Investigadores peruanos corrigen metodología de estimación de dietas fósiles

Conocer qué comían los animales extintos ha sido por largo tiempo determinado a través del análisis de isótopos estables de carbono preservados en dientes fósiles. Por casi dos décadas, un valor clave en estas ecuaciones fue asumido como único para todos los mamíferos herbívoros.

Sin embargo, una nueva investigación liderada por Julia Tejada, candidata doctoral en la Universidad de Columbia en Nueva York y en el American Museum of Natural History, contradice aquel supuesto y revela que dicho valor cambia con la masa corporal.

Esta investigación, publicada el mes pasado en la revista científica Proceedings of the Royal Society B, puede cambiar nuestra visión de ecosistemas antiguos y de cómo la ecología alimenticia de varios linajes de mamíferos evolucionó a través del tiempo.

Julia Tejada con un perezoso de dos dedos en el zoológico de Huachipa. Su estudio sugiere que las ecuaciones para calcular dietas animales con el uso de isótopos de carbono son erradas. Foto: Rodolfo Salas.

Tradicionalmente, la dieta de vertebrados fósiles es inferida sobre la base de datos anatómicos, como la forma de los dientes, el desgaste del esmalte dentario o la morfología general del cráneo y la mandíbula.

Pero más recientemente, los científicos comenzaron a usar análisis de isótopos estables de carbono para determinar las dietas de manera más directa. Los isótopos estables de carbono, que se forman en proporciones específicas dentro de las plantas, se preservan en los tejidos animales de los animales que las consumen.

Al examinar muestras de huesos, dientes, pelo u otros materiales biológicos, los investigadores pueden determinar los tipos de plantas que los animales consumían, cómo distintas especies habrían repartido los recursos disponibles dentro del mismo hábitat o incluso estimar la precipitación u otras características ambientales.

Cuando un animal incorpora el carbono de la dieta en sus tejidos, una serie de procesos fisiológicos afecta la proporción en la cual los isótopos de carbono se absorben. Según estudios en vacas y otros ungulados, la comunidad científica asumió por casi veinte años que los tejidos óseos (huesos y dientes) de todos los mamíferos herbívoros eran 14 partes por mil más positivos («enriquecidos») en su señal de isótopos de carbono en relación con la dieta consumida.

Pero Julia Tejada Lara, estudiante doctoral en la Universidad de Columbia en Nueva York, sospechaba que algo se estaba pasando por alto en aquella única ecuación:

«Usar un único valor para todos los mamíferos herbívoros, desde primates hasta elefantes, me pareció un supuesto bastante osado», mencionó Julia Tejada. «Decidí comprobar la validez de este supuesto único valor en perezosos actuales y fósiles, pues estos son atípicos en numerosos rasgos cuando se comparan con otros mamíferos».

«El estudio de isótopos estables de carbono es una poderosa herramienta para entender dietas, pues el carbono que los animales usamos para sintetizar nuestros tejidos proviene de lo consumido en la dieta», dice Julia Tejada, en la foto analizando muestras para isótopos estables.

En colaboración con el zoológico de Huachipa en Lima, los investigadores analizaron muestras de los dos perezosos actuales: el perezoso de tres dedos, Bradypus variegatus, y el perezoso de dos dedos, Choloepus hoffmanni.

Los perezosos analizados estuvieron en cautiverio y bajo una dieta controlada desde temprana edad, lo que permitió a los investigadores medir las proporciones exactas de isótopos de carbono en su tejido dental, en relación con la dieta que consumían. Cuando los investigadores calcularon el valor de enriquecimiento isotópico, encontraron que este era de 10 partes por mil (‰) para el perezoso de tres dedos y 12 partes por mil para el perezoso de dos dedos.

Posteriormente, los investigadores calcularon el valor de enriquecimiento del perezoso gigante Mylodon darwinii, que vivió en Sudamérica hasta hace 10 000 años. Al muestrear el estiércol del animal y dientes fósiles, los científicos calcularon que el tejido dentario tenía alrededor de 15,5 partes por mil más positivo en relación con lo observado en la dieta.

Los investigadores incluyeron un perezoso fósil gigante en su estudio, similar al Eremotherium eomigrans (arriba) en exhibición en el Museo de Historia Natural de la Universidad de Florida. Foto: Julia Tejada

«Esto es alrededor de 5 partes por mil de variación sólo en un grupo de mamíferos», dice Julia Tejada. «Esto puede marcar una enorme diferencia en la interpretación de resultados isotópicos, incluyendo el potencial de este descubrimiento de tener mayor precisión en nuestro entendimiento de cómo evolucionó la dieta en nuestra propia especie».

Los investigadores combinaron los datos obtenidos para perezosos con datos de enriquecimiento isotópico calculados en otros mamíferos, como roedores, cerdos, jirafas, etc., y encontraron un patrón claro: el valor de enriquecimiento incrementa con la masa corporal.

Sobre la base de este estudio, el equipo de investigación propone nuevos modelos sobre cómo el carbono es incorporado en los mamíferos herbívoros, desde la dieta hasta lo preservado en los dientes.

El estudio también encontró un patrón de enriquecimiento distinto dependiente del tipo de fermentación gástrica del animal (es decir, si el animal es un fermentador pregástrico como las vacas, o postgástrico como los caballos). Según este estudio, se concluye que el perezoso gigante Mylodon era un fermentador pregástrico que producía enormes cantidades de metano.

Los otros autores de este trabajo incluyen a Rodolfo Salas-Gismondi, encargado del Departamento de Paleontología del MUSM e investigador de la Universidad Cayetano Heredia y miembro de la SSH, Bruce MacFadden del Museo de Historia Natural de la Universidad de Florida, Lizette Bermúdez y Gianmarco Rojas del Zoológico de Huachipa, y John Flynn del Museo Americano de Historia Natural en Nueva York.

Link del artículo publicado en Proceedings of the Royal Academy B: http://rspb.royalsocietypublishing.org/content/285/1881/20181020

(Adaptación de la nota de prensa del Museo Americano de Historia Natural de Nueva York.)