El color de los dinosaurios

Una de las novedades paleontológicas más interesantes de los últimos años ha sido, al menos para mí, la confirmación de que muchos dinosaurios tenían plumas, incluidos algunos raptores (recuerden Parque Jurásico). Son plumas de tipo diverso, desde "protoplumas" filamentosas, no ramificadas, hasta plumas complejas muy similares a las de las aves actuales.

Los primeros con protoplumas fueron descritos en 1996 (Sinosauropteryx prima) y desde entonces no han parado de aparecer, incluyendo algunos grupos de dinosaurios lejanos a las aves. Para el que quiera saber más de esto le recomiendo el estupendo blog del Paleofreak (busca por "plumas" y aparece una buena cantidad de material).  La novedad en las últimas semanas ha sido que se ha podido deducir el color de algunos de ellos. ¿Cómo es posible esto si no queda resto alguno de pigmento en la fosilización?

La palabra clave es "melanosoma", un orgánulo celular que contiene melanina, el pigmento más común en la piel, pelo y ojos de los animales. Resulta que en condiciones muy favorables de fosilización la estructura de los melanosomas de los dinosaurios se puede conservar lo suficientemente bien como para ser analizada mediante el microscopio electrónico. Dado que los melanosomas están presentes en las plumas de las aves actuales y que su estructura varía con el color que representan, cabe compararlos morfológicamente y deducir el aspecto de los dinos de hace más de 100 millones de años.

Este descubrimiento se debió a la perspicacia de Jakob Vinther, que se dió cuenta que las estructuras que se observaban no eran bacterias, como se había propuesto hasta ese momento, sino otra cosa muy diferente. Vinther aplicó su intuición a plumas fósiles no "dinosáuricas" en un trabajo del año 2008 titulado The colour of fossil feathers (acceso libre) al que no se le dió la debida publicidad. Los posteriores trabajos pudieron hacerse gracias a las excepcionales condiciones de conservación de algunos yacimientos como los de Liaoning, donde se han descubierto cientos de fósiles de todo tipo, muchos de ellos de dinosaurios más o menos emplumados.

Los primeros resultados se publicaron en Nature hace 10 días con el título Fossilized melanosomes and the colour of Cretaceous dinosaurs and birds. Los autores concluyeron que la cola del pequeño dinosaurio Sinosauropteryx estaba coloreada en tonos blancos y castaños, más o menos así (de lo que no es cola, ni se sabe):

Ilustración de James Robins

Las últimas noticias, de hace solo tres días, se refieren a Anchiornis huxleyi y se publicaron bajo el título Plumage Color Patterns of an Extinct Dinosaur. En este caso, aunque el equipo es amplio, incluido Vinther, la principal artífice parece haber sido la paleontóloga Julia Clarke, una profesora de la Universidad de Texas, que "mapeó" los colores y su distribución en el dino completo, de cabeza a cola. Esta especie era del tamaño de una gallina y vivió hace unos 155 millones de años. La recreación artística es así:

Ilustración de Michael Digeorgio

En resumen, algunos colores de los dinosaurios pueden, con suerte y bastante trabajo, deducirse de la morfología de los melanosomas que se han conservado en casos especialmente favorables de fosilización. Los melanosomas sólo aparecen en plumas o en protoplumas por lo que el aspecto de los dinosaurios implumes seguirá siendo desconocido. Los melanosomas descubiertos muestran tonos de blanco a negro y rojizo exclusivamente. Creo que no pueden presentar más colores que estas gamas de grises y amarillos a naranja-rojizo. Para encontrar azules, verdes o colores debidos a otros posibles pigmentos habrá que desarrollar métodos diferentes si ello fuera posible.

Personalmente creo que es mucho más importante haber confirmado la existencia de plumas con varias formas de transición en su complejidad que poder decodificar los colores pero hay que reconocer que esto último nos acerca mucho más a los míticos bichos, es como iluminar una escena que hasta ahora estaba sólo en penumbra.

