Trabajo de proyecto sobre el tema: “Misterios paleontológicos de la región de Moscú. Extraños fósiles descubiertos a mediados del siglo XX. en el estado estadounidense de Illinois, se convirtió en el comienzo de uno de los misterios más interesantes de la paleontología. En honor al que encontró el primero

Enigmas del "período cámbrico"

Kirill ESKOV

Uno de los misterios de la paleontología es la aparición "repentina" de la mayoría de los tipos de animales en el período Cámbrico. ¿De dónde vino este alboroto de la vida? ¿Qué pasó antes? Resulta que el "intento del Cámbrico" no fue el único. Fue precedido por versiones menos exitosas del "acto de creación", que dio a luz a una fauna magnífica, pero completamente desaparecida.

En una larga serie de méritos científicos de Charles Darwin, también se encuentra este: en El origen de las especies publicado en 1859, formuló honesta y claramente una serie de preguntas a las que su teoría no dio una respuesta satisfactoria (en el nivel de entonces de conocimiento).

El fundador de la teoría de la evolución consideró el "misterio del Cámbrico" como una de las cuestiones más serias. Se sabe que los representantes fósiles de casi todas las principales subdivisiones del reino animal aparecen casi simultáneamente en los depósitos del Cámbrico. En teoría, su aparición debería haber estado precedida por un largo período de evolución, pero por alguna razón no hay rastros reales de este proceso: no hay restos fósiles en las capas que preceden al Cámbrico (Precámbrico). Ninguna. Bueno, ¿por qué no haces un "acto de creación"?

Las subdivisiones más grandes de la escala geocronológica son zonas: Fanerozoico (del griego "Phaneros" - visible, obvio, y "zoe" - vida; el período más antiguo de esta zona - por quien bryus) y criptozoico ("kriptón" - en griego "oculto"), o precámbrico. La división fundamental de la escala geocronológica en Fanerozoico, cuyo período más temprano es el Cámbrico (comenzando hace 0,540 millones de años) y el Precámbrico (0,54 - 4,500 millones de años), se basa en la presencia o ausencia en las rocas sedimentarias correspondientes de restos fósiles. de organismos que tenían esqueleto duro.

Durante casi cien años después de la publicación de El origen de las especies, prácticamente no hubo claridad sobre este tema. En general, el Precámbrico siguió siendo realmente la "Edad Oscura" de la historia paleontológica, de la que prácticamente no había "fuentes escritas". Todas las ideas sobre este período (¡y esto, después de todo, es siete octavos del tiempo de existencia de nuestro planeta!) Eran conjeturas, cuya verificación parecía imposible.

La situación ha cambiado solo en las últimas décadas: se ha producido una verdadera revolución en el estudio de los fósiles precámbricos, cuyos resultados más interesantes (¡como siempre!) siguen siendo prácticamente desconocidos para el público en general. Pinte parcialmente sobre este "punto en blanco" y este artículo está destinado.

Idilio "jardín de Ediacara"

En 1947, se realizó uno de los descubrimientos más notables en la historia de la paleontología en Ediacara, Australia del Sur. Resultó que al final del período Precámbrico - Vendian (hace 620-600 millones de años) había una rica fauna de asombrosos organismos no esqueléticos, se llamó Ediacaran. Por lo tanto, el período de existencia confiable de animales multicelulares en la Tierra se ha prolongado en casi 100 millones de años. Posteriormente, la fauna de Ediacara se encontró en varias otras regiones del mundo (Namibia, Terranova, el Mar Blanco); además, resultó que estas criaturas se encontraron repetidamente antes (por ejemplo, en Ucrania en 1916), pero se confundieron con restos inorgánicos.

¿Qué tiene de notable esta fauna? Todos los numerosos grupos de organismos multicelulares que aparecieron a principios del Cámbrico estaban representados por organismos pequeños (milímetros o unos pocos centímetros), la fauna de Ediacara estaba formada por invertebrados grandes o muy grandes de hasta un metro y medio de tamaño. Entre ellos había formas radialmente simétricas, llamadas "medusoides", y bilateralmente simétricas; algunos de ellos (petalonamas) se parecen exteriormente a los corales modernos "plumas de mar", otros (como dikinson y spriggin) - anélidos y artrópodos. Los primeros investigadores de la fauna de Ediacara consideraron estas formas como los verdaderos ancestros de los celenterados y gusanos modernos y los incluyeron en la composición de los correspondientes tipos y clases de animales. Este punto de vista tiene seguidores hasta el día de hoy (la "escuela australiana"). Sin embargo, la mayoría de los investigadores creen que el parecido aquí es puramente externo, y que los organismos ediacáricos (los llamaban vendobiontes) son algo completamente especial y no están conectados de ninguna manera con el parentesco directo con los grupos animales modernos.

En primer lugar, los vendobiontes tienen un plan estructural diferente al de los animales fanerozoicos que nos son familiares. En casi todos los organismos vendianos bilateralmente simétricos, esta misma simetría se viola un poco: en formas "articuladas", las mitades derecha e izquierda de los "segmentos" se desplazan entre sí, aproximadamente como en una cremallera abrochada o en un protector de espiga de automóvil. . Era costumbre atribuir esta asimetría a las deformaciones de los cuerpos durante el proceso de enterramiento, mientras que M.A. Fedonkin no prestó atención al hecho de que las violaciones eran sospechosamente regulares y uniformes. Demostró que los vendobiontes se caracterizan por un plan estructural especial, que los matemáticos llaman la simetría del reflejo deslizante; entre los animales multicelulares, este tipo de simetría es extremadamente raro.

Por otro lado, B. Rannegar encontró que en los vendobiontes se logra un aumento del tamaño corporal durante el desarrollo individual del organismo a través del crecimiento isométrico, cuando todas las proporciones corporales permanecen inalterables (como con un simple aumento en la imagen de un objeto) . Mientras tanto, todos los organismos multicelulares conocidos, incluidos los más primitivos, como los celenterados y los gusanos, no tienen un crecimiento isométrico, sino alométrico con un cambio regular en las proporciones del cuerpo (por ejemplo, en una persona en la serie "embrión - niño - adulto" , el tamaño absoluto de la cabeza aumenta, mientras que el relativo disminuye).

