La evolución de las plumas de las aves ha sido un enigma fascinante. Estas estructuras ligeras, flexibles y parecidas a escamas frágiles, se asemejan a las escamas de reptiles y otras estructuras epidérmicas inanimadas compuestas de queratina.
Dado que las aves evolucionaron a partir de los reptiles, es probable que las plumas hayan evolucionado a partir de algún tipo de escamas. Sin embargo, aún no estamos seguros de qué ventajas promovieron esta evolución.
Hipótesis: El Vuelo Como Fuerza Evolutiva
Una hipótesis clásica sugiere que las plumas evolucionaron inicialmente en asociación con el vuelo en las aves. Es posible que las escamas alargadas y deshilachadas en los bordes posteriores de los miembros anteriores hayan mejorado la acción de planear o el descenso tipo paracaídas.
Las membranas mucho más simples de los murciélagos, los pterosaurios y las «ranas voladoras» fueron la solución evolutiva para el vuelo en planeo en estos vertebrados tetrápodos.
Según esta hipótesis, a medida que las habilidades de planeo mejoraron y los requisitos de dirección aumentaron, también se produjo la elaboración de las plumas en las alas y la cola.
Sin embargo, aún queda la pregunta de por qué las proto-plumas evolucionaron primero en las extremidades (alas) en lugar de otras partes del cuerpo. Además, esta hipótesis no aborda adecuadamente el problema de las ventajas que podrían haber tenido las etapas iniciales de alargamiento de las escamas.
Hipótesis: Las Plumas como Aislante Térmico
Los expertos en reptiles tienden a considerar el problema desde el punto de vista de las escamas originales en lugar de las plumas completamente evolucionadas.
El grupo de los herpetólogos favorece la hipótesis fisiológica. Por ejemplo, las plumas podrían haber evolucionado como dispositivos de regulación de la temperatura, ya sea como aislantes o como protectores térmicos.
La hipótesis de que las plumas evolucionaron como una fuente de aislamiento se basa en la observación de que las plumas modernas, especialmente las barbas suaves y plumas tipo plumón, claramente tienen valor como aislantes.
Aunque la disposición de las barbas y bárbulas en el plumón no podría haber sido el primer paso evolutivo, cualquier aislamiento térmico contribuido por las plumas con vexilo primitivos podría haber sido favorecido por la selección natural en los reptiles escamosos.
Hipótesis: Las Escamas y el Calor Solar
Otra hipótesis propone que las escamas evolucionaron hacia las plumas porque permitieron que los ancestros de las aves fueran más activos en hábitats calurosos y soleados durante el mediodía.
Tres características de transferencia de calor de las escamas de reptiles modernos respaldan esta idea:
- Las escamas largas disipan el calor solar mejorando los patrones de micro circulación del aire y creando sombras. Estas ventajas favorecen a las grandes escamas en los reptiles modernos que viven en climas calurosos y soleados.
- La orientación de la superficie de las escamas en relación al sol afecta el porcentaje de calor reflejado del cuerpo. La flexibilidad y el control de la posición de las escamas aumentan su efectividad.
- La subdivisión de las escamas agrega flexibilidad a la estructura frente a un aumento exagerado en el tamaño de las escamas. Escamas grandes y rígidas aumentan el peso y disminuyen la movilidad. Las subdivisiones, similares a las de las plumas modernas, mejoran la reflexión.
Estas hipótesis funcionales siguen siendo completamente especulativas. Sabemos muy poco sobre el comportamiento y la ecología de los reptiles que evolucionaron hacia las aves.
Además, debemos tener en cuenta las muchas funciones desempeñadas por las plumas al tratar de reconstruir su historia evolutiva.
Las ventajas de las proto-plumas, con su estructura novedosa y flexible, junto con su utilidad en la termorregulación y el vuelo primitivo, catalizaron la rápida evolución de la estructura de plumas definitiva en las primeras aves.
Conclusión
La evolución de las plumas de las aves sigue siendo un misterio intrigante. Aunque las plumas se asemejan a las escamas de reptiles, han desarrollado propiedades únicas que las hacen ligeras, flexibles y adecuadas para el vuelo.
Mientras que la hipótesis del origen del vuelo sugiere que las plumas se originaron en asociación con el vuelo, las hipótesis fisiológicas apuntan a un papel en la regulación térmica.
Es posible que estas explicaciones no sean mutuamente excluyentes y que las ventajas iniciales de las escamas parecidas a plumas hayan complementado y reforzado su evolución hacia las plumas definitivas.
A medida que avanzamos en nuestro conocimiento y descubrimos más evidencia, esperamos desentrañar completamente el enigma de la evolución de las plumas de las aves.
Referencias:
Regal, P. J. 1975. The evolutionary origin of feathers. Quarterly Review of Biology 50: 35-66.