Rivalizando con la evolución de las plumas en los dinosaurios, una de las transformaciones más extraordinarias en la historia de la vida fue la evolución de filas de barbas de placas flexibles con forma de pelo que las ballenas azules, las jorobadas y otros mamíferos marinos usan para filtrar presas relativamente pequeñas de tragos de agua oceánica. La estructura inusual permite a las criaturas más grandes del mundo consumir varias toneladas de alimentos cada día, sin masticar ni morder. Ahora, los científicos del Smithsonian han descubierto un importante eslabón intermedio en la evolución de esta innovadora estrategia de alimentación: una ballena antigua que no tenía dientes ni barbas.
En el Nov. número 29 de la revista Current Biology, científicos del Museo Nacional de Historia Natural del Smithsonian y colegas describen por primera vez a Maiabalaena nesbittae, una ballena que vivió hace unos 33 millones de años. Utilizando nuevos métodos para analizar fósiles descubiertos hace mucho tiempo que se encuentran en la colección nacional del Smithsonian, el equipo, que incluye científicos de la Universidad George Mason, Texas A&M University y el Museo Burke de Historia Natural y Cultura de Seattle (una filial del Smithsonian), ha determinado que esta ballena sin dientes de 15 pies probablemente no tenía barbas, mostrando un sorprendente paso intermedio entre las ballenas con barbas que viven hoy en día y sus antepasados con dientes.
«Cuando hablamos de la evolución de las ballenas, los libros de texto tienden a centrarse en las primeras etapas, cuando las ballenas pasaron de la tierra al mar», dijo Nicholas Pyenson, conservador de mamíferos marinos fósiles del Museo Nacional de Historia Natural. «Maiabalaena muestra que la segunda fase de la evolución de las ballenas es igual de importante para la evolución a gran escala. Por primera vez, ahora podemos determinar el origen de la alimentación por filtro, que es una de las principales innovaciones en la historia de las ballenas.»
Cuando las ballenas evolucionaron por primera vez, usaban dientes para masticar su comida, al igual que sus antepasados terrestres. Con el paso del tiempo, muchos descendientes de estas primeras ballenas continuaron masticando su comida, heredando este rasgo de sus predecesores. Pero a medida que los océanos a su alrededor cambiaron y los animales evolucionaron, surgieron estrategias de alimentación completamente nuevas, incluida la alimentación con filtro de barbas, dice Carlos Mauricio Peredo, becario predoctoral del Museo Nacional de Historia Natural, el autor principal del estudio que analizó los fósiles de Maiabalaena.
Las ballenas fueron los primeros mamíferos en desarrollar barbas, y ningún otro mamífero utiliza una estructura anatómica ni remotamente similar para consumir a sus presas. Pero, de manera frustrante, las barbas, cuya composición química se parece más a la del cabello o las uñas que a la de los huesos, no se conservan bien. Rara vez se encuentra en el registro fósil, dejando a los paleontólogos sin evidencia directa de su pasado u orígenes. En cambio, los científicos han tenido que depender de inferencias de fósiles y estudios del desarrollo fetal de ballenas en el útero para reunir pistas sobre cómo evolucionaron las barbas.
Como resultado, no ha quedado claro si, a medida que evolucionaron, las ballenas barbadas tempranas conservaron los dientes de sus antepasados hasta que se estableció un sistema de alimentación por filtro. Una suposición inicial temprana, dijo Peredo, fue que los mamíferos que habitan en el océano deben haber necesitado dientes o barbas para comer, pero varias ballenas vivas contradicen esa idea. Los cachalotes tienen dientes en la mandíbula inferior, pero ninguno en la parte superior, por lo que no pueden morder ni masticar. Los únicos dientes de los narvales son sus colmillos largos, que no usan para alimentarse. Y algunas especies de ballenas de pico, a pesar de estar clasificadas como ballenas dentadas, no tienen dientes en absoluto.
Debido a su edad, dijo Peredo, los paleontólogos sospecharon que Maiabalaena podría tener pistas importantes sobre la evolución de bareen. El fósil proviene de un período de cambio geológico masivo durante la segunda fase principal de la evolución de las ballenas, alrededor del tiempo en que la época del Eoceno estaba en transición al Oligoceno. Con los continentes cambiando y separándose, las corrientes oceánicas se arremolinaban alrededor de la Antártida por primera vez, enfriando significativamente las aguas. El registro fósil indica que los estilos de alimentación de las ballenas divergieron rápidamente durante este período de tiempo, con un grupo que conduce a las ballenas que se alimentan con filtros de hoy y el otro que conduce a las que se ecolocalizan.
En consecuencia, Maiabalaena había recibido mucho escrutinio desde su descubrimiento en Oregón en la década de 1970, pero la matriz de roca y el material en el que se recolectó el fósil aún ocultaban muchas de sus características. No fue hasta que Peredo finalmente limpió el fósil y luego lo examinó con tecnología de exploración por TAC de última generación que sus características más llamativas se hicieron claras. La falta de dientes de Maiabalaena era evidente por el hueso preservado, pero las tomografías computarizadas, que revelaron la anatomía interna del fósil, le dijeron a los científicos algo nuevo: La mandíbula superior de Maiabalaena era delgada y estrecha, por lo que era una superficie inadecuada para suspender las barbas.
«Una ballena con barbas viva tiene un techo grande y ancho en su boca, y también está engrosada para crear sitios de apego para la barbas», dijo Peredo. «Maiabalaena no. Podemos decirles de manera bastante concluyente que esta especie fósil no tenía dientes, y es más probable que tampoco tuviera barbas.»
Mientras que Maiabalaena no habría sido capaz de masticar o filtrar el alimento, los accesorios musculares en los huesos de su garganta indican que probablemente tenía mejillas fuertes y una lengua retráctil. Estos rasgos le habrían permitido succionar agua en su boca, tomando peces y pequeños calamares en el proceso. La capacidad de succión de la alimentación habría hecho innecesarios los dientes, cuyo desarrollo requiere mucha energía para crecer. La pérdida de dientes, entonces, parece haber establecido la etapa evolutiva de la barbas, que los científicos estiman que surgió entre 5 y 7 millones de años más tarde.
Peredo y Pyenson consideran que el estudio de la evolución de las ballenas es clave para comprender su supervivencia en los océanos que cambian rápidamente en la actualidad. Al igual que la aparición de barbas, la pérdida de dientes en las ballenas es evidencia de adaptabilidad, lo que sugiere que las ballenas podrían ser capaces de adaptarse a los desafíos que se plantean en el océano hoy en día. Aún así, advierte Peredo, el cambio evolutivo puede ser lento para las ballenas más grandes, que tienen una larga vida útil y tardan mucho tiempo en reproducirse.
«Dada la escala y la velocidad de los cambios en el océano hoy en día, no sabemos exactamente lo que eso significará para todas las diferentes especies de ballenas que se alimentan de filtros», dijo. «Sabemos que han cambiado en el pasado. Es solo cuestión de si pueden mantenerse al día con lo que hacen los océanos, y estamos cambiando los océanos bastante rápido en este momento.»
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