Cómo los dinosaurios saurópodos se convirtieron una y otra vez en los animales terrestres más grandes

Una nueva investigación insinúa cómo los dinosaurios saurópodos llegaron a ser tan gigantescos

De todos los animales que alguna vez vagaron por el planeta, los icónicos dinosaurios de cuello y cola largos conocidos como saurópodos no tienen rival. Ninguna otra criatura terrestre se ha acercado a alcanzar tamaños tan colosales. Eclipsaron a todos los demás dinosaurios, desde los hadrosaurios con pico de pato y los ceratopsianos cornudos hasta los anquilosaurios acorazados y los tiranosaurios depredadores. Incluso los mamíferos terrestres más poderosos (mamuts y bestias parecidas a los rinocerontes que pesaban hasta el doble que los elefantes más grandes que existen hoy en día) pesaban como una pluma en comparación con los saurópodos más grandes.

Desde una perspectiva evolutiva, esta singularidad convierte a los saurópodos en una anomalía intrigante. La evolución está plagada de ejemplos de convergencia, en los que la misma característica evoluciona más de una vez de forma independiente en diferentes grupos de organismos. Un ejemplo clásico de convergencia es el vuelo motorizado: el batir de alas evolucionó en aves, murciélagos, pterosaurios e insectos, pero los huesos particulares u otras estructuras que componen las alas difieren entre los grupos, lo que atestigua sus orígenes evolutivos independientes. La convergencia en la evolución es muy común incluso cuando se trata de características complicadas: sangre caliente, ojos que pueden moverse y enfocar, locomoción bípeda, pérdida de extremidades, uso de herramientas y nacimientos vivos, todos evolucionaron múltiples veces en diferentes grupos de animales. La convergencia también está muy extendida en el reino vegetal: las plantas carnívoras evolucionaron al menos una docena de veces, las raíces evolucionaron más de una vez e incluso la arborescencia (plantas que toman la forma de árboles) evolucionaron más de una vez. Dado que la convergencia es tan común en la naturaleza, la singularidad del tamaño de los saurópodos es especial en sí misma. Ningún otro animal terrestre ha alcanzado ni siquiera un tercio del peso de los saurópodos más grandes. ¿Qué hace que los saurópodos se destaquen entre la multitud, tanto en sentido literal como figurado?

Gracias a una gran cantidad de descubrimientos de saurópodos en las últimas décadas, los paleontólogos están comenzando a encontrar la respuesta a esta pregunta. Los análisis de este floreciente registro fósil revelan dónde y cuándo estos dinosaurios se convirtieron en gigantes, y los factores que les permitieron evolucionar en tamaños extremos una y otra vez a lo largo de su reinado de casi 150 millones de años. También sugieren que, por más alucinantes que fueran los saurópodos más grandes conocidos, aún quedan por descubrir otros más grandes.

Descubrir cómo los saurópodos desarrollaron sus tamaños excepcionalmente enormes ha resultado un desafío porque históricamente tenían un registro fósil relativamente terrible, mucho peor que el de muchos otros animales terrestres y en órdenes de magnitud peor que el de la mayoría de los animales que viven en el mar. El primer paso para convertirse en fósil es el entierro, y para los saurópodos inmensos, eso habría requerido un evento que podría depositar una gran cantidad de sedimento en el cuerpo a la vez. Piense en los deslizamientos de tierra y las inundaciones repentinas, que pueden ocurrir sólo unas pocas veces por década o siglo en una región determinada, a diferencia de las inundaciones estacionales de arroyos y ríos más pequeños que pueden enterrar animales más pequeños varias veces al año. Para agravar este problema, los deslizamientos de tierra y las inundaciones repentinas son hechos violentos que dispersan las frágiles partes del esqueleto de un animal. Los saurópodos tenían esqueletos particularmente desiguales, que combinaban huesos densos de las extremidades tan gruesos como troncos de árboles, vértebras tan plagadas de sacos de aire que parecían un panal y pequeños cráneos compuestos a veces por huesos finos como el papel.

