Tomar la zambullida evolutiva en el agua y abandonar la tierra para siempre, como lo hicieron algunos antepasados de los cocodrilos hace casi 200 millones de años, a menudo se enmarca como elegir la libertad: de la gravedad, de los límites territoriales, de las restricciones dietéticas.
El agua podría infligir más presión en el sentido de libras por pulgada cuadrada, pensó, pero también probablemente alivió algo, especialmente el tipo que evitó que los cocodrilos subieran un tamaño o 10. Si querían disfrutar delbotín considerable de tamaño considerable, el agua parecía la manera fácil.
Un estudio reciente de Will Gearty de la Universidad de Nebraska-Lincoln, que compiló una base de datos de 264 especies que se remonta al período Triásico, dice que la libertad era en realidad una compulsión disfrazada.
Después de analizar la base de datos de crocodiliformes, un linaje de especies similares a cocodrilos que comparten un ancestro común, Gearty descubrió que los pesos promedio de los cocodriliformes acuáticos superaron fácilmente a sus contrapartes semiacuáticas y sin litoral, a veces por un factor de 100.
Pero el estudio sugiere que esta disparidad representaba una respuesta, no una liberación de, las presiones de la selección natural. En lugar de expandir el rango de tamaños de cuerpos de cocodrilo, como predecirían algunas teorías de larga data, el agua parecía comprimir.ese rango elevando el umbral de tamaño mínimo necesario para sobrevivir a sus profundidades. El tamaño máximo de esas especies acuáticas, por el contrario, apenas se movió con el tiempo.
¿Y cuando Gearty obtuvo un conjunto de ecuaciones para estimar los tamaños corporales más grandes posibles en condiciones acuáticas, semiacuáticas y terrestres?
"Los tres hábitats tenían aproximadamente el mismo límite superior en tamaño", dijo. "Así que aunque parezca que estás liberado de esta presión, en realidad estás presionado en una caja aún más pequeña que antes".
Dos factores principales, la capacidad pulmonar y el calor corporal, parecen haber ayudado a iniciar el juego de compresión. La investigación previa había propuesto que los crocodiliformes acuáticos se hicieron grandes en parte porque necesitaban bucear profundamente en busca de alimentos, incluida la presa elegida que los sostendríaun tamaño más grande. Sin embargo, al profundizar en la literatura, Gearty aprendió que el volumen pulmonar aumenta más o menos al mismo tamaño que el cuerpo.
"Así que en realidad no tienes mucho volumen pulmonar sobrante", dijo Gearty, un investigador postdoctoral en ciencias biológicas. "Cuando te haces más grande, la capacidad pulmonar básicamente aumenta el tamaño de tu cuerpo para acomodar esotamaño extra. La cantidad de tiempo que puede permanecer bajo el agua aumenta un poco, pero no tanto ".
En tamaños más grandes, la compensación evolutiva entre los beneficios de inmersiones más largas y profundas y las demandas de energía para encontrar más alimentos probablemente también llegó a un punto muerto, dijo, que ayudó a cimentar el tamaño del techo acuático.
En cuanto al piso más alto? Ahí es donde la conductividad térmica del agua aumentó el calor evolutivo, dijo Gearty. Desafortunadamente para los cocodrilos acuáticos, el agua roba el calor mucho más rápido que el aire. El problema probablemente se agravó por el hecho de que las temperaturas enlas aguas que ocupaban eran más bajas que las temperaturas del aire que disfrutaban sus contrapartes que habitaban la tierra.
Eso habría dejado a los cocodriliformes acuáticos más pequeños con solo malas opciones: limitar la duración y la profundidad de sus inmersiones para que puedan regresar regularmente a la superficie y calentarse al sol, o arriesgarse a morir congelados durante la caza más profunda de alimentos.por inanición o hipotermia, cualquiera de los dos eventualmente significaría fatalidad.
"La forma más fácil de contrarrestar eso es crecer", dijo Gearty.
El aumento de tamaño fue especialmente atractivo porque el volumen de tejido corporal, que genera calor, aumenta más rápido que el área superficial de la piel que lo rinde. Pero las consecuencias implacables de la pérdida de calor aún limitan el grupo de antepasados de los cuales podrían evolucionar los cocodriliformes acuáticos.
"En realidad necesitaban comenzar en un tamaño más grande", dijo Gearty. "Así que no es como si un cocodrilo marino pudiera haber evolucionado desde cualquier lugar. Tenía que evolucionar a partir de un cocodrilo no marino que ya era un poco más grande quenormal."
Los registros fósiles de los crocodiliformes permitieron a Gearty y Jonathan Payne, su ex asesor doctoral en la Universidad de Stanford, determinar el umbral de peso mínimo para la supervivencia acuática: 10 kilogramos, o alrededor de 22 libras. Y cuando trazaron las relaciones de pérdida de calor ycapacidad pulmonar a la masa corporal, descubrieron que las dos pendientes se cruzaban casi al mismo valor: 10 kilogramos.
