Los primeros vertebrados capaces de alzar el vuelo y las aves experimentaron una evolución cerebral distinta

El análisis de los restos fósiles del arcosaurio lagerpétido Ixalerpeton permitió a los científicos identificar una serie de rasgos neurológicos que sirvieron como puente entre los arcosaurios más primitivos y los pterosaurios, aunque comparte semejanzas más marcadas con los primeros dinosaurios que con sus sucesores voladores. Según publicó la revista 'Current Biology', esta investigación aporta una visión sobre cómo estos precursores de los pterosaurios desarrollaron las bases cerebrales que luego posibilitarían el vuelo, a través de mecanismos distintos a los que experimentaron las aves.

De acuerdo con la información detallada por el Museo Nacional de Ciencias Naturales (MNCN-CSIC), los investigadores analizaron fósiles hallados en rocas triásicas del sur de Brasil y aplicaron técnicas avanzadas de imagen 3D, como la microtomografía computarizada (microCT), para reconstruir de manera tridimensional la estructura cerebral de Ixalerpeton, así como de otros representantes de arcosaurios, cocodrilos modernos, aves y dinosaurios precursores. El objetivo de este análisis comparativo fue mapear los cambios sucesivos en el tamaño y la forma de los endocasts craneales —los modelos internos de los cráneos fosilizados—, de forma tal que pudieran rastrear la trayectoria evolutiva hacia el desarrollo de capacidades de vuelo.

El medio 'Current Biology' consignó que el vuelo representa una modalidad de locomoción con altas exigencias fisiológicas, lo que implica la necesidad de adaptaciones cerebrales importantes para procesar la información sensorial y motriz involucrada. Estudios anteriores sobre la morfología cerebral de los pterosaurios habían identificado ciertas similitudes con los ancestros de las aves, como la expansión de regiones responsables de la integración sensoriomotora, además de ampliaciones en los lóbulos ópticos. Sin embargo, la nueva investigación demuestra que los lagerpétidos como Ixalerpeton presentaban algunos de estos rasgos, como un lóbulo óptico agrandado, lo que sugiere una visión avanzada, posiblemente útil para la vida arborícola, aunque todavía no poseían características claves presentes en los pterosaurios voladores.

Según explicó Mario Bronzati, de la Universidad de Tubinga, citado por la revista 'Current Biology', los lagerpétidos probablemente habitaban en entornos arbóreos y su evolución cerebral proporcionaba solo algunos de los elementos que más adelante serían fundamentales en los pterosaurios. Entre las diferencias más notables, el estudio resalta el flóculo —una estructura del cerebelo— que en los pterosaurios se encontraba muy desarrollado, lo que se asocia al procesamiento sensorial vinculado al control de las alas y la fijación visual en pleno vuelo. En Ixalerpeton, en contraste, el flóculo conservaba un tamaño similar al de otros arcosaurios y primeras aves, lo que indica que esta adaptación específica surgió después.

Los expertos involucrados en la investigación, entre los que destaca Lawrence Witmer de la Universidad de Ohio, subrayaron que la evolución del cerebro en los pterosaurios constituyó un episodio independiente dentro de la historia evolutiva del vuelo en los vertebrados. Witmer sostuvo, según cita la revista 'Current Biology': “Ahora, con nuestra primera visión de un pariente temprano de los pterosaurios, vemos que estas especies construyeron su propio ordenador de vuelo desde cero”.

El estudio reveló también, según especificó el MNCN-CSIC, que aunque los pterosaurios y las aves presentan ciertas semejanzas funcionales, sus cerebros difieren significativamente en tamaño y estructura. A esto se refirió Matteo Fabbri, de la Universidad Johns Hopkins, quien declaró que los pterosaurios poseían un cerebro considerablemente más pequeño comparado con las aves, hecho que demuestra que no necesariamente se requiere un cerebro grande como precondición para volar. Así, mientras que las aves recibieron una configuración cerebral avanzada heredada de los dinosaurios terópodos, los pterosaurios desarrollaron al tiempo nuevas alas y un sistema nervioso apto para el vuelo.

Fabien Knoll, del MNCN, participante en la investigación, agregó que el tamaño del cerebro relativamente grande en las aves parece vincularse más con el desarrollo de la inteligencia que con el propio acto de volar. El diseño cerebral de los pterosaurios se fue desarrollando paralelamente a la adquisición de sus capacidades físicas para el vuelo, impulsando así dos rutas evolutivas diferentes para conquistar los cielos en la era mesozoica.

La investigación abordó además la importancia de los trabajos paleontológicos de campo en Brasil, desde donde surgieron algunos de los fósiles clave que permitieron reconstruir este proceso evolutivo. Rodrigo Temp Müller, paleontólogo de la Universidade Federal de Santa Maria y coautor del estudio, manifestó: “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”, según recogió 'Current Biology'.

En conjunto, el trabajo interdisciplinar y el empleo de tecnología de alta resolución permitieron clarificar cómo, hace más de 220 millones de años, los pterosaurios emergieron como los primeros vertebrados voladores mediante la construcción de una arquitectura cerebral inédita. Los resultados obtenidos establecen que la evolución del vuelo en este linaje se produjo a través de una serie de modificaciones neurológicas y anatómicas que no siguieron el mismo camino evolutivo de las aves, cuyas adaptaciones neurológicas tenían raíces en sus ancestros dinosaurios terrestres.

Este avance en la paleoneurología contribuye a precisar cómo diferentes ramas de los arcosaurios transitaron su propia trayectorias evolutivas para alcanzar el dominio del aire. El empleo de fósiles claves, como el de Ixalerpeton, sumado al análisis comparado de más de treinta especies distintas, permitió identificar los hitos que marcaron el desarrollo de un “ordenador de vuelo” particular en cada grupo, de acuerdo con lo reportado por 'Current Biology'.