La endotermia, una cuestión de narices

Son endotermos los animales cuya temperatura depende del calor generado metabólicamente, mientras que aquellos que dependen del calor exterior son ectotermos. Todos los endotermos son amniotas (animales cuyo embrión desarrolla cuatro envolturas, es decir, los reptiles, los mamíferos y las aves), aunque de estos solo son endotermos en la actualidad los mamíferos y las aves. Al parecer, los crocodilios, reptiles, han tenido antepasados endotermos. Hay indicios de que diversos dinosaurios y otros reptiles primitivos, como los arcosaurios, si no plenamente endotermos, lo fueron en algún grado.

La endotermia requiere mecanismos de regulación de la temperatura corporal, tanto de calentamiento como de refrigeración. Entre esos mecanismos juegan un importante papel las cavidades nasales y especialmente unas estructuras presentes en su interior que se conocen como cornetes nasales, formados por hueso esponjoso, cartílago y una mucosa muy vascularizada. Los cornetes nasales intervienen, además de en la humidificación del aire inspirado y su calentamiento, en la regulación de la temperatura del cerebro, siendo unos eficaces intercambiadores de calor.

La siguiente imagen representa la cavidad nasal de un ave. B, C y E son los cornetes.

Las cavidades nasales de las aves son grandes y también tienen cornetes. Al parecer, la evolución de los mamíferos y de las aves ha seguido trayectorias convergentes en cuanto a la cavidad nasal, siendo sus partes análogas, no homólogas. Los sinápsidos, antecesores de los mamíferos, estaban separados de los saurópsidos, antecesores de los reptiles actuales, de los dinosaurios y de las aves. Varios sinápsidos eran endotermos, incluidos los antecesores directos de los mamíferos. En cuanto a los antecesores de las aves, los dinosaurios no avianos y los que evolucionaron a aves estaban cubiertos de plumas, lo que apoya la suposición de que eran endotermos (¿qué sentido tiene un aislamiento térmico en un animal que depende de la temperatura ambiente?). De un caso (mamíferos) al otro (aves) van muchos millones de años de evolución separada.

Como se puede ver en la figura siguiente, aves y mamíferos, endotermos, tienen una cavidad nasal grande, mientras que la iguana, reptil y ectotermo, la tiene mucho más pequeña. El Velociraptor, un dromeosaurio relacionado con las aves, la tenia intermedia. Los crocodilios tienen una cavidad nasal comparable a la de los dromeosaurios, aunque son ectotermos. Se supone, por su parentesco con las aves, al descender ambos de los arcosaurios, de los cuales posiblemente algunos fuesen endotermos, que tienen antecesores endotermos y que han perdido secundariamente esa característica.

El articulo que voy a comentar, de donde procede esta figura, da cuenta de un estudio de la evolución de la endotermia en relación con la de la cavidad nasal en las aves y sus ancestros dinosaurios, como los dromeosaurios (https://royalsocietypublishing.org/doi/10.1098/rsos.220997#:~:text=https://doi.org/10.1098/rsos.220997). Lo firma un equipo de paleontólogos japoneses.

El inicio del estudio consistió en verificar la correlación entre el área y el volumen de las cavidades nasales, por una parte, y el tamaño de los cornetes, por otra, con un resultado positivo y alto. A continuación escanearon con TC (tomografía computarizada) las cabezas de varios amniotas para ver la relación entre el tamaño de la cabeza (e indirectamente del cerebro) y la cavidad nasal. También se puso en relación este último con el tamaño corporal, resultando que la correlación era la misma en el caso de los endotermos y los ectotermos. La correlación entre tamaño craneal y cavidad era mayor que la correlación cavidad/tamaño corporal y distinta en endo y ectotermos. Creo que esto abona la idea de la función principal de los cornetes: la regulación de la temperatura cerebral, siendo una función secundaria la regulación de la temperatura corporal.

Hay que señalar que, coherentemente con la teoría de la evolución separada de las cavidades nasales en mamíferos y aves, todos los pasos siguientes se hicieron respecto a aves y dinosaurios no avianos (antecesores de las aves). En algunos, la cavidad nasal era más grande que en los ectotermos actuales y en un Tyrannosaurus se han encontrado indicios de cornetes aun con una cavidad nasal más pequeña que la de las aves. Sobre este tema, los investigadores dicen que hacen falta más estudios.

Hasta hace poco se cuestionaba si los dinosaurios no avianos, como Velociraptor tenían un sistema desarrollado de enfriamiento del cerebro (ya no se cuestiona su endotermia, por lo que he dicho de las plumas), que sus cavidades nasales eran pequeñas para su cerebro. Sin embargo, diversos investigadores afirman que su cerebro era significativamente más pequeño, en comparación, por ejemplo, con aves como Archaaeopteryx (que, a su vez, tenía el cerebro más pequeño que las aves actuales). Archaopteryx tenía una cavidad nasal relativamente grande, seguramente con cornetes. Un tamaño más pequeño del cerebro requeriría unos cornetes menores y, en consecuencia, una cavidad nasal de menor tamaño. Además, como se ve en la imagen de las cavidades comparadas (más arriba), los dinosaurios no avianos tenían una cavidad nasal significativamente mayor, aunque menor que la de los endotermos actuales, que los ectotermos.

A mi modo de ver, esto permite suponer que los arcosaurios que dieron lugar al grupo hermana constituido por aves y dinosaurios no avianos debían de ser endotermos, por lo menos de manera incipiente. Incluso puede conjeturarse que todos los arcosaurios fuesen endotermos. Los arcosaurios son el grupo constituido por aves, dinosaurios y crocodilios, lo que da pie a conjeturar que antepasados directos de estos últimos fuesen endotermos, lo cual tendría un indicio en el tamaño de su cavidad nasal, similar al de la del Velociraptor y significativamente mayor que la de los ectotermos.

Noviembre de 2023