¿Herbívoro o carnívoro? Nuevas herramientas para el estudio de reptiles extintos

¿Cómo surgieron los carnívoros y los herbívoros a lo largo de la evolución? ¿Cómo se alimentaban los vertebrados extintos? ¿Y cómo podemos conocer su dieta? En el caso de los animales vivos, podemos observar exactamente de qué se alimentan. En el caso de las especies extintas, la ciencia depende de la información morfológica o química de los fósiles.

Investigadores encabezados por el profesor Thomas Tütken, de la Universidad Johannes Gutenberg de Maguncia (JGU), han creado un marco de referencia de composiciones de isótopos indicativos de la nutrición para reptiles que viven en la actualidad, lo que supone una valiosa ayuda para trabajar con fósiles.

«Con el marco de referencia de los reptiles, disponemos de una herramienta para reconstruir mejor que antes la dieta de animales extintos como los dinosaurios», afirma Thomas Tütken. «Antes se carecía de un conjunto de datos comparativos de este tipo». La investigación se ha publicado en la prestigiosa revista Proceedings of the Royal Society B.

Los reptiles tienen hábitos alimentarios muy diversos En la actualidad, los reptiles muestran una amplia gama de hábitos alimentarios, que abarcan desde los herbívoros hasta los carnívoros.

Pero también hay especializaciones alimentarias: Lagartos marinos que se alimentan de algas, camaleones insectívoros, helodermas (lagartos venenosos) que se alimentan de huevos, o depredadores superiores como el cocodrilo marino y el dragón de Komodo, que se alimentan exclusivamente de carne.

«Esta diversidad dificulta la reconstrucción de las preferencias alimentarias de los animales extintos», explica Tütken, paleontólogo del Instituto de Geociencias de la JGU.
Los antepasados más antiguos conocidos de nuestros reptiles modernos vivieron hace más de 300 millones de años. El reptil más antiguo conocido es el Hylonomus, similar a un lagarto, que vivió hace unos 315 millones de años en la actual Canadá.

Los primeros reptiles suelen compartir rasgos comunes en cuanto a la morfología de sus cráneos, mandíbulas y dientes, lo que indica una tendencia hacia una dieta insectívora.
Sin embargo, no está claro el momento exacto del cambio de dieta de insectívoros a carnívoros y herbívoros en la historia de la Tierra.

28 especies de reptiles constituyen la base del marco de referencia geoquímico

Con este marco de referencia se puede reconstruir la dieta de especies de vertebrados tanto extintas como actuales. Para ello, el grupo de Tütken utilizó 28 especies vivas de reptiles y analizó los isótopos de calcio y estroncio de sus huesos y dientes, que varían sistemáticamente en función de la dieta.

«Para crear un marco de referencia exhaustivo, seleccionamos reptiles con un marcado comportamiento herbívoro o carnívoro, pero también especialistas en alimentación», explica Tütken.

El científico cita como ejemplos los caimanes, los varanos, las iguanasy los camaleones. En el caso del calcio, se determinaron los isótopos calcio-44 y calcio-42 en particular. Se descubrió que la proporción entre calcio-44 y calcio-42 disminuye con cada paso en la cadena alimentaria. «Esto significa que los insectívoros tienen los valores más altos y difieren significativamente de otras categorías de alimentación», afirma el Dr. Michael Weber, autor principal del estudio.

En esta clasificación, los herbívoros y los carnívoros les siguen con la relación de isótopos más baja. También se pueden detectar las dietas especializadas de las iguanas marinas o los comedores de huevos, por ejemplo.

Los resultados muestran una situación similar en la relación de isótopos estables de estroncio-88 y estroncio-86 en las mismas especies, pero proporcionan información aún más precisa sobre la alimentación. «Por primera vez, hemos establecido un marco de referencia exhaustivo para los isótopos estables del estroncio como proxy dietético.

Coincide en gran medida con las formas de alimentación determinadas a partir de los isótopos de calcio», afirma la Dra. Katrin Weber, coautora y antigua estudiante de doctorado del grupo de investigación de Tütken.

«Sin embargo, en contraste con el calcio, en dientes o huesos sólo se encuentran cantidades muy pequeñas de estroncio, que están sujetas a cambios durante los procesos de acumulación en el suelo, por lo que la aplicación a fósiles de especies extintas resulta a veces problemática y el calcio nos brinda una mejor perspectiva en este caso.»

Otro de los resultados de los análisis mostró que la relación de isótopos de calcio en los reptiles es superior a la de los mamíferos -aquí ya existe un marco de referencia- con la misma dieta, lo que posiblemente podría explicarse por diversos factores fisiológicos.

Sin embargo, esto también demuestra que los datos de los mamíferos no pueden utilizarse con facilidad para compararlos con especies de reptiles extinguidos, como los dinosaurios.

Las marcas de desgaste mecánico en los dientes proporcionan pistas adicionales sobre la alimentación

Además de las trazas químicas de la alimentación, se añadió un nuevo componente para complementar futuras reconstrucciones: Marcas de desgaste mecánico en los dientes causadas por la propia comida. Las marcas de desgaste en la superficie de los dientes permiten distinguir si un animal comía alimentos duros o blandos y, por tanto, aportan información adicional sobre la dieta de especies extintas.

Estos datos se recogieron previamente de dientes de los mismos reptiles contemporáneos en el marco de una colaboración con la Dra. Daniela Winkler, ahora en la Universidad de Kiel, y se combinaron con los datos sobre los isótopos.

Permiten distinguir entre los animales que comen grandes cantidades de tejidos duros abrasivos, como conchas o huesos, y los que se alimentan principalmente de tejidos blandos.

«Para comprender e interpretar plenamente los datos químicos y mecánicos de las marcas alimentarias de los especímenes fósiles, primero tuvimos que estudiar especies estrechamente relacionadas que viven en la actualidad con sus hábitos alimentarios conocidos.

Esto nos dio un marco de referencia para comparar y clasificar con precisión las dietas, de modo que en el futuro podamos reconstruir el comportamiento alimentario de las especies extintas con mayor precisión», resume Thomas Tütken.

En 2016, el científico recibió una ERC Consolidator Grant por su proyecto de investigación sobre la nutrición de los primeros vertebrados terrestres, que también respaldó el presente estudio.

Publicación

Michael Weber, Katrin Weber et al.

Calcium and strontium isotopes in extant diapsid reptiles reflect dietary tendencies - a reference frame for diet reconstructions in the fossil record.

Proceedings of the Royal Society B, 8 de enero de 2025