Haciendo hablar a los oídos de los gliptodontes y otros gigantes fósiles acorazados

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El tomógrafo del sanatorio Mautone lo ignora, pero está por escaparse de su rutinaria tarea de hurgar en el interior de seres humanos. Sobre la camilla descansa un “paciente” bastante añoso. De hecho, le saca varios miles de años a cualquier otro que por allí haya pasado. Esperando el baño de rayos X espera el cráneo fósil de un gliptodonte Doedicurus clavicaudatus, unos mamíferos que eran como unas mulitas del tamaño de un Fiat 600 o un fusca y que se extinguieron hace unos 12.000 años. El tomógrafo no lo puede ver, porque sobre la camilla retráctil sólo descansa el fósil de parte de su cabeza, pero estos gliptodontes además tenían una cola que terminaba en un estuche óseo con puntas, lo que le daba el aspecto de una maza medieval.

El paleontólogo Sebastián Tambusso acomoda con delicadeza el fósil del gliptodonte y le echa una última mirada. Confía en que el tomógrafo lo ayudará a tener información sobre el laberinto óseo del oído interno de este enorme animal. Y que con esa información logrará algo fantástico: hacer que en lugar de oír, un oído hable. Antes de que se inicie la tormenta de rayos X, abandona la habitación y se reúne con su colega Luciano Varela. Los dos están tranquilos: ningún paciente humano debió postergar su tomografía médica por el Doedicurus: junto con el sanatorio coordinaron horarios en los que el aparato no tenía tareas planificadas.

La escena se repite varias veces más. Los protagonistas son otras especies de gliptodontes y también otros integrantes del Departamento de Paleontología de la Facultad de Ciencias y del Servicio Académico Universitario y Centro de Estudios Paleontológicos (Sauce-P), ambos de la Universidad de la República, como Richard Fariña. El resultado de todas estas tomografías de cráneos realizadas en Uruguay, sumadas a las de investigadores que colaboraron desde Brasil y Dinamarca, fue la reciente publicación del artículo científico “La anatomía del oído interno de gliptodontes y pampatéridos (Xenarthra, Cingulata): implicaciones funcionales y filogenéticas” en la revista Journal of South American Earth Sciences.

El artículo hace dos grandes contribuciones al estudio de la megafauna, es decir, de los grandes mamíferos que vivieron en América –gliptodontes, perezosos gigantes, mastodontes, tigres dientes de sable, osos de cara corta, macrauquenias y otros–, que se extinguieron casi al unísono hace una decena de miles de años.

Por un lado, destaca la importancia de la observación de los oídos internos preservados en los fósiles como una herramienta útil para establecer parentescos entre algunos grupos de animales y para aportar información sobre algunos de sus hábitos. Por otro, ya más particular, invita a repensar la forma en que representamos a los gliptodontes. Así es: el trabajo de nuestros paleontólogos Tambusso, Varela y Fariña, en colaboración con sus colegas Flavio Góis, Jorge Moura y Chiara Villa, literalmente les baja la cabeza a estos mamíferos acorazados. Lejos de tener la cabeza erguida, los gliptodontes tendrían su frente apuntando hacia el suelo. Para cualquiera que busca conocer cómo eran y cómo vivían los animales que ya no están entre nosotros, se trata de un aporte sensacional. Llenos de emoción, salimos a conversar con Tambusso y Varela, que nos esperan en el piso 12 de la Facultad de Ciencias, deseosos de conversar aun en plena Semana de Carnaval.

¿Por qué fijarse en los oídos?

Acceder a los oídos internos de los cráneos fósiles no es tarea sencilla, más aún si uno no quiere romper el delicado material. El avance de la tecnología para obtener imágenes ha permitido observar el interior de los fósiles sin dañarlos. Y si se quiere, esto de andar haciéndoles preguntas a los oídos internos de los cráneos fósiles mediante tomografías es consecuencia del trabajo que Tambusso lleva adelante desde hace un tiempo. “Como trabajo final de licenciatura me dediqué a hacer la reconstrucción y la descripción del cerebro de un gliptodonte del género Glyptodon a partir de unas tomografías que Richard Fariña había hecho en 2004”, dice Tambusso. Para su maestría amplió esa línea, tomografiando a los otros dos grandes géneros de gliptodontes, Doedicurus y Panochthus, además de un género de mamífero acorazado, Pampatherium, que algunos clasifican con los gliptodontes y otros con el grupo más antiguo, representado hoy en día por los armadillos actuales (los dasipódidos). Como los gliptodontes y pampaterios pertenecen al orden de los cingulados, cuyos únicos representantes vivos son las mulitas y los armadillos, que a su vez se agrupan en el superorden de los xenartros, que comparten con los perezosos gigantes del pasado y los osos hormigueros y perezosos de la actualidad, Tambusso también escaneó cráneos de perezosos gigantes. “Hice entonces una descripción general de la anatomía el cerebro de los xenartros fósiles”, resume.

