¿De qué color eran los dinosaurios? Museos, películas y pinturas nos dan una imagen vibrante de lagartos gigantes en verdes brillantes, amarillos, púrpuras y azules. Pero, la verdad es que el color de los dinosaurios es un misterio. Paleontólogos como Julia Clarke de la Universidad de Texas en Austin y otros están tratando de resolver este misterio utilizando uno de los pigmentos de color natural más comunes en el mundo: la melanina.
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En un estudio reciente en Nature, Clarke y sus colegas sugieren que los dinosaurios emplumados inyectaron una gama de colores, al menos el color que proviene de la melanina, en el mundo antiguo. Los investigadores piensan que la aparición de esta variedad de color en el plumaje de dinosaurios fue un efecto secundario de un cambio en la forma en que los antiguos animales almacenaban y usaban energía. Los hallazgos tienen implicaciones sobre cómo los paleontólogos reconstruyen el aspecto de estos y otros dinosaurios.
La melanina es responsable de la coloración de la piel más oscura en humanos, manchas o rayas más oscuras en lagartos y colores de plumas más oscuros en las aves. Pequeños paquetes dentro de nuestras células llamados melanosomas contienen melanina. En humanos y aves, la forma de estos melanosomas corresponde a diferentes formas químicas de melanina y, por lo tanto, a diferentes colores. Por ejemplo, los tonos rojos provienen de melanosomas redondos, y los tonos grises provienen de melanosomas largos y delgados. Los melanosomas vienen en una amplia variedad de formas y tamaños, y corresponden a una variedad más amplia de colores.
Los melanosomas multisapados que se encuentran en las aves llevaron a los científicos, en particular a los paleontólogos, a preguntarse si se encuentran melanosomas similares en aves antiguas y dinosaurios emplumados, los antepasados de las aves modernas. Afortunadamente, algunos hallazgos fósiles incluyen plumas fosilizadas y , con un microscopio de alta potencia, los científicos pueden ver estructuras de melanosomas preservadas en estos plumajes petrificados.
Sin un espécimen moderno con el que comparar fósiles, los científicos usan las formas de melanosomas en las aves modernas para dar pistas sobre qué colores podría haber lucido un dinosaurio emplumado particular o un ave extinta. "Esto es como un juego de herramientas para nosotros", explica Clark. Con esta técnica, Clarke y sus colegas de la Universidad de Akron en Ohio y la Universidad de Geociencias de China han relacionado las formas de los melanosomas en los fósiles con los tonos rojos, grises, negros o iridiscentes en las antiguas aves fosilizadas y dinosaurios emplumados.
Pero el equipo de Clarke sabía que los melanosomas fosilizados tenían más que revelar. Los científicos no habían mirado el color de la melanina en nada más allá de un pocos mamíferos, pájaros y dinosaurios emplumados, los investigadores Quería ver si las formas de melanosomas en todo el espectro del reino animal, extinto y vivo, podrían arrojar luz cuando las formas de los paquetes de pigmentos evolucionaron para exhibir tal variedad. Identificar este momento les daría una fuerte evidencia de cuándo los dinosaurios evolucionaron en diferentes colores.
Los melanosomas de un dinosaurio cubierto de pelusa fosilizado llamado Beipiaosaurus no muestran mucha variedad de formas, mientras que un pájaro fosilizado muestra melanosomas flacos asociados con colores grises vistos en mamíferos y pájaros vivos. (Imagen: Clarke et al.) El equipo comenzó tomando muestras de pelo, piel y plumas de 181 mamíferos, tortugas, lagartos, cocodrilos y pájaros vivos. En China, examinaron fósiles de 13 lagartos, tortugas, dinosaurios y reptiles voladores llamados pterosaurios, todos de los períodos Cretácico y Jurásico, hace unos 200 a 66 millones de años. Las muestras fosilizadas iban desde plumas preservadas hasta parches de piel y filamentos difusos de animales que lucían púas que no eran del todo plumas.
Los investigadores luego utilizaron un microscopio electrónico de barrido para visualizar los melanosomas en estas estructuras antiguas. Observaron de qué tipo de cuerpo cubría los melanosomas de cada muestra (extinta y viva) de la que provenían (piel, cabello, pelusa o plumas) y midieron las diferencias en sus formas entre diferentes linajes de animales: aves, mamíferos y reptiles.
"Si observas lagartijas, tortugas y cocodrilos vivos, hay una gama muy pequeña de formas melanosómicas", dice Clarke. "Es posible que tengas melanosomas de formas muy similares, solo muy sutiles en un lagarto de tonos marrones versus uno negro versus uno gris". Y, no había cambiado mucho de las tortugas y lagartos antiguos a los modernos: los menalosomas en restos de lagartos y tortugas fosilizados También se parecen demasiado y no se pueden usar para predecir de qué color podrían haber sido los animales.
Sin embargo, los dinosaurios emplumados, específicamente los primeros dinosaurios maniraptor que aparecieron en la Tierra hace unos 150 millones de años y finalmente se convirtieron en pájaros, tenían la mayor diversidad de formas melanosómicas. Curiosamente, los dinosaurios difusos, aquellos con filamentos puntiagudos y protoplumas, precedieron evolutivamente a sus hermanos emplumados, pero tampoco muestran diversidad de formas de melanosomas. "Solo con el origen de las plumas ves una gran explosión en la diversidad de formas melanosómicas", dice Clarke.
Una explosión en la diversidad de color de melanina probablemente vino con este rango en forma de melanosoma. Eso no significa que los antiguos lagartos, tortugas y dinosaurios con escamas o simplemente filamentos no eran coloridos. Es posible que simplemente hayan confiado en diferentes pigmentos para su color, explica Clark.
Extrañamente, el pelo de los mamíferos y las plumas modernas de los pájaros comparten esta diversidad en forma de melanosoma, a pesar del hecho que son familias de animales totalmente ajenas . A nivel molecular, los mamíferos y las aves incluso producen colores a base de melanina de maneras totalmente diferentes. Sin embargo, parece que cada uno de ellos desarrolló independientemente esta diversidad de melanosomas.
Pero, ¿por qué los melanosomas desarrollarían diferentes formas en dinosaurios emplumados y no antes? Clarke y sus colegas sugieren que, al menos en los dinosaurios emplumados, la variedad de formas de melanosomas puede tener algo que ver con la fisiología de las criaturas. Para obtener pistas sobre qué puede ser ese algo, Clarke recurre nuevamente a la relación ancestral entre los dinosaurios emplumados y las aves.
Los científicos han observado una conexión genética entre cómo se hacen los melanosomas y cómo las aves regulan la energía, en particular, algunos genes que determinan la forma de los melanosomas también están involucrados en el almacenamiento de grasa en los pollos. En base a esto, los investigadores piensan que un cambio genético relacionado con la forma en que los dinosaurios emplumados regulaban la energía en sus cuerpos podría haber provocado un cambio en la forma en que producían melanina.
Si es cierto, este sería un buen ejemplo de pleiotropía, donde un conjunto de genes puede influir en rasgos aparentemente no relacionados, un fenómeno que es bastante común en el mundo biológico. Por ahora, sin embargo, estamos un paso más cerca de comprender las reglas que rigen la complexión de un dinosaurio.
