Los cocodrilos respiran como las aves

Esta característica ancestral pudo ayudar a los antepasados de los dinosaurios a dominar la Tierra

JOAN CARLES AMBROJO Barcelona 14 ENE 2010 - 19:08 CET

Los pulmones de los cocodrilos funcionan como los de las aves, en los que el aire fluye en un solo sentido en vez de entrar y salir como una ola, han hallado científicos de la Universidad de Utah, que han trabajado directamente con aligatores americanos. Hasta ahora se creía que este circuito sólo se daba en las aves y el hecho de que se haya verificado también en estos parientes de los cocodrilos sugiere que tiene un antiguo origen ancestral, en los arcosaurios del Triásico, antepasados comunes de los dinosaurios (extinguidos), los pájaros y los cocodrilos.

Este método de respiración pudo haber ayudado a los antepasados de los dinosaurios a dominar la Tierra después de la mayor extinción ocurrida en la faz de la Tierra, hace aproximadamente 251 millones de años. Hasta entonces, los sinápsidos, criaturas mamiferoides (parecidos a los mamíferos) eran los animales terrestres de mayor tamaño. En esta extinción desaparecieron el 70% de las especies de vertebrados terrestres y el 96% de la vida marina. El nuevo estudio se publica en Science.

Farmer: "Tengo tres líneas de evidencia. Si no las creen, necesitan conseguir un cocodrilo y hacer sus propias medidas".

A medida que el planeta se fue recuperando, los arcosaurios (del griego, reptiles dominantes) se convirtieron en los animales terrestres dominantes. Entonces se desarrollaron en dos ramas importantes: los cocodriloideos, que son los antepasados de los cocodrilos, y una rama que dio lugar a los pterosaurios, los dinosaurios y posiblemente los pájaros (técnicamente arcosaurios).

El nuevo estudio demuestra que este patrón de respiración se desarrolló probablemente antes de hace 246 millones de años, cuando los cocodriloideos se separaron de la otra rama. Esto significaría que la circulación del aire dentro de los pulmones de los cocodrilos se desarrolló en los arcosaurios antes de lo que se pensaba. Ello podría explicar por qué esos animales dominaron el periodo Triásico temprano, después de la gran extinción y cuando el ecosistema que se recuperaba era caliente y seco, con niveles de oxígeno quizá tan bajos como el 12%, en comparación con el 21% de oxígeno existente hoy en día.

"La verdadera importancia de este descubrimiento es que puede explicar el volumen de renovación de la fauna entre el Pérmico y el Triásico, cuando los sinápsidos perdieron su dominio y fueron suplantados por estos arcosaurios", dice Colleen G. Farmer , principal autora del estudio, de la Universidad de Utah. "Esta es la razón principal de que sea científicamente importante".

Incluso con mucho menos oxígeno en la atmósfera, muchos arcosaurios, como los pterosaurios, eran, al parecer, capaces de mantener un ejercicio vigoroso. "El diseño del pulmón pudo haber desempeñado un papel clave en esta capacidad, porque el pulmón es el primer paso en la cascada de oxígeno procedente de la atmósfera que pasa a los tejidos animales y que sirve para quemar combustible y producir energía".

En los pulmones de los seres humanos y de otros mamíferos la circulación de aire es como las mareas. Cuando inhalamos, el aire se mueve a través de las vías aéreas, progresivamente más pequeñas hasta los callejones sin salida llamados alvéolos, donde el oxígeno se incorpora a la sangre y el dióxido de carbono se traslada desde la sangre a los pulmones. Se sabe desde hace tiempo que la circulación de aire en pájaros es unidireccional y las unidades pulmonares de intercambio del gas no son alvéolos, sino tubos conocidos como parabronquios, a través de los cuales el aire fluye antes de salir del pulmón.

Farmer dirigió el estudio, financiado por la National Science Foundation, con Kent Sanders, un profesor asociado de radiología en la universidad de Utah. Se realizaron tres experimentos para demostrar la circulación de aire unidireccional en los pulmones de los cocodrilos. Mediante cirugía, insertó en los pulmones de seis cocodrilos anestesiados unos instrumentos para medir la velocidad y dirección del flujo del aire. En los pulmones extraídos de otros cuatro cocodrilos, inyectó y extrajo aire, supervisando el flujo y demostró que el aire iba en la misma dirección a través de varias gradas de bronquios y de nuevo a la tráquea. Por último, extrajo los pulmones de otro reptil muerto e hizo lo mismo con líquido con diminutas partículas fluorescentes. De nuevo demostraba el flujo unidireccional. La autora del estudio dice que el hecho de que los pulmones de cocodrilo todavía tuvieran flujo unidireccional, una vez extraídos, demuestra que la circulación del aire es causada por las válvulas aerodinámicas dentro de los pulmones, y no por otros factores como sacos de aire o el hígado, que actúan como un pistón que ayuda al animal a respirar.

El flujo de aire unidireccional en pájaros se ha atribuido sobre todo a la existencia de sacos de aire en los pulmones. Farmer discrepa, ya que los reptiles no tienen sacos de aire debido a las válvulas aerodinámicas de sus pulmones. La científica cree que los sacos de aire ayudan a los pájaros a redistribuir el peso para controlar mejor su vuelo. En su opinión, muchos científicos asumen simplemente que los sacos de aire son necesarios para la circulación de aire unidireccional y desdeñan las visiones contrarias. Ahora no podrán discutir sus datos, dice contundente: "Tengo tres líneas de evidencia. Si no las creen, necesitan conseguir un cocodrilo y hacer sus propias medidas".

Retroceso de los mamíferos

Los sinápsidos, que incluyen actualmente técnicamente a los mamíferos modernos, ocuparon nichos ecológicos para grandes animales antes de la extinción Pérmico-Triásica. Algunos eran del tamaño de un oso, cuadrúpedos y con miembros directamente bajo su cuerpo, al contrario que los lagartos. Sus características sugieren que tenían gran capacidad de resistencia. Unos eran carnívoros y otros comían plantas y existen evidencias de que cuidaban a sus crías.

Desde la extinción hasta que los dinosaurios se extinguieron a su vez hace alrededor de 65 millones de años, cualquier animal terrestre que midiera más de 90 centímetros era un arcosaurio, dice Farmer, mientras los sinápsidos mamiferoides supervivientes "eran cosas pequeñitas que se ocultaban en las grietas. No fue hasta la caída de los grandes dinosaurios de hace 65 millones de años que los mamíferos reaparecieron con tamaños de cuerpo superiores al de una zarigüeya".

Nadie sabe mucho sobre el arcosaurio que fue el antepasado común de cocodriloideos y de pterosaurios, dinosaurios y pájaros, añade Farmer. Probablemente fue un animal insectívoro, pequeño y relativamente.

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