Las tomografías estaban hechas. Luego de mirar el cerebro, los paleontólogos se enfocaron en el oído interno, cuyo laberinto óseo se aprecia con claridad en las imágenes en 3D generadas y del que puede obtenerse un molde con detalles anatómicos relevantes.

“Fue una idea que siempre tuve porque el oído interno es una estructura muy interesante, tanto para analizar temas relacionados con la locomoción como de hábitos de los animales”, dice Tambusso, quien además agrega otro motivo: “También es una estructura bastante conservada que presenta algunos caracteres que pueden permitir realizar análisis filogenéticos para ver si determinados géneros están más emparentados entre sí”.

El tema de los parentescos es importante para conocer la historia de la vida del planeta. Nuestras aves actuales son los descendientes de los dinosaurios que se paseaban por estas tierras hasta hace 65 millones de años. Los humanos descendemos de unos primates que se separaron de la rama que llevaría hacia los chimpancés y gorilas hace varios millones de años. Con los gliptodontes y los pampaterios establecer parentescos presenta algunas complejidades extra. “El problema es que con los gliptodontes, los pampaterios y los armadillos hay una escuela de sistemática muy grande a partir de las características de sus corazas, ya que las placas de las corazas son fósiles que se encuentran con mayor frecuencia que otras partes del cuerpo”, explica Tambusso. ¿Y cuál es el problema de establecer especies a partir de las placas de sus corazas? “Eso hace que haya un montón de especies denominadas en base a placas pero de las que no se sabe nada del cráneo ni del poscráneo del animal. Se ha visto que muchas especies fósiles de gliptodontes tienen una variabilidad enorme en la coraza, entonces lo que antiguamente eran tres o cuatro especies de gliptodontes del género Glyptodon ahora se sostiene que en realidad eran una sola”, agrega.

Luciano Varela toma la posta. “El análisis de las secuencias de ADN revolucionó, hace bastante tiempo, el panorama de cómo estudiamos las relaciones filogenéticas y los parentescos de los animales actuales. Hoy rápidamente podemos obtener muestras de animales actuales, secuenciar su ADN y obtener relaciones filogenéticas entre ellos que son fieles a la historia evolutiva del grupo con bastante mayor certeza que lo que podíamos conocer con la morfología”, explica. Pero extraer ADN de restos fósiles de varias decenas de miles de años no es tarea sencilla. “Por eso, cuando vas a los fósiles la morfología seguía siendo lo único disponible”, explica Varela. “Cuando Sebastián hizo su maestría, de estos animales sólo se podía ver la morfología”, afirma, y agrega que el secuenciado de ADN de animales de la megafauna americana es muy reciente. “Si hablamos de gliptodontes, los primeros secuenciados de animales del Pleistoceno son de 2016”, dice Varela. “Y ahí se empiezan a rever las relaciones filogenéticas de estos animales fósiles. Pasó con los perezosos y recientemente pasó con los gliptodontes”.

El ADN no perdona. Estudios recientes indican que los gigantescos gliptodontes estarían más relacionados con la rama de los xenartros cingulados que luego desembocó en el género Chlamyphorus, al que pertenecen los pequeños armadillos conocidos como pichiciegos, y no con los dasipódidos que hoy son representados por las mulitas y tatúes. “Todo lo que se conocía antes, basado en la morfología, indicaba otras relaciones filogenéticas”, dice Varela. “Los caracteres morfológicos que se estaban usando, y que daban otras relaciones de parentesco, serían casos de homoplasia, caracteres adquiridos por las distintas especies de manera independiente, ya sea por convergencia evolutiva, reversión u otros procesos”, explica. “Ahí es donde el oído puede hacer una contribución. Si el oído es más conservado, en teoría, pueden encontrarse muchos más caracteres homólogos, es decir, relacionados evolutivamente, por lo que podrían llegar a tenerse relaciones filogenéticas más fiables”.

Con todo esto en mente, Tambusso, Varela, Fariña y sus colegas, se embarcaron en estudiar las tomografías de estos gliptodontes y pampaterios para ver qué podían decirles sus oídos internos. ¿Contarían el mismo cuento que los genes o, en cambio, susurrarían pistas no del todo fiables como las placas de las corazas?