Contra la atribución de organismos ediacáricos a taxones animales modernos, existen objeciones de carácter más particular. Bajo la presión de estos argumentos, los partidarios del parentesco directo entre los animales ediacaranos y fanerozoicos "entregaron" a los vendobiontes de uno en uno ("Sí, parece que spriggina no es un artrópodo real después de todo..."), y esto continuó hasta Un Zeylacher (quien, por cierto, es el autor del término "vendobionty") no ofreció una solución fundamentalmente diferente a este problema. Resumiendo las características de los animales vendianos, también citó una característica común para ellos: son diferentes variantes de una cinta ancha con hinchazones. Este tipo de organización (Zeilacher la llamó la "colcha") es bastante diferente de todas las que existen en la actualidad. Aparentemente, tal plan corporal es una forma especial de lograr grandes tamaños corporales precisamente mediante formas no esqueléticas.

Zeilacher cree que la forma del cuerpo de los vendobiontes ("manta acolchada") con su muy alta relación superficie-volumen les permitía absorber oxígeno y metabolitos del agua con toda la superficie del cuerpo. De hecho, los organismos ediacaranos más grandes no tienen boca, ni siquiera una apariencia de sistema digestivo. Al alimentarse a través de la superficie del cuerpo (este método de alimentación se llama "osmomotrófico"), estas criaturas no necesitaban órganos internos.

Recientemente, sin embargo, D.V. Grazhdankin y M.B. Burzin sugirió que los cuerpos de los vendobiontes no eran en absoluto una "colcha" gruesa, sino una membrana corrugada delgada; por analogía, se puede llamar un "cartón de huevos". En realidad, no es la membrana en sí la que termina en el entierro, sino esos "parches de arena" que se obtienen cuando sus "agujeros" se llenan con sedimentos removidos. Estos "cartones de huevos", con una proporción ideal de volumen y superficie, yacen inmóviles en el fondo, absorbiendo materia orgánica disuelta en agua de mar.

Además, muchos investigadores creen que estas criaturas planas (y aparentemente transparentes) estaban literalmente rellenas de algas unicelulares simbióticas, lo que las hacía prácticamente independientes de las fuentes externas de alimentos. Los llamados animales autótrofos pueden servir como su similitud ecológica moderna (se estima que los pólipos de coral reciben hasta el 70 por ciento de su alimento de algas simbiontes).

Entonces, en las aguas poco profundas de los mares de Vendia, había un asombroso ecosistema de "animales osmotróficos". En la actualidad se conocen miles de ejemplares de diversos representantes de la fauna ediacárica, pero ninguno de ellos muestra daños o marcas de mordeduras; aparentemente, en ese momento no había depredadores, y sí animales que se alimentaban de grandes trozos de comida. Por lo tanto, la biota vendiana a menudo se llama el "Jardín de Ediacara" por analogía con el Jardín del Edén, donde nadie se comía a nadie. La situación del Jardín del Edén, como debe ser, no duró mucho: al final de los Vendobiontes, se extinguieron por completo, sin dejar descendencia directa. El experimento de Ediacara, el primer intento en la historia de la Tierra de crear animales multicelulares, terminó en un fracaso.

¿No éramos edredones también?

Sin embargo, existen otras opiniones sobre el destino de la fauna ediacárica. Además de dos posiciones opuestas, la "escuela australiana" y Zeilacher, también hay una "comprometida". Sus partidarios creen que además de los Vendobiontes propiamente dichos, únicos en su organización y peculiares solo de esta época (y, posiblemente, reliquias de algunas faunas prevendianas), la composición de la fauna de Ediacara también contiene ancestros lejanos de algunos grupos fanerozoicos.

En este sentido, por extraño que parezca, se conmemoran los cordados: el grupo que corona el "árbol de la vida". Recordemos la simetría del reflejo deslizante, característica de los vendobiontes (y completamente atípica para los animales modernos): elementos de tal simetría se encuentran precisamente en la estructura del más primitivo de los cordados, la lanceta. Al mismo tiempo, uno de los organismos ediacáricos - yarnemnia - con su cuerpo en forma de saco y dos "sifones" recuerda mucho a un pariente cercano de los cordados - ascidia; además, resultó que las huellas de este organismo están muy enriquecidas con vanadio, el mismo metal que sirve de base para el pigmento respiratorio de las ascidias. Entonces, algunos investigadores no excluyen que usted y yo (como representantes de los cordados) lideremos nuestro género directamente desde los organismos multicelulares más antiguos de la Tierra: los vendobiontes.

Esta, sin embargo, no es todavía la hipótesis más exótica sobre la naturaleza y los lazos familiares de los vendobiontes. ¡Por quién no fueron anunciados, incluso los líquenes marinos gigantes! Por ejemplo, A.Yu. Zhuravlev propuso una hipótesis muy ingeniosa sobre la relación de algunos organismos ediacáricos con amebas xenofióforas multinucleadas gigantes (de hasta 20 centímetros de diámetro) de aguas profundas.

Tal discrepancia en las hipótesis puede causar una impresión deprimente en un observador externo, pero se debe decir lo siguiente "para justificar" a los científicos que estudian los organismos precámbricos. La tarea que están resolviendo es quizás la más difícil de toda la paleontología, porque el método actualista de reconstrucción (por analogía con los tiempos modernos) está claramente trabajando aquí en el límite mismo de su resolución. Los paleontólogos están en realidad en la posición de astronautas que se han encontrado con la fauna de un planeta alienígena, con la única aclaración de que se ven obligados a tratar no con los seres alienígenas en sí mismos, sino con el "teatro de sombras" que crearon.

"El conocimiento es poder", 2001, No. 6

El espectacular aumento de la biodiversidad que se produjo durante el período Cámbrico fue preparado durante mucho tiempo por la evolución molecular, que finalmente condujo a la explosión cámbrica de la diversidad de especies.

Trilobite es uno de los artrópodos antiguos, cuya aparición cayó en el período Cámbrico (foto de mattheaton).

