Bhart-Anjan Bhullar
El cráneo de un embrión de pollo listo para salir del cascarón suele tener pico (izquierda), pero cuando se bloquean ciertas proteínas (centro) desarrolla un ‘hocico’ de reptil a partir de dos huesos, más bien como un caimán actual (derecha).
Los biólogos han creado embriones de pollo con rostros de dinosaurio manipulando las moléculas que construyen los picos de las aves.
La investigación, cuyos detalles se publican hoy en Evolution1, no pretende diseñar bandadas de «dino-pollos» híbridos ni resucitar a los dinosaurios, afirma Bhart-Anjan Bhullar, paleontólogo que actualmente trabaja en la Universidad de Chicago (Illinois) y que ha codirigido el trabajo. «Nunca vamos a volver al dino-pollo real o lo que sea». Más bien, dice, el equipo quiere determinar cómo los hocicos podrían haberse convertido en picos a medida que los dinosaurios evolucionaban hacia las aves hace más de 150 millones de años.
La transición de los dinosaurios a las aves fue desordenada: ningún rasgo anatómico específico distinguía a las primeras aves de sus ancestros dinosaurios carnívoros. Pero en las primeras etapas de la evolución de las aves, los huesos gemelos que formaban el hocico en dinosaurios y reptiles -llamados premaxila- se alargaron y se unieron para producir lo que ahora es el pico. «En lugar de dos huesecillos a los lados del hocico, como en el resto de los vertebrados, se fusionó en una sola estructura», dice Bhullar.
Reconstrucción facial
Para entender mejor cómo pudieron fusionarse estos huesos, un equipo dirigido por Bhullar y Arhat Abzhanov, biólogo evolutivo de la Universidad de Harvard en Cambridge (Massachusetts), analizó el desarrollo embrionario de los picos en pollos y emús, y de los hocicos en caimanes, lagartos y tortugas. Razonaron que los hocicos de reptiles y dinosaurios se desarrollan a partir de la premaxila de forma similar, y que las vías de desarrollo que forman el hocico se alteraron en el curso de la evolución de las aves.
El equipo descubrió que dos proteínas conocidas por orquestar el desarrollo de la cara, FGF y Wnt, se expresaban de forma diferente en los embriones de aves y reptiles. En los reptiles, las proteínas estaban activas en dos pequeñas zonas de la parte del embrión que se convierte en la cara. En las aves, en cambio, ambas proteínas se expresaban en una gran banda en la misma región del embrión. Bhullar considera que el resultado es una prueba provisional de que la actividad alterada de FGF y Wnt contribuyó a la evolución del pico.
Para probar esta idea, el equipo añadió productos bioquímicos para bloquear la actividad de ambas proteínas en docenas de huevos de gallina en desarrollo. Los investigadores no incubaron realmente los huevos, dice Bhullar, porque no incluyeron ese paso en su protocolo de investigación aprobado. En su lugar, detectaron diferencias en las caras de los pollitos listos para eclosionar, que tenían un aspecto sutilmente diferente al de los pollitos sin sus proteínas inhibidas. Los pollitos alterados seguían teniendo un colgajo de piel sobre sus posibles picos, por lo que la diferencia no es obvia, dice Bhullar. «Mirando a estos animales externamente, uno seguiría pensando que es un pico. Pero si vieras el esqueleto, estarías muy confundido», dice. «No diría que les hemos dado hocicos a las aves».
En algunos embriones, las premaxilas estaban parcialmente fusionadas, mientras que en otros los dos huesos eran distintos y mucho más cortos; algunos de los embriones alterados no parecían tan diferentes de los de los pollos normales. El equipo creó modelos digitales de sus cráneos con un escáner de tomografía computarizada y descubrió que algunos de ellos se parecían más a los huesos de aves primitivas, como el Archaeopteryx, y de dinosaurios, como el Velociraptor, que a los de los pollos no modificados.
«Muy chulo», dice Clifford Tabin, biólogo del desarrollo de la Facultad de Medicina de Harvard, en Boston (Massachusetts). Cree que el equipo de Bhullar tiene argumentos sólidos para afirmar que la expresión alterada de FGF y Wnt dio forma al pico del ave. Sin embargo, identificar los cambios genéticos responsables será mucho más difícil. Podrían estar en los genes que codifican el FGF y el Wnt, o en genes de vías bioquímicas relacionadas, o en el ADN «regulador» que influye en la expresión de los genes. Si se pudieran identificar estos cambios, sería posible modificar los genomas de los pollos para incluirlos (y, a la inversa, hacer que los reptiles se parezcan más a las aves mediante la edición del genoma).
Jack Horner, paleontólogo de la Universidad Estatal de Montana en Bozeman, espera adoptar un enfoque genético para dotar a los pollos de colas similares a las de los dinosaurios. En un artículo publicado el año pasado2, su equipo identificó mutaciones potencialmente implicadas en la desaparición de la cola en las aves modernas. Pero la aplicación de estos conocimientos a la ingeniería de los «dino-pollos» ha resultado difícil, afirma. «Estamos teniendo un poco más de problemas con la cola. Hay muchos componentes». Otros rasgos anatómicos podrían alterarse jugando con las proteínas del desarrollo, añade Horner. «Nos da muchas oportunidades para pensar en hacer nuevos tipos de animales».
Bhullar dice que admira la visión de Horner, pero que está más interesado en reproducir la evolución para revelar cómo crea nuevas formas. Su laboratorio planea estudiar la expansión del cráneo de los mamíferos y las inusuales extremidades inferiores de los cocodrilos resucitando la anatomía antigua. «Creo que abrirá una ventana tan grande como sea posible al pasado profundo sin tener una máquina del tiempo», dice.