• Investigadores de las universidades Autónoma y Complutense de Madrid señalan patrones compartidos y determinan que el desarrollo embrionario influye más que el vuelo en esa evolución
• Estos resultados ponen a prueba la hipótesis de que las alas se comportaban como una estructura modular, resultado de una evolución independiente, desacoplada de las extremidades posteriores, y que esto sucedía específicamente en aves

UCC-UCM, 13 de mayo de 2025. La perspectiva funcional y adaptativa impuesta por el origen del vuelo ha predominado en las hipótesis que se planteaban sobre la evolución esquelética de las aves dentro de los dinosaurios. Un estudio liderado por investigadores de la Universidad Autónoma de Madrid (UAM) y la Universidad Complutense de Madrid (UCM), pone a prueba esta hipótesis y una nueva perspectiva basada en el desarrollo embrionario.

Estos hallazgos, publicados en la revista Biology Letters, cuestionan que las alas hayan evolucionado como estructuras completamente independientes de las extremidades posteriores por las presiones selectivas del vuelo.

Aunque esas presiones son importantes, las restricciones impuestas por el desarrollo embrionario juegan un papel clave: alas y patas comparten un origen común desde el embrión, lo que limita cuánto puede diferenciarse anatómicamente una sin afectar la evolución de la otra. Así, las aves modernas, aunque han transformado su locomoción para conquistar el aire, son herederas de la historia de sus ancestros dinosaurios y siguen estando marcadas por la huella que estos dejaron en su cuerpo, moldeada por las mismas reglas fundamentales del desarrollo.

“El origen del vuelo a partir de una locomoción terrestre ha sido uno de los capítulos más discutidos en la investigación paleontológica que trata de comprender el origen de las aves dentro de los dinosaurios”, indica Sergio M. Nebreda, autor principal del trabajo e investigador posdoctoral en el Centro para la Integración en Paleobiología de la UAM y en el Museo de Historia Natural de Los Ángeles.

Una evolución integrada sin importar locomoción

Históricamente ha predominado la visión de los “módulos locomotores”, que propone que el origen de las aves coincidió con que las extremidades comenzaron a comportarse como módulos independientes dentro de un mismo plan corporal, es decir, como partes que funcionan de manera autónoma.

Según esta hipótesis, esto permitiría que las extremidades cambiaran independientemente a lo largo del tiempo, facilitando que una de ellas, la anterior, pudiera evolucionar conformando un ala, moldeada por las estrictas presiones biomecánicas del vuelo. Sin embargo, fósiles de otros dinosaurios no avianos con posibles capacidades de vuelo, pero sin una configuración aviana propiamente dicha, han cuestionado esta idea, sugiriendo que el camino evolutivo hacia el vuelo pudo haber sido más diverso de lo que pensábamos.

“Cuando releemos la historia evolutiva de los dinosaurios avianos y estudiamos a gran escala cómo ha cambiado la forma de sus extremidades, vimos que esto sucede de manera acoplada, es decir, que la evolución de las extremidades está integrada, sin importar si tu locomoción principal es bípeda o mediante el vuelo”, explica M. Nebreda.

Los coautores del estudio, el catedrático de Paleontología de la UCM Manuel Hernández Fernández y el investigador del Departamento de Biología de la UAM Jesús Marugán Lobón, subrayan que, a pesar de que cada grupo de dinosaurios no avianos y aves muestra “patrones propios”, al estudiar cuantitativamente la variación de las proporciones de las extremidades desde una perspectiva mucho más amplia, más allá de los detalles individuales, se pudo identificar un patrón general compartido que permite reinterpretar la evolución de estas estructuras.

“Este análisis evidencia cómo la evolución de las extremidades en el linaje de los dinosaurios que dio lugar a las aves sigue un patrón común, que pudo ir dejando una huella más profunda que la de las adaptaciones a diferentes funciones”, añade el investigador de la UCM.

Metodología innovadora con futuras aplicaciones

Para llevar a cabo el estudio, que nace a partir del TFM de Sergio M. Nebreda, se ha utilizado una amplia muestra de fósiles de dinosaurios no avianos y aves (procedentes de la literatura), junto con esqueletos de aves modernas (procedentes de las colecciones de aves del Museo de Ciencias Naturales de Madrid y del Museo de Anatomía Comparada de Vertebrados de la UCM), sobre los cuales se han tomado medidas de todos los elementos de sus extremidades (húmeros y fémures, ulnas y tibiotarsos, metacarpos y metatarsos, y dígitos).

Sobre esas medidas se ha aplicado una metodología innovadora, basada en morfometría geométrica para estudiar los cambios proporcionales entre los componentes de las extremidades y entender sus transformaciones básicas. Sobre estos cambios proporcionales se ha aplicado estadística multivariante y métodos filogenéticos comparativos que analizaban la covariación morfológica entre extremidades anteriores y posteriores, para entender si su evolución estaba acoplada (integrada) o no a pesar de la diferenciación clásica entre dinosaurios no avianos corredores y aves voladoras.

Entre las futuras aplicaciones, los investigadores destacan la de la metodología empleada, que va a permitir evaluar la evolución de las extremidades al completo, con todos sus elementos integrados y comparándolas entre sí. “Esto se va a poder extrapolar a otros grupos taxonómicos en los que se hayan dado transformaciones importantes y cambios de locomoción, como en la transición de agua a tierra de los primeros tetrápodos o la regresión de los cetáceos de tierra al agua, o en otros grupos en los que haya surgido el vuelo, como en los pterosaurios o los murciélagos”, concluyen.

Referencia bibliográfica: Nebreda SM, Hernández Fernández M, Marugán-Lobón J. 2025 Macroevolutionary integration underlies limb modularity in the origin of avian flight. Biol. Lett. 21: 20240685. DOI: 10.1098/rsbl.2024.0685.

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