En biología, existe una paradoja bien conocida de la explosión del Cámbrico. Su esencia es que a partir de algún momento la vida en la tierra comienza a manifestar una enorme variedad de formas, cuyos vestigios se pueden encontrar en los fósiles prehistóricos. Este momento ocurrió en el período Cámbrico, pero antes de eso, no se pudieron encontrar signos de formas de vida futuras. Los saltos revolucionarios en la naturaleza son relativamente raros, y si hablamos de escala planetaria, son completamente increíbles. Mientras tanto, uno tiene la sensación de que los organismos adquirieron de inmediato, como en una venta masiva, una cantidad increíble de nuevas características y comenzaron a dispersarse rápidamente en grupos sistemáticos.

Por supuesto, uno puede suponer una intervención divina o que algunos extraterrestres han sacado una bolsa de nuevas especies a la Tierra. Los científicos, sin embargo, no dejaron de intentar encontrar al menos alguna explicación científica al misterio paleontológico. Charles Darwin reflexionó sobre el problema de la "aparición" repentina de nuevas especies fósiles y llegó a la conclusión de que, en tales casos, los arqueólogos y paleontólogos necesitan "excavar mejor" en todos los sentidos.

Un grupo de biólogos evolutivos de varias universidades estadounidenses publicó un artículo en la revista Science, que presenta los resultados de otro replanteamiento del misterio de la explosión del Cámbrico. Los científicos han revisado la relación entre los restos de criaturas antiguas, teniendo en cuenta los últimos hallazgos, así como la edad arqueológica de estos hallazgos. Se aclararon las relaciones genealógicas de las especies fósiles con sus descendientes modernos. Además, se utilizaron datos de genética molecular: los investigadores reconstruyeron la genealogía de varios genes encontrados en 118 especies modernas. En conjunto, hizo posible aclarar los puntos de ramificación en el árbol genealógico y determinar exactamente cuándo un grupo en particular comenzó su propio camino evolutivo.

En general, las conclusiones de los investigadores se reducen al hecho de que la revolución cámbrica estuvo precedida por una larga evolución invisible. A lo largo de millones de años, los organismos acumularon cambios genéticos y bioquímicos, que en el Cámbrico dieron lugar a la aparición de diferentes formas de vida: los cambios internos acumulados finalmente dieron como resultado cambios externos. Los autores comparan esto con la revolución industrial: inventos, pequeñas innovaciones tecnológicas acumuladas durante mucho tiempo sin grandes cambios en los medios de producción, hasta que finalmente dieron lugar a un cambio tecnológico global.

Los cambios genéticos acumulados han sido equilibrados durante algún tiempo por el ambiente externo y las relaciones entre especies. Y desde un punto de vista bioquímico, diferentes organismos ya antes del Cámbrico podrían diferir significativamente entre sí, demostrando una gran biodiversidad. Posteriormente, los cambios ecológicos más leves deberían haber sido suficientes para permitir que los cambios acumulados se manifestaran desde el exterior. Por cierto, una de las hipótesis más atrevidas, aunque bastante controvertidas, que se plantea en el artículo es la afirmación de que los animales precámbricos se comían unos a otros con mayor intensidad: esta puede ser una de las razones de la escasez de restos fósiles precámbricos.

Esto no quiere decir que la nueva hipótesis no haya atraído la atención de los críticos. Así, una de las alegaciones contra los autores es que no tuvieron en cuenta los llamados genes huérfanos, que constituyen aproximadamente el 30% de todos los genes animales. Estos genes no tienen "parientes" homólogos, y muchos creen que fue su repentina aparición lo que podría haber causado la explosión de biodiversidad del Cámbrico. Sin embargo, en esta hipótesis, por desgracia, existe la palabra "de repente", de la que la ciencia siempre trata de deshacerse por todos los medios.

Los anquilosaurios acorazados herbívoros son famosos por su enorme "garrote" al final de la cola, que aparentemente servía como arma defensiva. Pero los expertos también conocen su otra característica intrigante: la gran mayoría de los restos descubiertos de estos dinosaurios fueron enterrados boca arriba.

Las discusiones sobre este tema comenzaron ya en la década de 1930, y hasta ahora ha habido muchas hipótesis, la más importante de las cuales ha sido probada recientemente por un grupo de paleontólogos dirigido por Jordan Mallon del Museo Canadiense de Historia Natural. Pero primero, se aseguraron de que el "problema de orientación de los anquilosaurios" no sea un mito histórico. Los científicos revisaron 36 hallazgos realizados en Canadá y los informes de sus autores, confirmando que 26 de ellos estaban al revés. No se puede explicar por casualidad.

Información expresa por país

Canadá- país de América del Norte.

Capital– Ottawa

Las ciudades más grandes: Toronto, Montreal, Vancouver, Calgary, Ottawa, Winnipeg

Forma de gobierno- Una monarquía constitucional

Territorio- 9.984.670 km 2 (2º del mundo)

Población– 34,77 millones de personas (38º en el mundo)

Lenguajes oficiales: francés inglés

Religión- Cristiandad

IDH– 0,913 (9º del mundo)

PIB– $ 1.785 billones (11 en el mundo)

Divisa- Dolar canadiense

fronteras con EE.UU.

Luego, los autores comenzaron a probar las teorías clave que explican este fenómeno. El primero de ellos sugiere que los anquilosaurios eran bastante torpes en sus movimientos y, al caer de espaldas, no podían retroceder, y los depredadores los derribaron de espaldas, llegando al vientre, que no estaba protegido por placas blindadas. Los científicos no encontraron ninguna evidencia de esto, y solo se encontraron marcas de dientes en una de las muestras estudiadas. “Si los anquilosaurios fueran tan lentos, difícilmente habrían sobrevivido unos 100 millones de años”, añade Jordan Mallon.

