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Los primeros mamíferos

El origen de la endotermia a la sombra de los dinosaurios

Podríamos pensar que los mamíferos aparecieron en la Tierra tras la extinción de los dinosaurios, hace 66 millones de años (Ma). Nada más lejos de la realidad pues, durante este evento, los “mamíferos” ya contaban con más de 200 Ma de evolución. La progresiva incorporación de nuevas características (actualmente consideradas propias de los mamíferos) en un grupo de reptiles, terminó ocasionando su éxito en un nicho no ocupado. Tras la extinción masiva de finales del Cretácico simplemente incrementaron el tamaño de su cuerpo lo que, curiosamente, no fue inicialmente acompañado por un incremento en el tamaño de su cerebro.

Cuando sucedió

No podemos responder claramente cuándo un reptil llegó a ser un mamífero. Algunos reptiles fueron adquiriendo gradualmente nuevos caracteres que actualmente atribuimos a los mamíferos. Hay que remontarse unos 290 millones de años (Ma), en el periodo Pérmico, para entender los orígenes de los mamíferos (Figura 1). En el Triásico Medio, hace unos 240 Ma, podríamos tener algunos mamíferos, aunque hay que esperar al Triásico Superior para reconocer los primeros “mamíferos verdaderos”. Se trata de un grupo que, sorprendentemente, ya estaba claramente establecido durante el Jurásico, por lo que vivió entre los dinosaurios. 

Figura 1. Árbol filogenético con los principales clados de Amniota a lo largo del tiempo geológico. Tomado de ROWE (2017), basado en DINGUS y ROWE (1998).

Qué sucedió

Resulta realmente sorprendente comprobar que los primeros mamíferos derivaron de los reptiles. Así, un grupo o linaje de reptiles mamiferoides, dentro de los sinápsidos, surgió y, durante 100 Ma, fue desarrollando nuevos caracteres que actualmente conservan los mamíferos. Entre estos reptiles existían grupos de todo tipo de tamaño, carnívoros y herbívoros. 

Los sinápsidos fueron, por tanto, los reptiles en los que se manifiestan las primeras evidencias hacia los mamíferos. Dentro de ellos, los terápsidos, de amplia distribución en el globo durante unos 80 Ma, fueron los antecesores directos de los mamíferos. A su vez, dentro de los terápsidos, los cinodontes (Cynodontia) (dentro de ellos un linaje de pequeños carnívoros) fueron los reptiles que más rasgos mamiferoides presentaban y, de hecho, se piensa que los mamíferos surgieron de un grupo de ellos.

Morganucodon es el mejor representante de los mamíferos ancestrales (Figura 2). Básicamente reúne una serie de refinamientos morfológicos que tuvieron su origen en los cinodontes. Por ejemplo, Morganucodon ya presenta el dentario con un cóndilo en forma de bola que se articula con una cavidad glenoidea bien definida en el escamoso. Además, en la pata trasera se produce la superposición del astrágalo sobre el calcáneo. Durante el Mesozoico, a lo largo de más de 140 Ma (Jurásico y Cretácico), se produjo la radiación en numerosos subgrupos desde el primer mamífero triásico. La dentición evolucionó con importantes novedades; sin embargo, el tamaño corporal seguía siendo el de un animal pequeño. Tras la extinción de finales del Cretácico se produjo la gran radiación de los placentarios.


Supervivientes de un grupo muy diverso


La gran diversidad de mamíferos que existió a lo largo del tiempo geológico actualmente solo se manifiesta por la existencia de tres linajes: los monotremas, los marsupiales y los placentarios.

Los monotremas (ornitorrincos, equidnas) son los mamíferos actuales más primitivos. Estos curiosos animales todavía ponen huevos, aunque amamantan a sus crías con leche que exuda de su piel.

Los marsupiales paren a las crías en una fase temprana de su desarrollo y muchas de ellas se terminan de desarrollar gracias a la presencia de una “bolsa” en el cuerpo.

Los placentarios paren a las crías en una fase más avanzada de su desarrollo, con las crías de algunas especies perfectamente activas y en alerta desde el momento del nacimiento. Constituyen el grupo con mamíferos actuales más extenso.  



El conjunto de caracteres que ofrecieron ciertas ventajas a un grupo de reptiles para llegar a constituir a los mamíferos son: poseer una velocidad metabólica alta, mantener sus cuerpos a una temperatura constante (usando su piel para mantenerse calientes) y moverse eficazmente con las extremidades colocadas bajo el cuerpo. Sin embargo, además de todo esto, lo más importante es que los embriones de mamíferos verdaderos se desarrollan dentro de la madre, nacen en un estado avanzado y son amamantados con leche.