Escáneres, huellas y dinosaurios

En este artículo se da a conocer el hallazgo y análisis de una serie de huellas humanas de 1.5 millones de años de antigüedad:

Matthew R. Bennett et al., 2009, Early Hominin Foot Morphology Based on 1.5-Million-Year-Old Footprints from Ileret, Kenya. Science, 323(5918): 1197-1201.

En este otro se estima el volumen corporal y masa de unos dinosaurios:

Karl T. Bates et al., 2009, Estimating Mass Properties of Dinosaurs Using Laser Imaging and 3D Computer Modelling. PLoS ONE 4(2): e4532.

¿Qué tiene en común estos dos artículos? La respuesta es que ambos han usado una herramienta de medida relativamente nueva: el escáner láser. En el primer caso usaron un Konica Minolta VI900, montado horizontalmente sobre un armazón a unos 60 cm sobre las huellas. Cada huella fue representada mediante unos 300000 puntos superpuestos a fotografías digitales (Nikon D200) que fueron corregidas geométricamente.

Modelos digitales de las huellas localizadas en Kenia, a orillas del lago Turkana (figura disponible como Supporting online material del artículo)

En el otro artículo se usó un escáner láser Riegl LMS-Z420i para tomar medidas de los esqueletos de cinco grandes dinosaurios (entre ellos un par de tiranosaurios), con la diferencia de que, en este caso, la forma compleja obligó a usar tomas desde diversos puntos de vista y unirlas para forma un modelo tridimensional único.

Reconstrucción de un tiranosaurio a partir de un esqueleto modelado con un escáner láser (figura del trabajo original).

¿Cómo funcionan estos aparatos? Como todas las buenas ideas, el principio es muy simple: se lanza un rayo láser contra el objeto y se recibe el "eco" o reflejo. Según la distancia al objeto y la forma de operar hay dos tipos básicos de escáneres láser. El primero se usa para objetos cercanos (menos de un par de metros) y funciona por triangulación: el emisor de luz, el punto de "impacto" sobre la superficie del objeto y el sensor receptor forman un triángulo en el cual el primer y último componente están perfectamente localizados. Un poco de cálculo trigonométrico y se estima la distancia al objeto con una incertidumbre de una décima de mm más o menos. Lógicamente, o el objeto o el rayo de luz o ambos se mueven para cubrir toda la superficie desde diversos ángulos.
Cuando el objeto es lejano se usan escáneres que miden el tiempo entre la emisión y la recepción de la luz. La incertidumbre es mayor pero las distancias pueden llegar al centenar de m. Una incertidumbre típica es de ±2 mm a 25 m. Algunos modelos más sofisticados aprovechan que el láser es luz coherente y usan la fase para aumentar precisión y exactitud. Como en el caso anterior, los pulsos láser barren el objeto para cubrir toda la superficie. Salvo que se trate de objetos más o menos planos (fachadas, por ejemplo) es habitual realizar varias tomas moviendo el escáner de lugar. El procesado final consiste en unir las nubes de puntos en una sola, eliminar los errores groseros por métodos estadísticos y restaurar la forma aproximada del objeto en tres dimensiones superponiendo fotografías digitales para asignarle textura. Un escáner de este tipo puede tomar de 2 a 3 millones de puntos.en 30 segundos cubriendo un campo de vista casi esférico.
¿Por qué les cuento esto? Bueno, aparte de que creo que son instrumentos interesantes y de que los artículos son bastante llamativos, es que hemos comprado uno recientemente (tan recientemente que está empaquetado aún). Mi intención es convencer a los grupos de investigación de mi universidad de que lo usen aunque no sea para fines tan exóticos como los de los artículos mencionados arriba. Fachadas de edificios históricos, conducciones romanas (acaba de escanearse parte de la Gran Muralla china), excavaciones arqueológicas, procesos geomorfológicos... a ver para qué nos da la imaginación ¿alguna idea o propuesta interesante?

Modelo de la Gran Muralla realizado mediante escáner láser aerotransportado y vista en colores reales de la zona

Actualización: en Mundo Neandertal, Martín Cagliani nos cuenta algo más sobre las huellas de Kenia: 1 y 2.