Otra hipótesis cree que todo está relacionado con la forma del cuerpo acorazado de los anquilosaurios y con la ubicación de su centro de gravedad. Cuando un animal moría y era descompuesto por bacterias, su barriga tenía que hincharse, lo que naturalmente podía ponerlo boca abajo. A favor de esta hipótesis, se suele indicar que esto sucede con los armadillos modernos. Sin embargo, cuando los propios colegas de Mallon examinaron 174 cuerpos de animales atropellados por automóviles, no hubo confirmación de esto. Los autores también siguieron la descomposición de algunos armadillos muertos, mientras que ninguno de ellos "naturalmente" se dio la vuelta sobre su espalda.

Otro modelo explica la orientación de los restos por el hecho de que los cuerpos de los animales muertos podrían estar en el depósito, a flote, y volcarse fácilmente por su propio peso. Posteriormente, se encontraron en el fondo o encallados y fueron arrastrados por rocas sedimentarias que ya se encontraban en tal posición invertida. Para probar esta versión, Mallon y sus coautores desarrollaron modelos informáticos tridimensionales de la flotabilidad de los cuerpos de las dos variedades principales de anquilosaurios (anquilosaurios y nodosaurios), teniendo en cuenta su densidad ósea, volumen pulmonar, etc.

Al colocar a los modelos en un río virtual e "inflar" sus vientres -como si fuera por la acción de los gases que continúan liberando bacterias intestinales después de la muerte-, los científicos monitorearon su comportamiento. En el caso del dinosaurio, la hipótesis funcionó: incluso una pequeña desviación aleatoria fue suficiente para que el cuerpo volcara boca abajo. Los anquilosáuridos demostraron ser más estables, pero con una ola lo suficientemente fuerte, y cambiaron a una orientación invertida más estable. Esto, aparentemente, sucedió una vez en la naturaleza, dejando a los paleontólogos uno de los muchos, y ahora resueltos, misterios de los dinosaurios.

Recientemente, los paleontólogos, utilizando la última tecnología, descubrieron una serpiente en sedimentos que tienen 95 millones de años. Sí, no solo una serpiente, sino con ... patas traseras. Este descubrimiento permitió establecer el antepasado de las serpientes, así como averiguar cómo estos reptiles perdieron las patas durante la evolución, lo que hasta ahora ha sido uno de los misterios de la paleontología.

Estos fósiles, que tienen 95 millones de años, fueron encontrados en el año 2000 en el pueblo libanés de Al Nammura. Los restos pertenecían a la serpiente. Eupodophis descouensi. Este reptil alcanzaba los 50 centímetros de longitud. Los restos recuperados fueron trasladados al Museo de Historia Natural (París) para su posterior investigación.

Y recientemente, un grupo de científicos dirigido por la Dra. Alexandra Usse, utilizando rayos X, llevó a cabo un escaneo capa por capa de la muestra y, en base a sus resultados, construyó un modelo informático del objeto en estudio en formato 3D. Resultó que esta serpiente tenía extremidades traseras, aunque muy reducidas.

La imagen muestra claramente que la estructura interna de los huesos de las patas de las serpientes antiguas se asemeja en gran medida a la estructura de las patas de los lagartos terrestres modernos. Cierto, muslos y espinillas. Eupodophis descouensi muy acortado, también hay huesos del tobillo, pero ya faltan el pie y los dedos. Además, la exhibición solo tenía una pierna libre, y la segunda estaba escondida en piedra, pero un examen de rayos X pudo mostrar a los científicos incluso a ella. Dado que ambas patas están dispuestas de la misma manera, podemos suponer con seguridad que la ausencia de algunas partes de la extremidad no es el resultado de una lesión o deformidad, sino un indicador del comienzo de la reducción de las patas en los antepasados ​​​​de serpientes.

"Descubrimiento de la estructura interna de las extremidades posteriores eupódofis le permite explorar el proceso de regresión de extremidades en la evolución de las serpientes. Actualmente, solo hay tres serpientes fósiles con extremidades posteriores conservadas y extremidades anteriores perdidas. Pertenecen a tres grupos diferentes - estos son Haasiophis,Paquiofis y eupódofis. Otros grupos fósiles conocidos de serpientes no tienen extremidades. Sin embargo, en base a su estructura anatómica, se cree que todavía tenían extremidades, pero luego desaparecieron.

Ahora incluso podemos decir cómo, muy probablemente, se produjo tal reducción. Estos estudios muestran que la pérdida de extremidades por parte de los ancestros de las serpientes no es el resultado de ningún cambio anatómico en la estructura de los huesos, sino que, muy probablemente, estuvo asociada con una reducción en el período de crecimiento. Debido a algunos cambios genéticos, las patas no tuvieron tiempo de formarse completamente en el período embrionario, por lo que las serpientes nacieron con patas un poco “inacabadas”, dice la líder del equipo, la paleontóloga Alexandra Usse.

Por cierto, esta versión también está confirmada por los estudios de embriólogos domésticos. No hace mucho tiempo, estudiando los llamados genes Hox (estos son los genes responsables de la formación del cuerpo del embrión en las primeras etapas de desarrollo) de serpientes y lagartos, los científicos encontraron que estos últimos carecen del gen Hox-12a. , y también Hox-13a y Hox-13b. Se sabe que estos genes son los responsables de la formación del extremo posterior del cuerpo de los reptiles, así como del aspecto y desarrollo de las extremidades posteriores. La mutación resultante, como resultado de la cual uno de los genes desapareció por completo, aparentemente condujo al hecho de que las patas traseras dejaron de desarrollarse normalmente, y el cambio en sus dos "vecinos" condujo a la desaparición completa de estas extremidades.

Sin embargo, la cuestión del origen de las serpientes sigue siendo una de las más misteriosas de la paleontología. Los científicos creen que estos reptiles evolucionaron hace unos 150 millones de años a partir de algún grupo de lagartos. Todavía no está claro qué tipo de grupo era este, así como por qué las serpientes se volvieron largas y sin patas.

Según un punto de vista, la pérdida de extremidades está asociada con la transición a un estilo de vida acuático. En el agua, no se necesitan patas, es mucho más rentable moverse allí, doblando el cuerpo como una serpiente. Esta versión se confirma por el hecho de que una de las antiguas serpientes de dos patas, Pachyophis, era un animal acuático.

