Científicos estadounidenses han descubierto que caimanes y aves respiran del mismo modo. El estudio, que se publica esta semana en Science, demuestra que en ambas especies el aire fluye en una sola dirección cuando pasa a través de los pulmones. Según los investigadores, este método de respiración podría haber ayudado a los antepasados de los dinosaurios a dominar la Tierra después de la extinción masiva del planeta hace 251 millones de años.

La extinción del Pérmico-Triásico (hace 251 millones de años) acabó con el 70% de la vida terrestre y el 96% de la vida marina.

Pruebas realizadas en rayos X en un caiman americano. Foto: C.G. Farmer y Kent Sanders / Universidad de Utah (EE UU).

Durante los 20 millones de años siguientes, los arcosaurios (lagartos dominantes) se convirtieron en los animales terrestres dominantes de la Tierra. Antes de la extinción, los sinápsidos (reptiles parecidos a los mamíferos) fueron los animales terrestres más grandes.

Los arcosaurios evolucionaron en dos grandes ramas del árbol de la vida: los crocodilia, o antepasados de los cocodrilos y los caimanes, y una rama que produjo los pterosaurios voladores (dinosaurios) y, finalmente, las aves, que técnicamente son arcosaurios.

Dos científicos de la Universidad de Utah (EE UU) han demostrado ahora –con exploraciones realizadas en un caimán de 1,21 metros de longitud y 10,91 kg de peso- que el flujo de aire “unidireccional” en sus pulmones podría haber hecho evolucionar el modelo de respiración hace más de 246 millones de años, cuando los crocodilia se escindieron de la rama del árbol genealógico de los arcosaurios que condujo a los pterosaurios, los dinosaurios y las aves.

“Lo importante del descubrimiento del flujo de aire en los caimanes es que puede explicar los cambios en la fauna entre el Pérmico y el Triásico, con la consecuente pérdida de dominio por parte de los sinápsidos y su substitución por estos arcosaurios”, explica C.G. Farmer, profesora de biología en la Universidad de Utah (EE UU) y autora principal del estudio que ha realizado con Kent Sanders, y que se publica en Science. “Esa es la principal razón por la que esto es importante científicamente”, añade la investigadora.

El flujo de aire en un solo sentido evolucionó en los arcosaurios antes de lo previsto y explica por qué esos animales llegaron a dominar el Triásico temprano, tras la extinción. Cuando el ecosistema empezó a recuperarse y era más cálido y seco, con niveles de oxígeno bajos, estos reptiles llegaban quizás al 12% del aire. Ahora es del 21%, segun los expertos.

Incluso con mucho menos oxígeno en la atmósfera, “muchos arcosaurios, como los pterosaurios eran capaces aparentemente de realizar ejercicios vigorosos”, apunta la científica.

“El diseño del pulmón puede haber desempeñado un papel clave en esta capacidad, pues el pulmón es el primer paso en la cascada de oxígeno desde la atmósfera hasta los tejidos del animal, donde se convierte en energía”, subraya Farmer.

Pero este descubrimiento sigue sin explicar por qué los dinosaurios, que aparecieron por primera vez hace unos 230 millones de años, finalmente superaron en competencia a otros arcosaurios.

El declive de los sinápsidos y el auge de los arcosaurios

Los sinápsidos ocuparon los nichos ecológicos de los animales grandes antes de la extinción del Pérmico-Triásico. “Algunos llegaron a alcanzar el tamaño de un oso”, asegura Farmer. Unos eran carnívoros, otros herbívoros. Poseían cuatro patas y tenían características que los hacían buenos corredores de resistencia. Sus extremidades se encontraban bajo su cuerpo y no extendidos hacia fuera, como las patas de los lagartos.

“Algunos sinápsidos sobrevivieron a la extinción masiva para restablecer su hegemonía en el Triásico Temprano y el linaje dio lugar finalmente a los mamíferos en el Triásico Tardío”, señala Farmer. “Sin embargo, la recuperación de la vida tras las repercusiones de la extinción provocó un cambio gradual del linaje de vertebrados terrestres dominante, y así fue cómo los arcosaurios remplazaron a los sinápsidos en el Triásico Tardío”, puntualiza.

La científica apunta que desde entonces hasta que se extinguieron los dinosaurios hace 65 millones de años, todo animal terrestre de más de 0,91 metros era un arcosaurio, mientras que los sinápsidos supervivientes parecidos a los mamíferos “eran cosas muy pequeñas que se escondían en las grietas”.

Según la experta, fue tras la extinción de los grandes dinosaurios hace 65 millones de años cuando los mamíferos regresaron y empezaron a alcanzar tamaños mayores que los de una zarigüeya.

“Nuestros datos proporcionan pruebas de que el flujo unidireccional del aire en los pulmones es anterior al origen de los pterosaurios, los dinosaurios y las aves, y que evolucionó en el antepasado común de los linajes de los crocodilia y las aves (y de los pterosaurios y los dinosaurios)”, concluye Farmer.

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Referencia bibliográfica:

C. G. Farmer y Kent Sanders. “Unidirectional Airflow in the Lungs of Alligators” Science vol 327, 15 de enero de 2010.
Artículo publicado en Servicio de Información y Noticias Científicas (SINC).