También hay un elemento humano que frena el registro fósil de saurópodos. Un paleontólogo puede pasar una expedición de campo desenterrando sólo un puñado de huesos de saurópodos o, en el mismo período de tiempo, explorar y recolectar varios esqueletos de criaturas más pequeñas. De la misma manera, los científicos pueden pasar su limitado tiempo de investigación en un museo esperando a sacar un solo hueso de un estante con una carretilla elevadora o dedicarse directamente a estudiar la anatomía de un animal de tamaño más razonable. Con tiempo y subvenciones limitados, a veces se pasa por alto a los saurópodos.

A pesar de estos obstáculos, tanto el registro fósil de saurópodos como nuestra comprensión del mismo han mejorado enormemente en las últimas décadas. A lo largo de la mayor parte del siglo XX, salieron a la luz pocos saurópodos nuevos. En la década de 1990 la situación empezó a cambiar, cuando el interés por los dinosaurios aumentó y los paleontólogos emprendieron más excavaciones. Alrededor del cambio de milenio, los descubrimientos de saurópodos aumentaron rápidamente. Durante la última década, los investigadores han anunciado habitualmente alrededor de 10 nuevas especies cada año. Con este mejor registro de saurópodos disponible, finalmente podemos comenzar a estudiar la evolución de sus enormes tamaños.

Para descubrir por qué los saurópodos son tan excepcionales, primero debemos entender cuándo, dónde y cómo llegaron a serlo. Actualmente se conocen alrededor de 250 especies de saurópodos en todo el mundo, y los investigadores continúan haciendo importantes descubrimientos en áreas relativamente inexploradas, como la Antártida, y en áreas que han sido estudiadas durante décadas, incluidas Australia y América del Norte.

A partir de estos nuevos descubrimientos sabemos que las proporciones corporales generales de los saurópodos variaban bastante. Algunos eran delgados como jirafas y otros rechonchos como elefantes. Algunos tenían cuellos que reflejaban elegantemente sus colas, mientras que otros parecían inquietantemente fuera de lugar. Algunos tenían patas delanteras más largas que las traseras, lo que les daba una apariencia majestuosa; otros tenían los hombros bajos y mantenían el cuello y la cabeza cerca del suelo. Por sus huellas sabemos que algunos saurópodos caminaban con las piernas cerca de la línea media como la mayoría de los cuadrúpedos; otros extendieron las piernas más, como bulldogs franceses de 50 pies de largo. Esta diversidad de formas corporales significaba que múltiples saurópodos podían coexistir en los mismos ecosistemas, y cada especie estaba adaptada a explotar diferentes recursos dentro de un entorno determinado. A menudo encontramos más de una especie de saurópodo de una época y lugar determinado.

Su diversidad de formas corporales también hace que comparar la evolución del tamaño corporal en términos de longitud o altura sea complicado, por lo que los biólogos recurren a la masa (o peso) corporal para hacer comparaciones más equitativas. La masa corporal no sólo es útil para hacer comparaciones entre manzanas y manzanas. También se correlaciona con características biológicamente importantes como la tasa metabólica, la tasa de crecimiento, el tamaño de la nidada del nido, la longevidad y el tamaño del área de distribución. De esta manera, calcular la masa corporal puede darnos una idea de estas características de un animal extinto, siempre que seamos conscientes de cuán vaga o clara es la correlación.

Existen varios métodos para estimar la masa corporal en animales extintos. El más popular se basa en las dimensiones de los huesos de las extremidades. Piense en los huesos de las extremidades de los saurópodos como columnas que sostienen un edificio. Debido a que la cantidad de peso soportado por una columna aumenta con el espesor, podemos estimar la masa de un saurópodo con base en el área de la sección transversal de los huesos de sus extremidades. Aproximadamente 200 de las 250 especies de saurópodos registradas se conocen a partir de fósiles que incluyen huesos de extremidades lo suficientemente completos como para medirlos de esta manera.

