updated 1:55 AM CET, Dec 5, 2016

¿En qué se parecen un pelícano y una ballena?

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ballenas jorobadas alimentándose

Hay algo que une a los dos, la gran bolsa expansible con que recogen masas de peces pequeños

La forma en que se alimentan los pelícanos y muchas ballenas se llama "inmersión"

Pelícanos y ballenas no son parientes especialmente cercanos. Pero están estrechamente relacionados con el Tyrannosaurus rex, ya que descienden de él tanto el uno como el otro. Los vuelos especializados de los dinosaurios y los altamente modificados artiodáctilos acuáticos (que hace tiempo perdieron sus pezuñas) compartieron un ancestro común con más de 306 millones de años, una criatura con forma de lagarto. Pero hay algo que une a los dos, pelícanos y ballenas, juntándolos en un grupo no natural de depredadores - una gran bolsa expansible adecuada para recoger masas de peces pequeños retorciéndose.

La forma en que se alimentan los pelícanos y muchas ballenas se llama "inmersión". Es exactamente lo que suena. Estos depredadores abren sus fauces envolviendo a masas de pequeñas presas, y los dos linajes comparten un marco similar de carne y hueso adaptado a este método. Las ballenas con las barbas y los pelícanos, tienen enormes fauces - los dientes están en sus mandíbulas inferiores en forma de U, y suelen medir alrededor de un cuarto de la longitud de su cuerpo - y poseen una bolsa extensible de tejido blando colgando de sus mandíbulas. (La terminología de esta trampa carnosa difiere. Las ballenas tienen una bolsa plegada llamada "surco o pliege ventral de grasa", mientras que la estructura correspondiente de los pelícanos se llama el "saco gular"). Estas similitudes estructurales son inmediatamente obvias y son un ejemplo de evolución convergente - dos linajes lejanamente relacionados con una adaptación de la misma forma debido a un aspecto compartido de su historia natural. Pero ¿hasta dónde llega la profundidad de estas semejanzas?

De acuerdo con un artículo publicado en Anatomical Record por el anatomista Daniel Field y sus colegas, la correspondencia entre la bolsa en la boca de las aves y los mamíferos se extiende a la estructura de sus huesos. Todo se reduce a una cuestión de flexión. Imagina que una ballena se dirige hacia un banco de peces pequeños a alta velocidad. Cuando esa ballena abre la boca ridículamente grande, la carne ampliable de la mandíbula inferior va a coger un gran volumen de agua y por lo tanto mueve hacia abajo y hacia atrás la mandíbula. (Piensa en tratar de tirar de una bolsa de plástico vacía en el agua). No es de extrañar, entonces, que un estudio de 2010 de algunos de los mismos autores encontrara que la densidad y la forma de las mandíbulas de las ballenas barbadas están especializadas para resistir las presiones ejercidas por este tipo de alimentación. Como los pelícanos tratan de engullir peces de la misma manera, Field y los co-autores esperaban encontrar el mismo principio para las aves.

pelícano blanco (Pelecanus onocrotalus)Los investigadores realizaron escáneres CT de las mandíbulas de las ballenas jorobadas y minke, así como de un pelícano blanco, un pelícano marrón y un cormorán de doble cresta (otra ave que se alimenta de peces con un método diferente de pesca). Las mandíbulas se estudiaron tanto en términos de su estructura interna y de sus propiedades mecánicas - específicamente qué tan rígidas son las mandíbulas y si son diferentes o son igualmente resistentes a la flexión durante la clase de tensión creada por la alimentación de inmersión.

Sobre la base de sus pruebas, Field y sus colaboradores sugieren que las mandíbulas del pelícano se han modificado evolutivamente de la misma manera general como las de las ballenas. La alimentación de inmersión requiere una mandíbula robusta. Sin embargo, las adaptaciones mecánicas no eran exactamente iguales en las dos especies estudiadas de pelícano. Las mandíbulas del pelícano blanco no eran tan resistentes al estrés como las de el pelícano pardo, y la razón puede que tenga que ver con las diferencias en la forma en que estos pájaros van en busca de peces. Mientras que los pelícanos blancos a menudo se alimentan en la superficie, el marrón bucea en busca de peces y los pelícanos abren la boca bajo el agua cuando todavía están en rápido movimiento. Las mandíbulas rígidas de los pelícanos marrones pueden ser el resultado de esta disparidad de enfoques. Aún así, la anatomía y la mecánica de las mandíbulas de los pelícanos se correspondían más con las mandíbulas de ballena que con la mandíbula del cormorán de doble cresta. Esto significa que las características mecánicas especializadas en los pelícanos realmente parecen ser adaptaciones convergentes para envolver la presa y no son rasgos comunes heredados por todas las aves que se alimentan de peces.

El nuevo estudio se centró exclusivamente en las especies modernas, pero la pregunta es si el mismo enfoque puede ayudar a precisar  cuando ha evolucionado en el tiempo la alimentación por inmersión. Unos fósiles de pelícano descubiertos recientemente han demostrado que la forma general de la mandíbula del pelícano se ha desarrollado desde cerca de 30 millones de años y ha permanecido sin modificar desde entonces. La gran mandíbula de las ballenas también ha evolucionado alrededor de ese mismo tiempo. Mientras que al principio había ballenas - técnicamente llamadas misticetos - que todavía tenía dientes, las formas de hace aproximadamente 30 millones de años del Aetiocetus tenían cabezas alargadas y llevaban una combinación de dientes prominentes y mechones de barbas. Nadie sabe realmente cómo se alimentaban aquellas ballenas con una combinación de dientes con barbas, ni nadie sabe si los pelícanos fósiles recogían sus presas al igual que sus homólogos modernos, pero tal vez los métodos empleados por Field y los co-autores se podrían aplicar a las formas prehistóricas para detectar cuando estos dos linajes empezaron a envolver sus presas con el "paracaídas ampliable" de carne cosida a las mandíbulas con forma de arco. Si queremos entender cómo ha evolucionado esta espectacular y especializada técnica, no debemos tener reparos en buscarla en las bocas de los antiguos cetáceos y pelícanos prehistóricos.

Referencias:

Field, D., Campbell-Malone, R., Goldbogen, J., & Shadwick, R. (2010). Quantitative Computed Tomography of Humpback Whale (Megaptera novaeangliae) Mandibles: Mechanical Implications for Rorqual Lunge-Feeding The Anatomical Record: Advances in Integrative Anatomy and Evolutionary Biology, 293 (7), 1240-1247 DOI: 10.1002/ar.21165

Field, D., Lin, S., Ben-Zvi, M., Goldbogen, J., & Shadwick, R. (2011). Convergent Evolution Driven by Similar Feeding Mechanics in Balaenopterid Whales and Pelicans The Anatomical Record: Advances in Integrative Anatomy and Evolutionary Biology, 294 (8), 1273-1282 DOI: 10.1002/ar.21406