Cómo los pterosaurios desarrollaron el cerebro para ser pilotos: nuevas pistas sobre la evolución del vuelo en reptiles prehistóricos

Nuevos análisis cerebrales revelan que los pterosaurios no heredaron el vuelo, sino que reinventaron su propio cerebro para conquistar los cielos. Un fósil clave desvela cómo estos reptiles prehistóricos desarrollaron, casi de inmediato, la arquitectura neurológica necesaria para ser los primeros vertebrados voladores.

Por Enrique Coperías

Reconstrucción de un paisaje del Triásico tardío, hace unos 215 millones de años: un lagerpétido, cercano a los pterosaurios, se encarama a una roca mientras observa a varios pterosaurios sobrevolar la escena.

Reconstrucción de un paisaje del Triásico tardío, hace unos 215 millones de años: un lagerpétido, cercano a los pterosaurios, se encarama a una roca mientras observa a varios pterosaurios sobrevolar la escena. Cortesía: Matheus Fernandes.

Durante millones de años, los cielos estuvieron vacíos de vertebrados que surcaran los cielos por medios propios. Hasta que, hace unos 220 millones de años, algo extraordinario ocurrió: los pterosaurios, unos reptiles del tamaño de un cuervo en sus formas más primitivas, inauguraron la historia del vuelo activo.

Lo sorprendente no es solo que fueran los primeros en lograrlo, sino cómo lo consiguieron. Y ahora, un estudio publicado en la revista Current Biology ofrece una respuesta inesperada: los pterosaurios no heredaron de nadie un cerebro preparado para volar. Lo construyeron casi desde cero —y a gran velocidad— en el mismo momento en que batieron sus alas por primera vez.

La investigación, firmada por un equipo internacional de investigadores liderado por el paleontólogo Mario Bronzati, de la Universidad de Tubinga (Alemania), revela con un nivel sin precedentes cómo era el cerebro de los lagerpétidos (Lagerpetidae) los parientes terrestres y no voladores de los pterosaurios. La clave la aporta un fósil excepcional de Ixalerpeton polesinensis, un pequeño reptil del Triásico cuyo cráneo, preservado en tres dimensiones, ha permitido obtener el endomolde cerebral más completo hasta la fecha.

«El gran avance fue el descubrimiento de un antiguo pariente de los pterosaurios, un pequeño arcosaurio lagerpétidodel género Ixalerpeton, procedente de rocas triásicas con 233 millones de años en Brasil», explica Bronzati. Su hallazgo, añade, proporciona el primer eslabón claro para entender cómo un linaje de reptiles terrestres pudo reorganizar su cerebro para conquistar el aire.

El descubrimiento permite reconstruir un momento crítico de la evolución: el instante en que una línea de reptiles terrestres desarrolló, a una velocidad vertiginosa, las capacidades neurosensoriales que exigiría el vuelo. Un proceso radicalmente distinto al que siguieron las aves modernas.

Un antepasado terrestre con cerebro de reptil

La primera sorpresa del estudio está en el propio Ixalerpeton. A simple vista, su molde endocraneal —la reproducción interna del cráneo que permite inferir la forma del cerebro— no anuncia ningún parentesco con un animal volador. Su morfología es larga y estrecha, dominada por un tracto olfativo muy desarrollado, que ocupa casi la mitad de la longitud total del encéfalo, y unos hemisferios cerebrales modestos, más estrechos que el tronco encefálico.

Este cerebro reptiliano coincide con el de otros arcosaurios tempranos,, incluidos los primeros dinosaurios. Nada en él sugiere que posea las capacidades propias de un piloto, como un equilibrio fino, un sentido visual extremadamente sofisticado o una coordinación aguda entre ojos, músculos y postura.

Y sin embargo sorprende un detalle: Ixalerpeton muestra ya un primer indicio del camino hacia el cielo. Su lóbulo óptico, encargado del procesamiento visual, aparece agrandado y desplazado hacia los laterales del cráneo. «Los lagerpétidos probablemente eran arborícolas, y sus cerebros ya muestran rasgos asociados a una visión mejorada, como un lóbulo óptico agrandado, una adaptación que quizá ayudó más tarde a sus parientes pterosaurios a lanzarse a los cielos», señala Bronzati.

Es como si la evolución hubiera empezado a mejorar el sistema visual antes de dar el salto al vuelo, quizá como adaptación a un estilo de vida arbóreo, donde moverse entre ramas exige una vista exquisita y una percepción espacial muy fina.

Reconstrucción artística de un pterosaurio (arriba) y un lagerpétido (abajo) del Triásico tardío, hace unos 215 millones de años.

Reconstrucción artística de un pterosaurio (arriba) y un lagerpétido (abajo) del Triásico tardío, hace unos 215 millones de años. Crédito: Matheus Fernandes.

