Pulmones exquisitamente conservados de hace 120 millones de años aturden a los científicos que estudian Early Bird

ALBUQUERQUE, N.M. - Los órganos antiguos rara vez se fosilizan, por lo que los paleontólogos se sorprendieron al encontrar los restos increíblemente bien conservados de un pulmón que perteneció a un pájaro de la era de los dinosaurios..

Inicialmente, los científicos estaban emocionados de describir el espécimen de Archaeorhynchus spathula, un ave que vivió hace unos 120 millones de años, porque su fósil tenía plumas exquisitamente preservadas, incluido un pintail único que no se ve en ninguna otra ave del Cretácico, pero que es común en las aves hoy en día..

Sin embargo, una inspección más cercana reveló que los pulmones del ave también se habían fosilizado, lo que significa que los paleontólogos habían descubierto el pulmón fosilizado "informativo" más antiguo registrado (más sobre eso más adelante) y el pulmón fosilizado más antiguo jamás visto en un fósil de ave, dijo el estudio co -investigador principal Jingmai O'Connor, profesor del Instituto de Paleontología y Paleoantropología de Vertebrados de la Academia China de Ciencias. [Tiny Dino: Reconstruyendo las plumas negras de Microraptor]

El fósil en sí es de la formación Jehol Lagerstätte del Cretácico temprano en el noreste de China, pero O'Connor y sus colegas lo encontraron en el Museo de la Naturaleza Shandong Tianyu, en Pingyi, donde un ávido coleccionista de fósiles alberga los miles de fósiles de aves que compró durante décadas.

Este es el quinto descrito A. spathula espécimen, un pájaro sin dientes del tamaño de una paloma, pero es, con mucho, el mejor conservado, dijo O'Connor. Eso se debe especialmente al material blanco moteado en su cavidad torácica que parece ser un pulmón fosilizado..

El hallazgo revela que las estructuras pulmonares de las aves tempranas son similares a los pulmones de las aves modernas, dijeron los investigadores. Esto significa que A. spathula probablemente tenía un flujo de aire unidireccional en sus pulmones: el aire que fluía hacia adentro era en gran parte fresco y lleno de oxígeno, a diferencia del aire en los pulmones de los mamíferos, que se mezcla con aire nuevo y previamente respirado, lo que significa que tiene un contenido de oxígeno más bajo.

"Los pulmones de las aves son muy diferentes de nuestros pulmones y [tenían] estructuras mucho más complejas", dijo en un correo electrónico P. Martin Sander, paleontólogo de la Universidad de Bonn en Alemania que no participó en la investigación. "Son como una tubería de bolsa, con un sistema de gestión de aire (los sacos de aire) separados del intercambiador de gas (el pulmón propiamente dicho) que se conserva aquí".

Los cocodrilos vivos también tienen pulmones con flujo de aire unidireccional, y los paleontólogos lo consideraban ancestral en los primeros dinosaurios emplumados. Pero la evidencia de tal estructura pulmonar en un pájaro temprano ha sido esquiva, hasta ahora.

Bucear profundo

Para ver mejor los supuestos restos pulmonares, "fuimos y extrajimos algunas muestras, las pusimos en el SEM [microscopio electrónico de barrido] y, boom, tejido pulmonar", dijo O'Connor. Como O'Connor se especializa en anatomía esquelética (no de órganos), contó con John Maina, profesor de zoología en la Universidad de Johannesburgo en Sudáfrica, que es un experto en los pulmones de aves vivas..

"Yo estaba como, 'Mira, ¿crees que esto es tejido pulmonar? Si crees que lo es, entonces ninguno de los paleontólogos que cavan en la tierra puede discutir contigo'", dijo O'Connor. La contribución de Maina fue tan crítica, que se convirtió en co-investigador del estudio.

Un análisis del tejido mostró que contenía estructuras que se asemejan a los capilares sanguíneos, que absorben oxígeno para ayudar a impulsar el vuelo altamente enérgico de las aves. "El vuelo aviar es la forma de locomoción más exigente físicamente, por lo que se necesita mucho oxígeno", dijo O'Connor. [Fotos: aves de la era de los dinosaurios lucían plumas como cintas]

Es posible que esta estructura única fuera exclusiva de Ornithuromorpha, un clado (grupo) de aves antiguas que sobrevivieron a la extinción masiva hace unos 66 millones de años e incluye las aves vivas de hoy. "Quizás esta especialización fue solo en ese clado y fue uno de los muchos factores que permitieron [su] supervivencia", dijo O'Connor..

Es más, parece que el pulmón fosilizado estaba incrustado en las costillas de las aves, tal como lo están hoy los pulmones de las aves. A diferencia de los pulmones humanos, que se expanden con cada respiración, los pulmones de las aves son rígidos, por lo que pueden inhalar y exhalar fácilmente al mismo tiempo, dijo O'Connor..

El tejido no parece ser el contenido sobrante del estómago, ya que normalmente se conserva como materia orgánica carbonizada negra, anotó. Además, el tejido preservado está emparejado, como un pulmón moderno. No hay otros órganos emparejados que podrían ser, y probablemente no sea el hígado (que está lobulado) porque ese órgano tiene un alto contenido de hierro y generalmente se conserva en rojo, dijo O'Connor..

Sin embargo, esta muestra no es el pulmón más antiguo registrado. Ese honor es para Spinolestes, un mamífero del Cretácico temprano que tiene pulmones fosilizados unos 5 millones de años más viejos que el ave recientemente analizada. Pero esos fósiles pulmonares no conservaron ninguna microestructura y no proporcionan mucha información sobre Spinolestes, aparte de eso, probablemente tenía un diafragma muscular. Entonces, O'Connor está llamando al A. spathula fósil "queda el primer pulmón informativo", porque arrojan luz sobre la evolución de las aves.

Los hallazgos pulmonares son "interesantes", porque muestran "cómo era el pulmón de un madrugador", dijo Sander. Sin embargo, debido a que es tan raro ver un órgano fosilizado, se necesita más trabajo para verificar que se trata de un pulmón, dijo..

"Deberíamos aplicar varias otras técnicas analíticas para confirmar que el área del fósil es realmente un pulmón", dijo. "Pero no me sorprendería que el pulmón pudiera fosilizarse debido a su alto contenido de hierro porque el pulmón es rico en sangre".

La investigación se presentó aquí en la 78ª reunión anual de la Sociedad de Paleontología de Vertebrados ayer (18 de octubre). Se publicará en la revista Proceedings of the National Academy of Sciences el lunes (22 de octubre)..

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