Las desventajas de esta versión son el hecho de que entre las serpientes primitivas no existen aquellas que viven exclusivamente en el agua, tales aparecen solo entre los representantes avanzados del grupo, por ejemplo, serpientes marinas ( Hidrophiinae). Además, en el registro paleontológico, las serpientes son extremadamente raras en los sedimentos marinos y de agua dulce, lo cual es bastante extraño, ya que la fauna en tales entierros se conserva varios órdenes de magnitud mejor que en los terrestres, y se encuentran con más frecuencia. También contra esta versión está el hecho de que, aparte de la ausencia de extremidades, las serpientes primitivas no tienen otras adaptaciones para la vida en el agua.

Según otra hipótesis, los antepasados ​​de las serpientes eran lagartijas excavadoras que perdieron sus extremidades debido a que bajo tierra hacen más daño que bien. Esta versión se confirma por el hecho de que las serpientes primitivas del grupo de las serpientes ciegas ( Typhlopidae) son verdaderos animales subterráneos. La forma de vida de madriguera, aparentemente, también fue llevada a cabo por fósiles. Haasiophis y eupódofis. También se sabe que representantes de muchos grupos de lagartos, por ejemplo, eslizones ( escincidos), lagartijas sin patas ( Annielidae), husillos ( anguidae) o pie de escala ( Pygopodidae), durante la transición a un estilo de vida de madriguera, también perdieron extremidades (al mismo tiempo, no se conoce un solo caso de pérdida de patas en lagartos acuáticos).

Entonces, lo más probable es que los antepasados ​​​​de las serpientes realmente llevaran un estilo de vida de madriguera. Es por eso que necesitaban un cuerpo largo (es más fácil pasar por el suelo). También en relación con esto, perdieron gradualmente las aberturas externas de las orejas (para que la tierra no se obstruya), las extremidades y los párpados móviles (no hay necesidad de que estén bajo tierra, los ojos no se secan en el suelo húmedo), y a cambio adquirieron una película transparente formada por párpados fusionados, protegiendo el ojo (por eso parece que la serpiente nos hipnotiza, su mirada está inmóvil).

Durante bastante tiempo, los lagartos del grupo de los lagartos monitores se consideraron los antepasados ​​​​de las serpientes ( Varanidae). Estos lagartos, como las serpientes, tienen una lengua larga y móvil, un órgano de Jacobson altamente desarrollado responsable de la quimiorrecepción, una articulación móvil adicional de las ramas de la mandíbula inferior y también una estructura de vértebras similar a las serpientes. Además, los lagartos monitores sin orejas que viven en Indonesia ( Lanthanotidae), como su nombre lo indica, al igual que las serpientes, carecen de orificios auditivos externos. Sin embargo, los detalles de la estructura del cráneo en los lagartos monitores y las serpientes son muy diferentes y, además, el análisis molecular del ADN muestra que los dos grupos están muy lejos el uno del otro. También en contra de esta versión también se evidencia el hecho de que entre los lagartos monitores no hay (y, aparentemente, nunca hubo) representantes que lleven un estilo de vida completamente clandestino.

Pero con otro grupo de lagartos modernos llamados geckos ( Gekkonidae), las serpientes tienen características estructurales mucho más comunes (para saber quiénes son los geckos y por qué son famosos, lea el artículo "Secretos de los trepadores nocturnos"). En particular, los cráneos de serpientes y geckos están completamente desprovistos de arcos temporales (formados por los huesos cigomáticos) y tienen una articulación móvil de los huesos de la mandíbula inferior. Los párpados de muchos geckos, así como los de las serpientes, han crecido juntos y han formado una capa exterior transparente del ojo. Y, por último, entre estos lagartos están los que llevan un estilo de vida excavador.

Los más característicos aquí son los representantes de la subfamilia de los scalypods, que ya se mencionó anteriormente. Sus representantes, que viven en Australia y Nueva Guinea, tienen un cuerpo alargado parecido a una serpiente y su apariencia recuerda mucho a las serpientes. Esta similitud también se enfatiza por la ausencia de las extremidades anteriores y una reducción significativa de las extremidades posteriores, que generalmente se ven como excrecencias cortas y escamosas que a veces terminan en garras, así como la ausencia de aberturas externas en las orejas. Por supuesto, es poco probable que los escamas fueran los ancestros directos de las serpientes, sin embargo, aparentemente, estos son uno de sus parientes más cercanos.

Además, los datos de estudios moleculares también sugieren que los geckos son los parientes más cercanos de las serpientes en términos de estructura de ADN.

Según estos datos, los geckos y serpientes se separaron de otros escamosos hace 180 millones de años, y la separación de estos grupos se produjo un poco más tarde, hace unos 150-165 millones de años. Es decir, aproximadamente cuando, según los paleontólogos, surgió este grupo. Así que ahí es donde todo se une.

Entonces, una nueva metodología de investigación ha ayudado a los científicos a llenar un vacío en la historia de los reptiles y resolver uno de los misterios más intrigantes de la evolución. Cabe señalar que los paleontólogos generalmente depositan grandes esperanzas en esta técnica. Le permite obtener imágenes con una resolución de unas pocas micras, mil veces menos que un tomógrafo de hospital.

Nuevos hallazgos paleontológicos están cambiando la percepción de los pterosaurios, y de los animales más extraños que jamás hayan volado sobre la tierra.

Pterosaurio y pterodáctilo son dos nombres para extrañas criaturas voladoras; el primero de ellos en griego significa "alagarto", el segundo - "dedo volador".
Por primera vez se encontraron restos de tal animal en el siglo XVIII. Desde entonces, los científicos han descrito más de 200 especies de lagartos alados, pero las ideas filisteas sobre estos dragones, que reinaron en el cielo de la era mesozoica durante más de 160 millones de años, siguen siendo las mismas.
Invariablemente los imaginamos como reptiles voladores torpes pero muy peligrosos con picos largos y alas coriáceas, caminando sobre sus patas traseras como pingüinos.

