Las proporciones de las extremidades predicen los hábitos acuáticos y las aletas de tejido blando en los amniotas extintos.
En la mayoría de los relatos, la historia de la evolución es la historia de organismos que emergen del océano y, finalmente, pueblan la tierra. Pero para algunas especies, esa evolución también implicó un viaje de regreso.
Decenas de importantes grupos de mamíferos y reptiles finalmente regresaron a las playas y al agua. Un nuevo estudio de Yale se ha propuesto explicar cuándo y cómo sucedió esto, y qué especies se readaptaron por completo a la vida acuática.
"Estos grupos secundariamente acuáticos se adaptaron de maneras sorprendentemente similares a su nuevo hogar acuático: desarrollaron aletas y una serie de otras características que los convirtieron en mejores nadadores", dijo el autor principal Caleb Gordon, quien obtuvo su doctorado como estudiante en la Escuela de Graduados de Artes y Ciencias (GSAS) de Yale a principios de este año y ahora es investigador postdoctoral en el Museo de Historia Natural de Florida.
"Como resultado, se han convertido en ejemplos de libro de texto de evolución convergente, que pueden decirnos mucho sobre los procesos que impulsan y limitan el cambio adaptativo en respuesta a señales ambientales similares".
Para el estudio, los investigadores analizaron cientos de especímenes de la colección del Museo Peabody de Yale y docenas de otras instituciones de todo el mundo, tomando nuevas medidas (más de 11.000), fotografías y tomografías computarizadas. El equipo también utilizó métodos paleontológicos clásicos, algoritmos de aprendizaje automático filogenéticos e incluso estadísticas navales de la época de la Segunda Guerra Mundial, todo ello para reconstruir una de las transiciones evolutivas más significativas de la historia natural.
"Reconstruir la vida de formas de vida extintas de una manera científicamente rigurosa, en contraposición a simplemente contar historias, es una tarea precisa y delicada", dijo Bhart-Anjan Bhullar, profesor asociado de ciencias de la Tierra y planetarias en la Facultad de Artes y Ciencias (FAS) de Yale, curador asociado de paleontología de vertebrados y zoología de vertebrados en el Museo Peabody y autor principal del nuevo estudio.
"Esto requiere una cuidadosa integración de datos de organismos modernos, cuyo conocimiento es necesariamente mucho más profundo, y del conocimiento de la genealogía de estos organismos vivos en relación con las formas fósiles", afirmó. "El trabajo de Caleb logra todo esto y mucho más, y a una escala evolutiva enorme".
Imagen: El nuevo método utiliza modelos de aprendizaje automático, entrenados con especies modernas, para predecir los hábitos acuáticos y las adaptaciones de tejidos blandos asociadas de especies extintas antiguas. Crédito: Current Biology (2025). DOI: 10.1016/j.cub.2025.10.068. https://www.cell.com/current-biology/fulltext/S0960-9822(25)01449-6
La falta de una explicación sólida y completa sobre cuándo los distintos grupos de animales volvieron plenamente al agua ha dividido a la comunidad científica durante años. Los investigadores tuvieron que basarse en sus propias interpretaciones de muestras fósiles fragmentarias que presentaban relaciones inciertas entre sí; algunas características sugerían que los animales vivían en tierra firme y otras que vivían en el agua.
"En estos casos, los paleontólogos a menudo se encuentran con un obstáculo, ya que las diferentes líneas de evidencia no coinciden en cómo era el animal antiguo", dijo Gordon.
Para ayudar a resolver este desafío, desarrolló un método que utilizaba modelos de aprendizaje automático simples pero potentes, entrenados con especies modernas, para predecir los hábitos acuáticos y las adaptaciones de tejidos blandos asociadas de antiguas especies extintas con ecologías históricamente controvertidas.
