Desenredando el misterio de la evolución de las plumas

Los autores parten de que, pese a las excepcionales preservaciones documentadas de diferentes estructuras filamentosas en dinosaurios y pterosaurios que han ampliado enormemente nuestro conocimiento de las formas y funciones iniciales de las plumas, los análisis previos de dichos datos usan la estimación estadística de estados ancestrales, dando lugar a conclusiones contradictorias. Esto es así, hasta el punto en el que unos resultados apuntan a un origen temprano (en el Triásico tardío, hace unos 250–240 millones de años aproximadamente), mientras que otros defienden un surgimiento más tardío, más próximo al Jurásico medio, alrededor de los 160 millones de años.

Por ello, para desentrañar esta discordancia, los autores diseñaron un estudio exhaustivo en el que combinan cuatro variables críticas: la selección y amplitud del grupo externo (outgroup), el método de datación de ramas en el árbol filogenético, la estrategia de codificación de caracteres y la elección del modelo probabilístico de evolución. Así, combinaron todos los métodos aplicados anteriormente en conjunto, a la búsqueda de una respuesta más completa.

Se recopilaron datos de 94 taxones de dinosaurios no avianos y pterosaurios, además de aves basales bien preservadas. Cada taxón estaba representado con el morfotipo de pluma más completo que presentaba para evitar redundancias. Aun así, la codificación de los diferentes caracteres de plumaje se enfrentó a varios desafíos por la complejidad morfológica que, a veces, rondaba lo “subjetivo”.

Los resultados ofrecidos por todos los modelos de estudio mostraban una clara tendencia hacia los múltiples orígenes independientes de las estructuras filamentosas a lo largo de la evolución, siendo altamente probable la existencia de un ancestro común entre dinosaurios y pterosaurios que poseía escamas en lugar de plumas. Este dato implicaría que las plumas aparecieron con posterioridad al nodo Avemetatarsalia, es decir, en linajes internos de dinosaurios y pterosaurios de un modo independiente, no de un nexo común y basal.

Los autores son conscientes de que sus cálculos pueden asegurarse complementando más información para que la conclusión sea más robusta, pero destacan que no cambiará la conclusión a la que han llegado, ya que la mayoría de las configuraciones de árboles filogenéticos, modelos y codificaciones apuntan al origen múltiple e independiente de las primeras estructuras filamentosas en, al menos, los dinosaurios terópodos, los pterosaurios y en ciertos taxones de ornitisquios, y que este surgimiento conduciría a una segunda fase de especialización de dichas estructuras hacia plumas pennáceas y asimétricas en manirraptores y el linaje aviano hacia los 190-185 millones de años.

Este escenario contrasta con las hipótesis alcanzadas en estudios anteriores sobre un origen común y basal en el Triásico tardío, desplazando la génesis de las plumas verdaderas hacia el Jurásico medio y enfatizando la necesidad de analizar los resultados de la estimación estadística de estados ancestrales con cautela, combinando múltiples outgroups, métodos de datación y criterios de selección de modelo más idóneos.

Finalmente, los autores subrayan que su estudio no solo aporta una pista para avanzar en el misterio de la evolución de las plumas, sino que establece un protocolo de rigurosidad, técnica y buenas prácticas a modo de guía para seguir avanzando en dicho conocimiento.

Estudio de referencia:

Estimating Ancestral States of Complex Characters: a Case Study on the Evolution of Feathers, https://doi.org/10.1101/2024.08.23.609354