Tomemos, por ejemplo, la película de 1966 A Million Years B.C., en la que un pterosaurio púrpura que chilla lleva al personaje Raquel Welch a su nido para alimentar a sus cachorros (alerta de spoiler: la belleza en bikini logró escapar). ¿Ha cambiado algo en 50 años? En absoluto: en Jurassic World, filmada en 2015, los pterosaurios todavía llevan a las personas más que su propio peso al cielo. (Por si acaso, aclaremos: los últimos pterosaurios se extinguieron hace 66 millones de años, es decir, toda una eternidad antes de que aparecieran los humanos en la Tierra).

Una gran cantidad de hallazgos paleontológicos recientes nos permiten saber que los pterosaurios se presentaron en una gran variedad de apariencia y tamaño, y su comportamiento también varió mucho. Cientos de especies de pterosaurios vivían simultáneamente, ocupando diferentes nichos ecológicos, como las aves de hoy. Entre ellos había monstruos gigantes, como el quetzalcóatl ( Quetzalcóatlus northropi), una de las criaturas voladoras más grandes que se conocen en la actualidad: de pie a cuatro patas, podía discutir con el crecimiento de una jirafa, y alcanzaba los 10,5 metros de envergadura. Pero también había pterosaurios del tamaño de gorriones, posados ​​en ramas en bosques antiguos, muy probablemente atrapando insectos.

Uno de los hallazgos más curiosos son los huevos fosilizados de un pterosaurio. Al escanear los mejor conservados, los científicos vieron los embriones debajo del caparazón y pudieron aprender cómo se desarrollaron. Incluso se encontró un huevo en el oviducto de una hembra de Darwinopterus en China, y junto a él otro, que aparentemente se escurrió bajo el peso de la ceniza volcánica que cubría al animal. La Sra. T (como se nombró a esta hembra) fue el primer pterosaurio cuyo género se determinó con precisión. Ella no tenía una cresta en su cráneo. Quizás tales excrecencias adornaban solo las cabezas de los machos, como adornan a los machos de algunas especies de aves modernas: la naturaleza les dio una cresta grande y de colores brillantes para atraer a los individuos del sexo opuesto.

Después de todos estos hallazgos, los pterosaurios parecen haberse acercado más a nosotros, pero los científicos aún no son suficientes. Y de camino al Parque Nacional Big Bend en el suroeste de Texas, el paleontólogo Dave Martill de la Universidad de Portsmouth comparte sus planes de trabajo conmigo: primero, conocer y admirar una serpiente de cascabel; en segundo lugar, encontrar un cráneo entero de quetzalcóatl. Las posibilidades de cumplir con el primer elemento del programa son inmensamente mayores.

Lo más importante para un especialista en pterosaurios es ser optimista. Imaginar que tal o cual día irás allí y encontrarás al menos algo relacionado con ellos es como comprar un billete de lotería e inmediatamente comenzar a planificar en qué gastarás las ganancias. Los fósiles de pterosaurios son extremadamente raros porque sus huesos eran huecos y delgados. En cuanto al quetzalcóatl, lo conocemos gracias a unos pocos fragmentos encontrados en Big Bend Park en la década de 1970.

Los huesos huecos y ultraligeros de los pterosaurios eran buenos para volar, pero muy rara vez sobrevivieron tan intactos como estos restos de anhanguera. En la mayoría de los casos, están apretados, "como si una pista de patinaje pasara por encima de ellos".

Martill y su colega Nizar Ibrahim estuvieron tres días buscando huesos fosilizados en los lechos de ríos secos en los terrenos del parque. Subieron y bajaron la Cordillera del Pterodáctilo (¡qué nombre tan prometedor!), comprobando de vez en cuando los mapas recopilados por el descubridor de este lagarto. Profundizaron en todos los matices de los estratos geológicos (“¡Mira estas manifestaciones de los ciclos de Milankovitch!”, exclamó Martill, refiriéndose a que los cambios periódicos en la forma de la órbita de la Tierra y su inclinación axial, tal como estableció el astrónomo serbio Milutin Milankovitch al principio del siglo XX, afectan el clima de los planetas, y esto se refleja en la estructura cíclica de los depósitos sedimentarios). Subiendo a una loma de arenisca, de la que parecía imposible bajarse, Martill solo se dejó caer: “¡Donde los nuestros no desaparecieron!”, saltó y quedó sano y salvo.

Sin embargo, los investigadores no se encontraron con una serpiente de cascabel, ni siquiera encontraron un fragmento de hueso de pterosaurio. Como consuelo, se encontraron con el fémur de un dinosaurio gigante, aparentemente un saurópodo. Pero los dinosaurios no les interesan.

Al salir del parque nacional, los paleontólogos están desarrollando un plan para nuevas búsquedas de quetzalcóatl: tienen muchas ganas de aprender más sobre este asombroso lagarto, en el que todo es inusual: tamaño, apariencia y comportamiento, esto se puede juzgar por los pocos fósiles que quedan de eso.

INSTITUTO DE PALEONTOLOGÍA Y PALEOANTROPOLOGÍA DE VERTEBRADOS, BEIJING Se han conservado pocos rastros de pelos o plumón en algunas áreas del fósil Zheholopter de China. (Por primera vez, tales estructuras tegumentarias fueron descubiertas por paleontólogos soviéticos en un pterosaurio jurásico).

Las ideas sobre los pterosaurios han cambiado mucho, incluso en términos de apariencia y comportamiento. Esto se explica en parte por el hecho de que, hasta hace muy poco tiempo, los científicos tenían que basar sus conclusiones en un número extremadamente pequeño de muestras.

Los pterosaurios diferían, francamente, en una anatomía muy extraña. Puede parecer que estaban mal adaptados a la vida en la tierra y en el aire. Alguna vez incluso se pensó que los lagartos con alas se arrastraban sobre su vientre, o se los imaginó caminando sobre sus patas traseras con las largas extremidades anteriores estiradas hacia adelante, como un zombi, y arrastrando, como un manto, las alas plegadas. Más tarde, sobre la base de huellas fósiles, se estableció que los pterosaurios se movían sobre cuatro extremidades, pero aún no estaba claro cómo y dónde colocaban sus alas exactamente. Y se dudaba tanto de sus habilidades de vuelo que se consideraban incapaces de despegar, excepto arrojándose por un acantilado.