Cuando evolucionar implicó reorganizar el cerebro

El panorama cambia radicalmente cuando los investigadores examinan los moldes endocraneales de los primeros pterosaurios conocidos, como el Caelestiventus hanseni, del Triásico tardío. En apenas unos millones de años —un abrir y cerrar de ojos en términos evolutivos— aparecen tres transformaciones decisivas:

1️⃣ Un enorme ensanchamiento de los hemisferios cerebrales.

2️⃣ La reducción drástica del tracto olfativo.

3️⃣ La aparición de un flóculo hipertrofiado, estructura cerebelosa esencial para estabilizar la mirada.

La reorganización fue repentina. Como afirma el paleontólogo Matteo Fabbri, coautor del estudio del Centro de Anatomía Funcional y Evolución, en la Facultad de Medicina de la Universidad Johns Hopkins, «las pocas similitudes sugieren que los pterosaurios voladores, que aparecieron muy poco después del lagerpétido, quizá adquirieron la capacidad de volar en un estallido evolutivo en su origen. En esencia, los cerebros de los pterosaurios se transformaron rápidamente, adquiriendo desde el principio todo lo necesario para volar».

El caso contrario: las aves volaron con el cerebro de sus antepasados

La comparación con el linaje de las aves resulta especialmente reveladora. En los dinosaurios paravianos, que incluyen al famoso Archaeopteryx, los rasgos avianos del cerebro ya estaban presentes antes del origen del vuelo. Cuando los primeros dinosaurios emplumados se elevaron del suelo, ya llevaban el cerebro adecuado para volar.

Los pterosaurios, en cambio, tuvieron que reinventarlo.

Lawrence Witmer, coautor del trabajo que trabaja en la Universidad de Ohio, resume esta diferencia con una imagen muy gráfica: «los cerebros de los pterosaurios parecían surgir de la nada. Ahora vemos que los pterosaurios esencialmente construyeron sus propios computadores de vuelo desde cero».

No hacía falta un cerebro grande para volar

La estructura más llamativa del cerebro de los pterosaurios es el flóculo, responsable de coordinar los movimientos de ojos, cabeza y cuello. En los pterosaurios, este lóbulo alcanza un tamaño descomunal, incluso mayor que el del lóbulo óptico, algo sin precedentes en los vertebrados.

Otro mito que cae con este estudio es que durante décadas se ha supuesto que los pterosaurios eran aviadores exitosos porque tenían cerebros relativamente grandes. Pero el análisis alométrico demuestra lo contrario: en proporción a su cuerpo, sus cerebros eran más pequeños que los de muchas aves modernas.

🗣️ «Los pterosaurios tenían cerebros mucho más pequeños que las aves, lo que demuestra que no necesitas un gran cerebro para volar», sentencia Fabbri.

«El cerebro notablemente grande de las aves probablemente surgió más tarde y estuvo más vinculado al incremento de la inteligencia que al propio acto de volar", explica Fabien Knoll, investigador del MNCN que ha participado en el estudio.

Reconstrucción artística de un pterosaurio (arriba) y un lagerpétido (abajo) del Triásico tardío, hace unos 215 millones de años. A la derecha, las reconstrucciones 3D de sus cerebros obtenidas mediante tomografía computarizada (CT).

Reconstrucción artística de un pterosaurio (arriba) y un lagerpétido (abajo) del Triásico tardío, hace unos 215 millones de años. A la derecha, las reconstrucciones 3D de sus cerebros obtenidas mediante tomografía computarizada (CT). Cortesío: Rodrigo Müller, Mario Bronzati y Matheus Fernandes.

Evolución a contrarreloj: una carrera hacia los cielos

El hallazgo más profundo del trabajo es el patrón evolutivo general: la neuroanatomía pterosauria aparece como una innovación brusca, no como un legado modificado.

En efecto, es una especie de gran salto adelante en el que casi todas las estructuras clave se reorganizan al mismo tiempo que se desarrolla el vuelo.

Witmer lo sintetiza así: «Aparentemente no hace falta un cerebro grande para elevarse en el aire, y la expansión cerebral posterior tanto en aves como en pterosaurios tal vez tuvo más que ver con mejorar la cognición que con el propio acto de volar».

El legado de los primeros pilotos

El trabajo paleontológico de campo sigue siendo un motor de nuevos avances. Como señala el coautor Rodrigo Temp Müller, paleontólogo de la Universidade Federal de Santa Maria, en Brasil, en un comunicado del CSIC, «los descubrimientos en el sur de Brasil nos han dado nuevas y notables perspectivas sobre los orígenes de importantes grupos animales como los dinosaurios y los pterosaurios. Con cada nuevo fósil y estudio, obtenemos una imagen más clara de cómo eran los primeros parientes de estos grupos, algo que habría sido casi inimaginable hace solo unos años».

Mientras sus parientes terrestres seguían corriendo entre hojas y troncos, los pterosaurios estaban ya planeando, virando y cazando insectos en pleno vuelo gracias a una maquinaria neurológica que el planeta no había visto antes. ▪️

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