Recientemente obtuve estas medidas y las usé para trazar la evolución de la masa corporal de los saurópodos. Resulta que a lo largo de su larga historia, los saurópodos evolucionaron en una amplia gama de tamaños. Los más grandes incluyen a los verdaderamente gigantescos, como el titanosaurio Patagotitan, de más de 50 toneladas métricas. Los más pequeños, como el Magyarosaurus de 20 pies de largo, pesaban sólo lo mismo que un toro. Tracé estas especies en un árbol evolutivo y estiré el árbol a lo largo del tiempo para ver cuándo y cuántas veces los saurópodos aumentaron o disminuyeron su masa corporal. Cuando aparecieron por primera vez hace más de 200 millones de años, eran relativamente pequeños, aproximadamente del tamaño de un rinoceronte. Hace unos 165 millones de años evolucionaron los primeros gigantes, no neosaurópodos, incluidos los mamenquisáuridos de cuello ultralargo.

La mayoría de los saurópodos no tenían un tamaño excepcional en comparación con los mamíferos terrestres más grandes. Consideremos el Diplodocus, un saurópodo de cola especialmente larga que habitó el oeste de América del Norte hace entre 155 y 145 millones de años. El espécimen de Diplodocus conocido como “Dippy”, cuyas réplicas se exhiben en museos de todo el mundo, pesaba apenas 14 toneladas en vida, menos que los mamuts o mamíferos parecidos a los rinocerontes más grandes del pasado. El peso de Dippy está cerca de la masa corporal promedio de un saurópodo. Al igual que Dippy, tres cuartas partes de todos los saurópodos pesaban menos que el mamífero terrestre más grande.

Descubrí que a partir de esta población relativamente modesta, los saurópodos evolucionaron hasta alcanzar tamaños récord unas notables tres docenas de veces en seis masas continentales a lo largo de 100 millones de años. Los saurópodos desarrollaron sus tamaños característicos desde el principio y, con cada nueva familia que evolucionaba, uno o más linajes alcanzaron de forma independiente un estado superlativo. Este llenado y relleno del nicho del “cuerpo extremadamente grande” refleja el patrón observado en los mamíferos terrestres, que evolucionaron rápidamente con tamaños corporales muy grandes a raíz de la extinción de los dinosaurios, antes de estabilizarse en el rango de los mamuts gigantes.

Los saurópodos más grandes tenían dientes y cabezas de diferentes formas y cuerpos de proporciones distintivas, lo que indica que estos dinosaurios herbívoros comían plantas diferentes y vivían en hábitats sutilmente diferentes. En otras palabras, al igual que los saurópodos en general, los saurópodos más corpulentos ocupaban nichos ecológicos algo diferentes entre sí.

El gran tamaño de los saurópodos más grandes conocidos plantea preguntas fascinantes sobre los límites de la evolución: ¿qué tamaño pueden alcanzar los animales en la tierra? ¿Y por qué no pueden ser más grandes que eso? Los estudios biomecánicos proporcionan algunas pistas. La movilidad disminuye a medida que los huesos de las extremidades aumentan de grosor para soportar el peso de un animal más grande, por lo que existe un límite superior en cuanto al grosor de los huesos de las extremidades sin dejar de soportar a un animal funcional. Desde una perspectiva física, la investigación realizada por Jyrki Hokkanen de la Universidad de Helsinki sugiere que el límite teórico de la masa corporal terrestre basado en la biomecánica está muy por encima de las 100 toneladas métricas. A lo largo de los años, informes turbios de algunos fósiles ahora perdidos han insinuado la existencia de saurópodos con masas mayores que esa. Pero el saurópodo definitivo más grande, el excepcional Argentinosaurus de 75 toneladas métricas, no se acerca a ese límite. Además de la biomecánica, factores como la disponibilidad de recursos y hábitat y la disipación de calor también limitan la masa corporal máxima de formas complejas e interactivas que son difíciles de predecir. Por ahora, todo lo que podemos decir es que los animales terrestres podrían llegar a ser al menos tan grandes como el Argentinosaurus y probablemente más grandes. Probablemente sea sólo cuestión de tiempo que se descubran saurópodos más grandes que el Argentinosaurus.