"Es bastante común que las personas tengan cabezas y cuellos tres o cuatro veces más largos que sus cuerpos", dice el biofísico Michael Habib del Museo de Historia Natural del Condado de Los Ángeles. Incluso los artistas con formación científica a menudo cometen errores al representarlos. “Toman un pájaro como modelo, solo le agregan alas membranosas y una cresta”, dice Michael. "Sin embargo, las proporciones del cuerpo de los pterosaurios no eran en absoluto aviares".

Habib se propuso redefinir la sabiduría convencional sobre la biomecánica de los pterosaurios utilizando, en primer lugar, un enfoque matemático y, en segundo lugar, un conocimiento práctico de la anatomía de los vertebrados, que adquirió en otro trabajo, concretamente en el laboratorio de la Facultad de Medicina de la Universidad del Sur de California. Como la mayoría de los científicos, Michael cree que los primeros pterosaurios, que aparecieron hace unos 230 millones de años, evolucionaron a partir de reptiles ligeros y delgados bien adaptados para correr y saltar. La capacidad de saltar, para agarrar un insecto volador o esquivar los dientes de un depredador, se ha convertido en la capacidad, en palabras de Habib, de "saltar y flotar en el aire".

Al principio, los pterosaurios probablemente solo flotaban, y luego, decenas de millones de años antes que las aves (y más aún antes que los murciélagos), se convirtieron en los primeros vertebrados en dominar el vuelo con aleteo.

Utilizando las ecuaciones utilizadas en la ingeniería aeronáutica, Habib y sus colegas refutan la hipótesis del salto desde el acantilado. Además, demostraron que si los pterosaurios despegaran desde una posición vertical, parándose sobre sus patas traseras, los fémures de las especies grandes se romperían por sobrecarga. Despegar de cuatro extremidades es más práctico.

“Tienes que saltar, apoyándote en las extremidades anteriores, como un saltador de altura en su barra”, explica Khabib. Para despegar del agua, los pterosaurios usaban alas a la manera de los remos en el remo: se empujaban fuera de la superficie. Y, nuevamente, como los remeros, tenían hombros grandes y desarrollados, que a menudo se combinaban con pies sorprendentemente pequeños para minimizar la resistencia al vuelo.

El ala de un pterosaurio era una membrana que se extendía desde el hombro hasta el tobillo; pero estiró su extremadamente largo (cuarto) dedo volador, formando el borde de ataque del ala. Muestras de Brasil y Alemania muestran que la membrana estaba plagada de finos músculos y vasos sanguíneos. La rigidez adicional de la partición fue dada por las hebras de proteína que la "perforaron". Hoy en día, los científicos creen que los pterosaurios podrían cambiar ligeramente el perfil de las alas según las condiciones del vuelo, contrayendo los músculos o girando los tobillos hacia adentro o hacia afuera.

Cambiar el ángulo del tendón osificado en la muñeca, el pteroide, puede haber tenido el mismo propósito que invertir los listones en los grandes aviones modernos: aumentar la sustentación a bajas velocidades.

Además, más músculos y una mayor proporción de masa corporal estaban involucrados en el vuelo de los pterosaurios que en las aves. Y en su cerebro, como en las aves (y mejor aún), se desarrollaron los lóbulos frontal y visual, el cerebelo y el laberinto: tal cerebro podría responder rápidamente a los cambios en la situación en vuelo y transmitir señales a numerosos músculos que regulaban el tensión de la membrana.

Gracias al trabajo de Habib y sus colegas, los pterosaurios ya no son un malentendido alado, sino hábiles aviadores. Muchas especies parecen haberse adaptado para vuelos lentos pero muy largos sobre largas distancias; podrían flotar sobre el océano utilizando corrientes ascendentes débiles y cálidas (térmicas). También había especies que Khabib llama supervoladores: por ejemplo, en un nyctosaurus (Nyctosaurus), similar a un albatros, cuya envergadura alcanzaba casi los tres metros, las cualidades de planeo, especialmente la distancia que volaba por cada metro de descenso, eran bastante comparables a las del caracteristicas planeador sport moderno.

“Está bien, todo está claro con las alas”, comenzó un paleontólogo después de la conferencia de Khabib. Pero, ¿y las cabezas? En Quetzalcóatl, por ejemplo, el cráneo podía medir tres metros de largo, mientras que el cuerpo mide menos de un metro. Y en un nyctosaurus, un largo "mástil" sobresalía de un enorme cráneo, al que, probablemente, se adjuntó una cresta.

Respondiendo a la pregunta, Michael habló sobre el cerebro de los pterosaurios, cuya masa, como la de los pájaros, pesaba solo un poco sobre la enorme cabeza, habló sobre los huesos, que eran huecos, como los de los pájaros, y aún más ligeros. El espesor de las paredes óseas a veces no superaba el milímetro, a pesar de que el tejido óseo estaba formado por numerosas capas cruzadas, que daban solidez a los huesos (como en el contrachapado multicapa). Y desde el interior, las cavidades estaban atravesadas por tabiques para mayor rigidez. Todo esto permitió a los pterosaurios alcanzar grandes tamaños corporales sin un aumento significativo de masa.

Los cráneos con cresta y las bocas abiertas eran tan grandes que Habib, al mirarlos, desarrolló la "Hipótesis del lobo gris temible": "Si tienes una boca grande, entonces puedes tragar más. Y la cresta que sobresale podría atraer a las hembras”. Bueno, volviendo a la pregunta del paleontólogo, los pterosaurios, según Michael, eran "enormes cabezas voladoras asesinas".

Junchang Lu, uno de los principales paleontólogos de China, recibe a los invitados en una calle concurrida en el centro de Jinzhou, una importante ciudad comercial en el noreste del país, y los guía a través de un pasillo poco iluminado de lo que parece ser un edificio de oficinas normal. Este es en realidad el Museo Paleontológico de Jinzhou. Su director abre la puerta de una pequeña despensa sin ventanas, y los visitantes ven lo que sería el principal atractivo para los visitantes de cualquier otro museo: todas las estanterías y casi todo el suelo están ocupados por ejemplares con un acabado asombrosamente completo, en todos los detalles. , los restos de dinosaurios emplumados, aves antiguas y, por supuesto, pterosaurios.