Por ejemplo, los investigadores pudieron aportar su opinión sobre la controversia que rodea al Spinosaurus, el antiguo dinosaurio de inciertos hábitos acuáticos que ha sido objeto de intensos debates entre los paleontólogos. El Spinosaurus vivió hace aproximadamente entre 113 y 94 millones de años en lo que hoy es el norte de África.
Un conjunto de pruebas sugiere que el Spinosaurus buceaba con frecuencia y cazaba presas bajo el agua, como una foca o un pingüino; otro conjunto de pruebas sugiere que el Spinosaurus caminaba y buscaba alimento cerca de la orilla del agua, como una garza actual.
"Nuestros resultados arrojan nueva luz sobre cuánto tiempo pasaba sumergido el Spinosaurus, lo que podría respaldar la teoría de que cazaba bajo el agua", dijo Gordon. "Hemos constatado con seguridad que el Spinosaurus tenía hábitos altamente acuáticos, lo que indica que pasaba la mayor parte del tiempo sumergido en el agua".
Imagen: El paleontólogo Caleb Gordon toma medidas de huesos de tortugas antiguas en el Museo Peabody de Yale. Crédito: Museo Peabody de Yale
Por el contrario, los investigadores no observaron hábitos altamente o totalmente acuáticos en los mesosaurios, un grupo de pequeños reptiles marinos que vivieron hace entre 290 y 274 millones de años en lo que hoy es Sudáfrica y el este de Sudamérica. Aunque los mesosaurios daban a luz crías vivas, lo que ha sugerido a algunos científicos que llevaban una vida completamente acuática, Gordon dijo que las proporciones de sus extremidades apuntan a un estilo de vida semiterrestre.
"Pasaban mucho tiempo en tierra, como un caimán o un ornitorrinco actual", dijo Gordon. "Los mesosaurios no abandonaron completamente la tierra".
El equipo de investigación pudo establecer que todos los reptiles marinos del Paleozoico (todos los reptiles marinos que existieron antes de la aparición de los dinosaurios) regresaban regularmente a tierra firme y llevaban, como máximo, un estilo de vida anfibio.
El equipo también logró predecir con más del 90 % de precisión si un animal tenía aletas de tejido blando y hábitos acuáticos, ya fueran predominantemente o totalmente acuáticos, basándose en las proporciones de sus extremidades anteriores.
Los investigadores también adaptaron una técnica de la década de 1940 para su nuevo método.
Imagen: Gordon y sus colegas analizaron cientos de especímenes de la colección del Museo Peabody de Yale y de docenas de otras instituciones de todo el mundo.
"Caleb resucitó una técnica estadística de una era pasada", dijo el coautor Jacques Gauthier, profesor de ciencias de la Tierra y planetarias en Yale y curador encargado de paleontología de vertebrados en el Museo Peabody. "Se desarrolló durante la Segunda Guerra Mundial para estimar la probabilidad de que un punto que se aproximaba en la pantalla del radar fuera un avión enemigo. Caleb lo utilizó ingeniosamente para determinar si un animal extinto tenía extremidades modificadas para nadar".
Los investigadores afirman que el nuevo método también podría aplicarse a otras transiciones evolutivas, como la capacidad de caminar sobre dos piernas en los ancestros humanos y la capacidad de volar en los ancestros dinosaurios de las aves.
"De la gran mayoría de los animales vertebrados que han vivido en la Tierra, solo nos quedan los huesos", dijo Bhullar.
"Deseamos saber muchísimo sobre estas criaturas y la sucesión de mundos perdidos que habitaron, pero contamos con muy poca información para fundamentar nuestras conclusiones. A partir de restos óseos, se ha intentado discernir hábitos de vida, generalmente argumentando en base a un conjunto de características preferido u otro. El método de Caleb elimina la subjetividad de este proceso y permite que los datos hablen por sí mismos".
El estudio se publica en la revista Current Biology: Limb proportions predict aquatic habits and soft-tissue flippers in extinct amniotes