El oído y el álbum familiar

En el artículo publicado relatan que reconstruyeron “el laberinto óseo del oído interno de cuatro gliptodontes: las especies gigantes del Pleistoceno Glyptodon reticulatus, Doedicurus clavicaudatus y Panochthus tuberculatus, y del más pequeño, del Mioceno Tardío, Pseudohoplophorus absolutus, así como del pampaterio del Pleistoceno Holmesina cryptae” mediante tomografías computadas y software 3D.

Los canales auditivos de los oídos internos fueron medidos y comparados con los de otra veintena de xenartros actuales y fósiles. Tras realizar análisis de filogenia basados en estos caracteres mediante el método de parsimonia y de análisis bayesiano ubicaron a los gliptodontes y al pampaterio en el panorama general de la evolución de los gigantes acorazados. Su objetivo, como vimos antes, era “explorar el potencial de los datos del oído interno para proporcionar información en el contexto de resultados moleculares y morfológicos conflictivos y, por lo tanto, no combinar los datos del oído interno con datos morfológicos más tradicionales”. Y el resultado fue... (redoble de tambor).

“Lo que encontramos es que la morfología del oído nos da un resultado más cercano a lo que dice el ADN antiguo. Y eso hace que sea importante entonces estudiar esas características del oído interno”, dice Varela. “Por medio del estudio del oído interno vimos que los gliptodontes estarían más emparentados con este armadillo de la Patagonia que se conoce como pichiciego, que es un animal muy pequeño y subterráneo que nada tiene que ver con estos animales enormes”, afirma Tambusso.

“La coincidencia entre nuestros resultados y los de los estudios moleculares nos alienta a decir que el oído interno, o la región auditiva en general, tendría un valor filogenético más importante que otras regiones del cráneo o del poscráneo en estos animales”, repasa Varela. “Trabajamos con hipótesis, no estamos viendo la realidad sino la mejor representación de la historia del grupo en base a los datos disponibles. Cuantos más animales tengamos escaneados, mejor vamos a poder ver si, por ejemplo, todas las especies del género Glyptodon comparten las mismas características de los canales auditivos. Esta es una primera aproximación en la que vemos algunos resultados, pero se precisan más datos. Nosotros dejamos todo abierto para que quien tenga más datos de gliptodontes y pampaterios los sume y pueda hacer un artículo más completo”, complementa Tambusso.

Las implicancias de esto van más allá de confirmar lo que dicen los estudios moleculares: la investigación le da impulso a la herramienta de mirar el oído interno en los casos de fósiles cuyo ADN es complicado de recuperar, ya sea por su antigüedad como por las condiciones en las que se fosilizaron. “La posibilidad de encontrar ADN antiguo de un gliptodonte del género Pseudoplohophorus, que es del Mioceno y tiene nueve millones de años, hoy son nulas. Entonces en paleontología inevitablemente vas a necesitar los análisis morfológicos. Y ahí es donde entra en juego cómo podemos hacer para diferenciar características homólogas de características que no son homólogas y que nos pueden estar dando relaciones filogenéticas que tienen menos probabilidades de ser reales”, apunta Varela. El oído interno pasó la prueba.

El oído, la agilidad y un aporte fuera de serie

El trabajo no sólo escucha al oído para establecer parentescos entre los mamíferos acorazados fósiles, sino que también trata de escuchar qué tienen para decir sobre cómo se movían y comportaban estos gigantes con coraza. En el artículo señalan que se ha estudiado que la morfología de los canales semicirculares del oído interno “está estrechamente asociada con el comportamiento locomotor, particularmente con la detección de la velocidad angular de la cabeza, la estabilización de la mirada durante la locomoción y en la coordinación de los movimientos corporales”. En 2003, investigadores “asignaron seis categorías de agilidad (de extralento a rápido) a una gran muestra de mamíferos actuales y evaluaron los radios de curvatura de los canales semicirculares en relación con el tamaño del cuerpo”, observando que “los mamíferos ágiles tienen canales semicirculares relativamente más grandes que los lentos”. ¿Podrían las tomografías y la reconstrucción de los oídos internos de los gliptodontes y el pampaterio decir algo sobre su agilidad?

“No esperábamos que nos diera que eran bichos corredores y extremadamente ágiles. Eso es seguro”, anticipa Tambusso. “Pero como se utiliza esto de estimar esos aspectos a partir de datos del oído interno, y como teníamos los datos, quisimos explorar qué daban”, amplía. Lo que obtuvieron no es sorprendente si pensamos en animales enormes que además tenían corazas rígidas. “Se trataría de animales medianamente lentos, quizás no extralentos como los perezosos actuales, pero con un nivel de actividad similar o un poco menor que los armadillos actuales”, cuenta Tambusso.