Para alcanzar sus tamaños récord, los saurópodos experimentaron un crecimiento récord. Tenían el mayor crecimiento que cualquier animal (en sentido absoluto), pasando por cuatro órdenes de magnitud en masa corporal. Tuvieron que crecer mucho no sólo porque el tamaño de su cuerpo adulto era enorme sino también porque comenzaron muy pequeños. Al igual que otros dinosaurios, incluidas las aves modernas, los saurópodos nacieron de huevos. Cuanto más grande es un huevo, más resistente debe ser la cáscara. Pero la evolución puede espesar y fortalecer la cáscara del huevo sólo hasta cierto punto porque la cáscara debe permitir el intercambio de gases y la eventual salida de la cría. Estas demandas restringen en gran medida el tamaño del huevo. Los huevos de saurópodos eran del tamaño de un melón o una pelota de baloncesto, más pequeños que los de las aves más grandes. Incluso un saurópodo de 30 metros de largo comenzó su vida con sólo uno o dos pies de largo. Por el contrario, los mamíferos placentarios, que dan a luz a crías vivas, tienen crías que al principio son relativamente grandes. Por ejemplo, las crías de ballena azul miden entre 20 y 25 pies de largo cuando nacen, por lo que deben aproximadamente cuadriplicar su longitud para alcanzar su tamaño adulto, una tarea modesta en comparación con el aumento de longitud de quizás 100 veces que se establece antes de que nazca un saurópodo recién nacido.

Los estudios de los huesos de varias especies de saurópodos han revelado cómo lograron este crecimiento. Así como los árboles contienen anillos que pueden contarse para determinar sus edades e historias de crecimiento, los huesos contienen anillos que registran la edad de un animal vertebrado y su ritmo y duración de crecimiento. Los vertebrados modernos exhiben una variedad de estrategias de crecimiento. Los reptiles, incluidos caimanes, lagartos y tortugas, crecen relativamente lentamente, mientras que los grandes mamíferos como la ballena azul crecen rápidamente. Si los saurópodos crecieran al ritmo relativamente lento que lo hacen los reptiles hoy en día, les habría llevado un siglo o más alcanzar sus inmensos tamaños. En cambio, como revelan los anillos de crecimiento, crecieron con una rapidez impresionante (a la par de las tasas de crecimiento observadas en muchos mamíferos grandes en la actualidad), alcanzando el tamaño adulto en 20 a 50 años.

Los saurópodos probablemente necesitaban crecer rápido porque, aunque los adultos pueden haber estado a salvo de los depredadores, las crías eran presas fáciles que tenían que competir con otros grupos de dinosaurios y animales por los recursos. A diferencia de los grandes mamíferos como las ballenas, que pasan años criando a cada cría, los saurópodos siguieron un enfoque de reproducción que primaba la cantidad sobre la calidad, produciendo muchos huevos y luego dejando que sus crías se las arreglaran solas. Los fósiles muestran que al menos algunos grupos de saurópodos anidaban en colonias y construían sus nidos bastante juntos (demasiado cerca para que un adulto pudiera pasar entre ellos), lo que habría impedido el cuidado de sus padres. Cuanto más rápido puedan crecer las crías, mayores serán sus probabilidades de sobrevivir a los depredadores.