"Pudimos explicar, con estas ecuaciones fisiológicas, exactamente por qué no había cocodrilos marinos por debajo de cierto tamaño", dijo Gearty. "Esto indica que estas restricciones y controles fisiológicos fundamentales ... en realidad pueden ser algunos de losfuerzas más fuertes para empujar a los animales a diferentes tamaños de cuerpo a través del tiempo. No se si hay un asteroide golpeando el mundo, no si estás siendo cazado por algún otro animal, solo estas propiedades físicas y químicas del mundo en que vivimos sonqué impulsa esto. Y si desea ingresar a un nuevo hábitat, debe ajustarse a ese nuevo conjunto de propiedades ".
Los hallazgos en su mayoría refuerzan un estudio dirigido por Gearty 2018 que encontró tendencias similares entre casi 7,000 especies de mamíferos vivos y extintos. Sin embargo, una diferencia elemental entre mamíferos y reptiles, inicialmente dejó el veredicto en duda.
"Todo la premisa del proyecto de mamíferos marinos fue que estas cosas son de sangre caliente, y tienen que mantener su temperatura alta", dijo Gearty. "Tienen que preocuparse realmente por esta pérdida de calor. Así que la idea era, 'Bueno, ¿ocurriría la misma restricción en los organismos de sangre fría que también viven en el océano?'
"Ha habido un par de documentos que sugieren que algunos de estos cocodrilos marinos podrían haber sido de alguna manera de sangre caliente, y por lo tanto pudieron haber recalentado sus propios cuerpos. Pero incluso si ese fuera el caso, todavía ibanestar perdiendo calor como lo harían estos mamíferos marinos. Todavía estaban limitados por estos controles termorreguladores "
GREYHOUNDS Y DELFINES
Con la ayuda de un estudiante universitario de Stanford y la financiación de la National Science Foundation, Gearty pasó la mayor parte del verano de 2017 rastreando los registros fósiles que informaron el nuevo estudio.
"Pero eso fue para encontrar las cosas que están disponibles en línea", dijo. "Entonces tienes, ya sabes, libros indocumentados que necesitas encontrar, y tienes que enviarlos desde Europa o algún lugar. Entoncesfueron muchos de estos casos únicos. Todavía estaba midiendo fotos de muestras y obteniendo registros hasta que envié el documento a mediados del año pasado ".
Gearty dijo que en su mayoría se ahorró el tiempo y los gastos de viajar a museos y medir físicamente las dimensiones fósiles, como lo han hecho algunos de sus colegas en nombre de su propia investigación. Pero la casualidad de algunas clasificaciones y documentación antiguas todavía lo tenía siguiendo falsoconduce e intenta dar sentido a lo insensible.
"Muchos de los cocodrilos que la gente ha descrito en los documentos nunca han sido documentados de la forma en que se supone que deben ser", dijo. "Alguien podría decir: 'Aquí está el cocodrilo de Nebraska'. Es solo un nombre coloquial".Y dirás: "Creo que tengo que ir a buscar el cocodrilo de Nebraska". Lo buscas y ves que hay un cocodrilo de Nebraska, y este, y este. No sabescuál es el 'cocodrilo de Nebraska'
"Es necesario seguir este rastro de migas de pan, a veces, para encontrar estos documentos que pueden o no haber sido publicados en estos cocodrilos que pueden o no haber sido encontrados. Afortunadamente, pude obtener la mayor parte deespecímenes solo de la literatura. Pero tomó mucho trabajo cavar para encontrar el último probablemente el 10% de los cocodrilos ".
Muchos de los fósiles terrestres, en particular, trazan formas del cuerpo que apenas se parecen al perfil bajo del cocodrilo moderno.
"El ejemplo que me gusta dar es: Imagina un galgo, y luego ponle una calavera de cocodrilo", dijo Gearty. "Hubo cosas como esas corriendo por tierra probablemente hace 200 millones de años".
Gearty descubrió que, aunque su tamaño máximo se mantuvo casi constante, las especies marinas evolucionaron dos o tres veces más rápido que los grupos semiacuáticos y terrestres. Junto con el aumento del tamaño de las especies acuáticas más pequeñas, la selección natural moldeó formas corporales para superar los desafíospresentado por el agua. Desaparecieron escamas, placas y otros depósitos de piel que aumentan la resistencia. Cabezas y colas aplastadas. Hocicos estrechados.
"Todos estos eran probablemente más parecidos a los delfines que los cocodrilos modernos, con colas aún más largas y delgadas", dijo. "Y algunos de ellos tenían patas muy parecidas a paletas, casi como aletas".
A pesar del hecho de que prácticamente todas las especies modernas de cocodrilos son semiacuáticas, Gearty dijo que esas adaptaciones sirvieron bien a los crocodiliformes acuáticos, más de 100 millones de años antes de que los mamíferos se aventuraran en las profundidades.
"Nadie ha hablado mucho de eso, pero en realidad, estas cosas tuvieron bastante éxito", dijo. "Y algunos de ellos ni siquiera fueron perturbados por algunos de los grandes eventos cataclísmicos. Cuando el asteroide golpeó esomató a todos los dinosaurios, uno de los grupos marinos continuó como si nada hubiera pasado. Muchas de las especies terrestres se extinguieron, pero este grupo siguió avanzando durante mucho tiempo ".
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universidad de Nebraska-Lincoln . Original escrito por Scott Schrage. Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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