jueves, 19 de agosto de 2010

El pico de las "aves del terror"


El fororraco Andalgalornis ataca con su poderoso pico dando como un hachazo a un peculiar mamífero herbívoro llamado Hemihegetotherium. Andalgalornis es un ave extinta de hasta 1,40 mts. de alto, incapaz de volar que habitó Catamarca hace casi 7 millones de años. Ilustración: Marcos Cenizo. Cortesía del Museo de La Plata.  

El ave Andalgalornis era incapaz de volar pero utilizaba un pico ganchudo para combatir con sus presas. Un equipo de investigadores internacionales, entre ellos dos paleontólogos argentinos, recrearon los hábitos alimenticios de esta ave prehistórica. El primer estudio detallado del modo de depredar de estas aves extintas denominadas científicamente “fororracos” (Phorusrhacidae) pero también son conocidas como “aves del terror” fue publicado en PlosOne 

Los fororracos se habrían originado hace 60 millones de años y evolucionaron durante el período de aislamiento de América del Sur, un continente isla hasta hace 3 millones de años. Se conocen 18 especies que varían de 90 centímetros de alto hasta más de 2 metros, como es el caso de Kelenken, un fororraco que habitaba en la Patagonia con un cráneo de más de 70 centímetros de largo. 


Cráneo del fororraco Andalgalornis. Cortesía de WitmerLab en la Ohio University, USA.

La ingeniaría aplicada a la biología  
Como no se conocen análogos de los fororracos entre las aves modernas, sus hábitos son un misterio para los paleontólogos. Un equipo de científicos realizó el estudio más sofisticado, conocido hasta la fecha, sobre la forma, función y comportamiento depredador de un fororraco, utilizando tomografías computadas y herramientas de la ingeniería. 

Cráneo del fororraco Andalgalornis, reconstruído a partir de los cortes tomográficos. Las áreas de color claro representan el fósil, mientras que las áreas azuladas representan sedimento y yeso. 
Las líneas indican la posición de los cortes tomográficos que se ven debajo. Nótese que este pico angosto y totalmente hueco (indicado por las flechas) era muy fuerte verticalmente, pero peligrosamente débil lateralmente. Las estrellas muestran las áreas claves del cráneo que se han convertido en zonas rígidas, móviles en la mayoría de las aves actuales. Cortesía de WitmerLab en la Ohio University, USA.

“Nadie ha realizado un análisis biomecánico exhaustivo de un fororraco”, comenta Federico Degrange, becario del CONICET e integrante de la División Paleontología Vertebrados del Museo de La Plata. “Necesitamos descubrir el rol ecológico que estas asombrosas aves desarrollaron si queremos realmente entender como evolucionaron los ecosistemas sudamericanos a lo largo de los últimos 60 millones de años”, detalló Degrange. El ave bajo estudio es un fororraco que habitó en Catamarca hace casi 7 millones de años. Es de tamaño mediano, 1,4 metros de alto y un peso de 40 kg. “Al igual que el resto de los fororracos, su cráneo es desproporcionadamente grande, tiene 37 cm. de largo, con un angosto y alto pico dotado de un poderoso gancho similar al de las aves rapaces”, señala la Dra. Claudia Tambussi, investigadora del CONICET y también integrante División Paleontología Vertebrados del Museo de La Plata.

El Dr. Lawrence Witmer, de la Ohio University College of Osteopathic Medicine, realizó una tomografía completa del cráneo de Andalgalornis que permitió conocer su estructura interna. Las tomografías le revelaron que Andalgalornis no era como otras aves ya que había adquirido un cráneo sumamente rígido.  “Las aves en general presentan un cráneo con gran cantidad de puntos de movilidad entre los huesos que lo componen,  que les permite tener cráneos ligeros, pero fuertes. Sin embargo, hallamos en Andalgalornis estos puntos de movilidad se han convertido en uniones rígidas, inmóviles. Este ave tiene un cráneo fuerte, a pesar de tener un pico curiosamente hueco”, expresó Witmer, profesor de paleontología y anatomía. La evolución de este pico estaría presuntamente asociada a la pérdida de la capacidad de vuelo en los fororracos, como también a su gran tamaño. 

A partir de las tomografías, Stephen Wroe, Director del Computational Biomechanics Research Group de la University of New South Wales, Australia, construyó modelos 3D del fororraco y de dos aves actuales para su comparación: un águila y una chuña, pariente actual más cercano a los fororracos. Las modelos en 3D y las simulaciones apoyaron los resultados anatómicos basados en tomografías. “En comparación con las otras aves estudiadas, Andalgalornis estaba bien adaptado para llevar su pico hacia delante y luego hacia atrás utilizando el gancho curvo del extremo”, remarca Wroe.



Un elemento clave en el análisis fue determinar la fuerza de mordida. Para esto, Degrange y Tambussi trabajaron en el Zoológico de La Plata para conseguir que una chuña y un águila mordieran un aparato especialmente diseñado para medir la fuerza de mordida. “Combinando toda esta información, descubrimos que la fuerza de mordida de Andalgalornis era menor de lo que hubiésemos esperado y más débil que aquella de muchos mamíferos carnívoros del mismo tamaño. Andalgalornis podría haber compensado esta débil fuerza de mordida usando sus poderosos músculos del cuello para arremeter con su fuerte cráneo contra sus presas como un hachazo”, expresó Degrange.

Utilizaban el pico para derribar a sus presas  
En su conjunto, los resultados brindan una nueva perspectiva acerca del estilo de vida del esta ave depredadora única. Si bien su cráneo era robusto, era demasiado débil lateralmente y su pico hueco estaba en peligro de sufrir una fractura catastrófica. Los fororracos se volvieron depredadores en sus ambientes sudamericanos. El estudio muestra que el fororraco debería emplear una estrategia de ataque y retroceso con golpes bien dirigidos a modo de hachazos. Una vez muerta la presa sería despedazada en bocados más pequeños utilizando el poderoso cuello, retrayendo la cabeza hacia atrás o, de ser posible, tragada entera.

La investigación fue financiada por National Science Foundation (Witmer, U.S.); the Australian Research Council and the Australia and Pacific Science Foundation (Wroe, Australia) y el FONCYT de la Agencia Nacional de Promociones científicas y Técnicas (Tambussi, Argentina). 

Contactos: 
Federico Degrange, (221) 425-7744 (int. 147), fjdegrange@fcnym.unlp.edu.ar
Claudia Tambussi, tambussi@fcnym.unlp.edu.ar; 
France: Karen Moreno, +33 (0) 561 55 80 80, kmoreno@cict.fr; USA: 
Lawrence Witmer, (740) 591-7712, witmerL@ohio.edu; 
Stephen Wroe, 61 2 9385 3866 or 0408 812 702, s.wroe@unsw.edu.au.

Asociación Paleontológica Argentina