Dicho esto, las tasas de crecimiento de los saurópodos variaron bastante de una especie a otra. A medida que los saurópodos evolucionaron inicialmente en tamaños más grandes, lo hicieron creciendo más rápido durante los pulsos de crecimiento anual y pausando el crecimiento durante las estaciones desfavorables, como lo hacen la mayoría de los animales. Los saurópodos posteriores parecen haberse adaptado aún más eliminando o minimizando las pausas estacionales y creciendo rápidamente a lo largo del año, según una investigación realizada por Cecilia Alpadetti de la Universidad Nacional de San Juan en Argentina y sus colegas. Migrar a zonas donde había alimentos disponibles durante todo el año podría haber facilitado este crecimiento sostenido. Un equipo de investigación del que formé parte demostró recientemente que algunos saurópodos probablemente migraron grandes distancias, por ejemplo desde la región de los Grandes Lagos hasta las Montañas Rocosas. La capacidad de seguir creciendo a lo largo del año puede haber sido una innovación clave, sostenida por grandes migraciones, que facilitó la aparición del gigantismo en los primeros saurópodos.

Apenas estamos comenzando a comprender por qué los saurópodos se hicieron tan grandes. La respuesta parece ser compleja, y no existe una única forma de explicar la existencia de todas las especies más grandes. Como todos los dinosaurios, los saurópodos exhibieron una combinación de características que se encuentran en los reptiles, aves y mamíferos actuales. Un gran equipo dirigido por un grupo de investigadores de la Universidad de Bonn en Alemania ha demostrado que algunos de los rasgos más "reptilianos" de los saurópodos son probablemente los que les permitieron convertirse en los animales más grandes que jamás hayan caminado sobre la tierra. Los saurópodos tenían dientes simples incapaces de masticar, lo que significaba que podían ingerir alimentos rápidamente y fermentarlos en sus intestinos, como lo demuestran sus voluminosas cajas torácicas. No masticar también significaba que no necesitaban músculos voluminosos en la mandíbula, por lo que sus cabezas podían permanecer pequeñas. Esa disposición, a su vez, permitió la evolución de un cuello más largo, lo que les permitió alcanzar amplias zonas de alimento sin moverse mucho, una forma de vida muy eficiente desde el punto de vista energético. Reproducirse poniendo huevos y sin cuidar a sus crías permitió a los saurópodos centrar su energía y recursos en el crecimiento.

Los saurópodos también desarrollaron de forma independiente un pulmón parecido al de un pájaro con sacos de aire en todo el cuerpo, lo que hizo que su respiración fuera más eficiente y sus cuerpos más livianos para su tamaño. Muchos saurópodos grandes tenían más del 10 por ciento de aire en su interior, en general.

Sus cuellos largos y cabezas pequeñas, la falta de cuidado de sus padres y sus cuerpos llenos de aire explican por qué los saurópodos son más grandes que otros animales terrestres en general. Pero estos rasgos no explican por qué 36 linajes dentro del grupo de los saurópodos superaron a los demás linajes para alcanzar proporciones verdaderamente épicas. Cada caso parece haber sido distinto: la presión de la depredación puede haber llevado a la evolución de mayores tasas de crecimiento en un caso, la abundancia de recursos podría haber permitido temporadas de crecimiento prolongadas en otro, y requerirá muchos más estudios para resolverlo.

Hay muchas cosas sobre los saurópodos que resultan impresionantes: traspasaron los límites de las posibilidades biológicas no una sino docenas de veces. Con un registro fósil en constante mejora, esperamos comprender pronto algunas de las presiones evolutivas que llevaron a los saurópodos a convertirse, una y otra vez, en los animales terrestres más grandes de todos los tiempos.

Este artículo se publicó originalmente con el título "Evolución de los Earth Shakers" en Scientific American 329, 2, 26-33 (septiembre de 2023).

doi:10.1038/scientificamerican0923-26

Triunfo de los titanes. Kristina A. Curry Rogers y Michael D. D'Emic; Mayo de 2012.

Michael D. D'Emic Es paleontólogo de la Universidad Adelphi. Estudia la evolución del crecimiento y el tamaño corporal de los dinosaurios. Crédito: Nick Higgins

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