“También observamos cierto grado de diferencia entre el pampaterio y los gliptodontes. El pampaterio tendría cierto grado de agilidad un poco mayor, más similar a la de un Priodontes, a la del tatú carreta de nuestros días”, amplía Varela. Su colega comenta: “Tampoco es algo sorprendente, porque los gliptodontes podrían ser como un Fiat 600, mientras que el pampaterio es un bichito mucho más pequeño, y aunque podían llegar a unos 300 kilos eran como una versión un poco más grande del tatú carreta de hoy”.

El artículo tiene un pequeño pasaje de no más de un párrafo en el que analizan el ángulo del canal lateral semicircular en relación con el plano de la base del cráneo. Otros investigadores, teniendo en cuenta “observaciones sobre la postura de la cabeza de xenartros vivientes”, habían encontrado una buena correlación entre la postura de la cabeza y la orientación de ese canal lateral. Teniendo en cuenta esto, a partir de sus datos, Tambusso, Varela y sus colegas reportan que los ángulos obtenidos “implican que si los canales laterales semicirculares estuvieran orientados horizontalmente, como se propone para un estado de vigilancia o alerta, los gliptodontes y pampaterios habrían mantenido una postura de cabeza con la nariz bien hacia abajo”. Acto seguido, pasan a otro asunto. Pero ahora que los tengo enfrente no puedo evitar decirles que es el pasaje más maravilloso del artículo. Me miran como si estuviera loco. Me tengo que explicar.

Les digo que en el trabajo sostienen que la nariz de los gliptodontes apuntaría hacia el suelo en su postura de vigilia. Pero todos los dibujos y representaciones que veo de gliptodontes, incluidas las reconstrucciones que están en los museos, como el Doedicurus que recibe a las personas en el hall del Museo Nacional de Historia Natural, tienen la cabeza erguida, con el cuello horizontal. ¿Lo que encontraron obligaría a cambiar la forma en que representamos a estos animales? Se miran. “No nos lo planteamos así, pero sí, tendríamos que replantearnos eso”, suelta luego Tambusso. “Hay que avisarle a Martín Batallés”, dice Varela. Batallés no sólo sale a los yacimientos con este grupo, sino que es un gran artista y diseñador que, junto a Gabriela Costoya, se encarga del diseño del sitio Megafauna 3D, en el que pueden verse cráneos de estos animales y mucha información sobre megafauna colectada por estos paleontólogos, principalmente en el Arroyo del Vizcaíno, cerca de Sauce.

“Le íbamos a dar un poco más de énfasis a esa parte, pero quedó un poco perdida en el artículo”, dice entre risas Tambusso ante mi insistencia de que es un gran hallazgo. “Con estos temas hay bastante discusión. En gran parte de los animales la orientación del canal lateral está muy correlacionada con la postura más común, pero no necesariamente en todos. Pero creo que en este caso es probable que fuera así. En los armadillos actuales se ve bastante la correlación entre la postura de la cabeza y la orientación de los canales. Nosotros nos basamos en datos sobre armadillos que dan eso: que la cabeza en las mulitas está bien orientada hacia abajo”, me tranquiliza.

La nueva postura sugerida por estos paleontólogos, y obtenida a partir de cálculos y correlaciones observadas en fauna actual, parece sostenerse. “Tiene sentido en cuanto a proteger la cabeza, porque los gliptodontes tienen el escudo cefálico que los protege ante cualquier depredador. Y si era un bicho pastador, también tiene sentido, porque eran animales que no hacían muchas más cosas que estar comiendo pasto todo el día. Entonces probablemente lo que estuvieran haciendo todo el día era estar con la cabeza para abajo comiendo”, argumenta Tambusso.

“Habría que modificar los dibujos”, concede Varela. Prueba de ello son las imágenes del Doedicurus que acompañan esta nota que nos envió luego Batallés. No es que haya que salir a derribar todas las figuras de gliptodontes como las fuerzas de ocupación de Estados Unidos en Irak salieron a destruir las estatuas de Sadam Hussein. Pero es una muestra de que horas de estudio, nuevas formas de abordar viejos problemas y la pasión de investigadores e investigadoras van empujando, pasito a pasito, las fronteras de lo que conocemos. Si hay evidencia, en ciencia no hay nada que no se pueda rever. Quien no quiera aceptarlo, que baje la cabeza como hoy lo hacen los gliptodontes.

Artículo: “The inner ear anatomy of glyptodonts and pampatheres (Xenarthra, Cingulata): Functional and phylogenetic implications”.
Publicación: Journal of South American Earth Sciences (febrero, 2021).
Autores: Sebastián Tambusso, Luciano Varela, Flavio Góis, Jorge Moura, Chiara Villa, Richard Fariña.