Uno de los rasgos distintivos de los mamíferos es la presencia de pelo. Los pelos de los mamíferos surgen del interior de pequeñas fosas en la piel denominadas folículos, generalmente asociadas a glándulas que secretan grasa para protegerlos. Existen distintos tipos de pelos (variables en forma y tamaño), asociados a distintas funciones en base a su posición en el cuerpo. Algunos, muy llamativos, son las vibrisas o bigotes, que suelen ser rígidos y largos. 

Sin embargo, solo hay una característica que es totalmente única de todos los mamíferos: la posesión de glándulas productoras de leche especializada o glándulas mamarias, que tienen la capacidad de alimentar a las crías.

Otro rasgo adaptativo muy importante en los mamíferos es la audición. Sin embargo, la aparición de las orejas o pabellones auditivos, presentes en la mayoría de los mamíferos actuales, debió surgir con posterioridad ya que se encuentra ausente en los monotremas.

Sabías que ...

Por sorprendente que parezca, los pequeños huesos del oído medio de los mamíferos (martillo, yunque y estribo) se encuentran relacionados con la evolución de los mismos desde las formas reptilianas. El martillo, encargado de transmitir el sonido desde el tímpano al oído interno, deriva de uno de los huesos de la mandíbula de los reptiles, el hueso articular. Por su parte, el yunque deriva del hueso cuadrado, presente en el maxilar superior de los reptiles. Finalmente, el estribo es un hueso que compartimos más ampliamente con todos los tetrápodos.

Figura 2. Cráneo y dentición de Morganucodon. En la parte superior, con tan solo 2.6 cm de longitud podemos ver la vista dorsal y ventral del cráneo de este pequeño mamífero. En la imagen inferior se observa la hemimandíbula en vista lateral. Tomado de KEMP, T.S. (2005), originales publicados por KERMACK et al., 1973 y KERMACK et al., 1982.

Por qué sucedió

Tratar de explicar el porqué de un proceso evolutivo, como la aparición de los primeros mamíferos, puede implicar realizar un repaso a las diferentes teorías de la evolución y, aun así, contar con el papel del puro azar. Es lógico pensar que algunas de las innovaciones que surgieron en los primeros mamíferos les permitieran subsistir en un ambiente hostil en el que dinosaurios y reptiles dominaban. 

El porqué del éxito de los primeros mamíferos, situación que posiblemente les ha permitido llegar hasta nuestros días, podría relacionarse con la endotermia, la capacidad de mantener una temperatura corporal constante independientemente de la temperatura ambiental. Durante el Mesozoico existía un nicho por explotar ecológicamente. La vida nocturna y la dieta insectívora favorecía que algunos grupos de reptiles probaran a explotar este espacio. Este hecho pudo suponer ciertas ventajas como la búsqueda de alimento por las noches, momento en los que otros grupos eran menos activos. Aquellas adaptaciones que pudieran permitir, de alguna forma, la utilización de este nicho habrían sido ventajosas, favoreciéndose su selección. La aparición del pelo, por ejemplo, pudo contribuir a mantener el calor corporal, existiendo evidencias de pelo en los cinodontes del Triásico.

Cómo lo sabemos

El conocimiento del origen y la evolución temprana de los primeros mamíferos ha experimentado un gran desarrollo gracias a los nuevos hallazgos de fósiles que, por todo el mundo, se están produciendo desde principios del siglo XXI (fig. 3m). Todo el conocimiento científico de este grupo y su evolución depende, especialmente, de la existencia de yacimientos de preservación excepcional (conocidos como Konservat-lagerstätte). Estos son extremadamente importantes ya que los cuerpos de los animales suelen aparecer completos y con gran parte de los detalles de pelo, piel o partes blandas.

Desde su descubrimiento, Morganucodon es el taxón sobre el que hay un mayor acuerdo sobre su atribución a los verdaderos mamíferos. Sin embargo, poco podemos saber del origen de los mamíferos estudiando solo el registro de los primeros mamíferos. Así, por ejemplo, los restos fósiles de Rio Grande del Sur, del Triásico Superior de Sudamérica, son fundamentales en el estudio del origen de los primeros mamíferos desde grupos de reptiles cinodontes.

Figura 3. Evolución del grado de conocimiento científico de nuevos géneros de mamíferos mesozoicos. Tomado de LUO (2007) en Nature Reviews.