese crítico período evolutivo, y también, cuéntanos por qué y cómo las aves modernas, los únicos dinosaurios vivos, evolucionaron para ser lo que vemos ahora», dice Hu.