En una losa de piedra grande, casi hasta los hombros, apoyada contra la pared opuesta a la puerta, se ve un pterosaurio grande y terrible con una envergadura de cuatro metros y pequeñas patas traseras de pollo: Zhenyuanopterus (Zhenyuanopterus). Su cabeza alargada está girada hacia un lado y parece consistir solo en mandíbulas, y los dientes se vuelven más largos y superpuestos a medida que se acercan al comienzo de la boca. “Esto es para que sea más fácil pescar mientras flota en la superficie del agua”, explica Lu. Zhenyuanopter es solo una de las tres docenas de especies de pterosaurios que ha descrito desde 2001 (muchas todavía están en los estantes esperando ser estudiadas).

MUSEO NACIONAL DE NATURALEZA Y CIENCIA, TOKIO El cráneo de la anhanguera comedora de pescado se ha conservado en su posición natural, para deleite de los paleontólogos.

El Museo de Jinzhou es uno de los diez museos paleontológicos repartidos por la provincia de Liaoning, que es un verdadero tesoro de fósiles de pterosaurios y una de las áreas donde se han realizado los hallazgos que han puesto a China a la vanguardia de la paleontología en los últimos tiempos.

Además, Liaoning es el principal escenario de rivalidad, y los extraños comparan lo que está sucediendo aquí, aunque no del todo justificadamente, con las "guerras de huesos" libradas entre sí en el siglo XIX por los pioneros de la paleontología estadounidense, Othniel Charles Marsh. y Edward Drinker Cope.

Los lados de esta rivalidad son Lu, que representa a la Academia China de Ciencias Geológicas, y Shaolin Wang, cuya oficina está repleta de fósiles en el Instituto de Paleontología y Paleoantropología de Vertebrados en Beijing. Estos expertos, como Marsh y Cope, trabajaron juntos al principio de sus carreras antes de tomar caminos separados, y desde entonces se han tratado con hostilidad que, sin embargo, no se anuncia. “Dos tigres no pueden vivir en la misma montaña”, se ríe su colega Shunxing Jiang.

En la década y media que ha pasado desde entonces, Lu y Wang se han superado más de una vez en la cantidad de descubrimientos, y juntos describieron más de 50 nuevas especies de pterosaurios, casi una cuarta parte de todo lo que se conoce hoy. Sin embargo, algunas de estas nuevas especies eventualmente serán reconocidas como sinónimos de las primeras, como suele ser el caso en paleontología. Sin embargo, las partes rivales tendrán que hacer aún más descubrimientos en el futuro. “Tendrían que trabajar diez años todo el día para describir todo lo que ya han desenterrado”, comenta con envidia uno de los invitados. Al escuchar esto, Lü levanta las cejas sorprendido, "Creo que diez años no serán suficientes".

El éxito de los científicos chinos se explica no solo por la competencia, sino también por el hecho de que estaban en el lugar correcto en el momento correcto. China, junto con Alemania, Brasil, Estados Unidos e Inglaterra, es uno de los pocos países del mundo donde se ha encontrado el 90 por ciento de todos los fósiles de pterosaurios. Esto sucedió no porque los pterosaurios vivieran solo en los territorios donde ahora se encuentran estos países; se encuentran fragmentos de sus esqueletos en casi todas partes. Es solo que sus restos están mejor conservados aquí.

Esta exclusividad es evidente en el ejemplo de la provincia de Liaoning. Al comienzo del período Cretácico, dice Lu, se desarrolló una comunidad muy diversa de organismos en los bosques locales y lagos de agua dulce poco profundos: dinosaurios, las primeras aves, muchos pterosaurios e insectos. Debido a que los volcanes hacían erupción de vez en cuando en el barrio, muchos animales morían bajo la ceniza y caían al fondo fangoso de los lagos. Las víctimas de tales catástrofes fueron enterradas muy rápidamente, a veces incluso sin acceso al oxígeno de los restos, sus tejidos se mineralizaron más rápido de lo que tuvieron tiempo de descomponerse y, por lo tanto, sobrevivieron. Los paleontólogos llaman a esos lugares Lagerstätte (Lagerstätte en alemán significa "depósito"). Y de todos modos, tales hallazgos aún deben diseccionarse durante meses, limpiarse de rocas para que se puedan ver todas sus características, incluso, por supuesto, con la ayuda de todo tipo de microscopios potentes.

Solo en lugares como el Museo de Pterosaurios de Beipiao o la reciente exhibición de lagartos con alas en el Museo de Historia Natural de Beijing se comienzan a percibir los fósiles de manera diferente, como parte de una gran variedad anterior.

Tomemos, por ejemplo, el Jeholopterus, un pterosaurio con una boca ancha similar a la de una rana que los científicos creen que se alimentaba de libélulas y otros insectos. Aquí está el Ikrandraco, llamado así por las criaturas aladas de Avatar, que probablemente volaba bajo sobre la superficie del agua y pescaba con una quilla en forma de quilla en su mandíbula inferior. Aquí hay un dzhungaripter (Dsungaripterus) encontrado en el norte de China con un pico delgado doblado hacia arriba, con el que enganchaba moluscos y otros invertebrados para luego triturar sus caparazones y conchas con dientes tuberculados.

Y todo esto desapareció al final del período Cretácico, hace 66 millones de años. ¿Qué resultó estar mal con los pterosaurios, que finalmente se extinguieron por completo? ¿Quizás los animales que cazaban desaparecieron? ¿O, en el curso de la evolución, alcanzaron tamaños tan gigantescos que no pudieron sobrevivir a una catástrofe global, como la caída de un asteroide, mientras que las aves pequeñas sobrevivieron?

Sin embargo, cuando miras sus restos perfectamente conservados en el museo, no piensas en ello, sucede algo sorprendente: parece que estas criaturas están listas para liberarse del cautiverio de piedra e ir en busca de sus fragmentos perdidos para poder Vuelve a volar sobre la tierra.

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