Cómo los pingüinos abandonaron el vuelo por la natación hace más de 60 millones de años

Los pingüinos son quizás más conocidos por ser aves no voladoras cuyas alas les ayudan a “volar” por las gélidas aguas antárticas. Pero los pingüinos perdieron su capacidad de volar y se convirtieron en nadadores aerodinámicos hace unos 60 millones de años, mucho antes de que se formara la capa de hielo de la Antártida.

Un nuevo estudio de los fósiles de pingüinos y de los genomas de pingüinos actuales y recientemente extinguidos identificó una serie de adaptaciones genéticas que las aves hicieron para vivir un estilo de vida acuático; desde la visión sensible a los tonos azules bajo el agua hasta los genes relacionados con la oxigenación de la sangre, e incluso los cambios en la densidad ósea. En conjunto, 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 volar a no volar

Los fósiles de pingüinos más antiguos datan de hace 62 millones de años, según Daniel Ksepka, coautor del estudio y paleontólogo del Museo Bruce de Greenwich (Connecticut). En esa época, los pingüinos ya no volaban, aunque su aspecto era muy diferente al de los pingüinos modernos. “Tenían patas y picos más largos, y sus alas seguían siendo más parecidas a alas que a aletas”, dijo Ksepka a Live Science.

“Estos primeros probablemente evolucionan a partir de un animal parecido al frailecillo que todavía podía volar por el aire”, añadió Ksepka. (Este ancestro volador aún no se descubrió en el registro fósil, por lo que no se sabe con exactitud cuándo perdieron los pingüinos sus habilidades aéreas).

Con el paso del tiempo, la evolución creó un “grupo variopinto de caracteres interesantes para los pingüinos”, según el experto, desde pingüinos con picos largos en forma de lanza hasta pingüinos con plumas rojas, pasando por aves que medían uno o dos pies más que la especie de pingüino más grande de la actualidad, el emperador, que mide aproximadamente 1,1 metros.

En el estudio, los investigadores evaluaron las pruebas fósiles junto con los genomas de todos los pingüinos aún vivos y los genomas parciales de los que se extinguieron en los últimos cientos de años. Los resultados 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 por América del Sur y la Antártida, y luego regresaron a Nueva Zelanda.

La mayoría de las especies vivas hoy en día divergieron entre sí en los últimos dos millones de años aproximadamente. Durante ese periodo, la Tierra ha pasado por ciclos de periodos glaciares e interglaciares en los que el hielo polar se expandía y retrocedía. El avance del hielo empujó a los pingüinos hacia el norte, lo que probablemente separó a algunas poblaciones entre sí y les permitió seguir sus propios caminos evolutivos durante unos 100.000 años.

Cuando el hielo se retiró, los pingüinos separados habían evolucionado hasta convertirse 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 que han sufrido, los pingüinos tienen la tasa de cambio evolutivo más lenta de todas las aves, informaron los investigadores el 19 de julio en la revista Nature Communications. Para Ksepka, esto fue sorprendente y sigue sin explicación.

Según el experto, los animales más grandes y los que se reproducen con relativa lentitud, como los pingüinos, tienden a tener tasas de evolución más lentas. Sin embargo, algunas aves más grandes que los pingüinos evolucionan más rápidamente que éstos. “Otros tipos de aves que se reproducen a un ritmo similar al de los pingüinos también evolucionan más rápidamente, por lo que es necesario seguir trabajando para entender por qué los pingüinos evolucionan tan lentamente”, manifestó.

Aunque la evolución de los pingüinos sea 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 ancestros de los pingüinos en tendones, lo que endureció las alas de los pingüinos y las hizo más parecidas a las aletas.

Los investigadores también encontraron mutaciones en los genes asociados al almacenamiento de calcio, que pueden contribuir a los densos huesos que ayudan a los pingüinos a bucear. La evolución también ha provocado muchos otros cambios, como los genes relacionados 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”, detalló Ksepka.

Pero la expansión de las capas de hielo creó un ecosistema antártico rico en krill, que son pequeños crustáceos. Por suerte, los investigadores descubrieron que a los pingüinos les quedaba un gen -el gen CHIA- que les permitía seguir digiriendo crustáceos. “Si ese último se hubiera apagado, habrían tenido dificultades para digerir el krill”, añadió.

“Alrededor del 75% de todas las especies de pingüinos que han existido se han extinguido, y el cambio climático puede extinguir aún más”, advirtió. Esto es especialmente cierto en el caso de las especies con un estilo de vida nicho, como los pingüinos emperador (Aptenodytes forsteri) que se reproducen completamente en el hielo marino.

“Si el hielo marino se derrite -continuó el especialista-, los pingüinos emperador podrían tener dificultades para encontrar zonas de reproducción”. En el otro extremo del espectro, los diminutos pingüinos que habitan las rocosas Islas Galápagos viven tan lejos de otras tierras que no tienen dónde huir si su hábitat ecuatorial se calienta demasiado.

“Definitivamente pensamos que estos animales son sensibles al cambio medioambiental, y en muchos casos ya se consideran en peligro de extinción. En otros casos podrían volverse mucho más vulnerables en las próximas décadas”, concluyó.

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