Esta regla matemática secreta ha dado forma a los picos durante 200 millones de años

Fuente Science Alert

Los picos de las aves se presentan en casi todas las formas y tamaños, desde el pico de un colibrí, con forma de paja, hasta el pico de un águila, afilado y afilado como un cuchillo.

Sin embargo, hemos descubierto que esta increíble diversidad se sustenta en una regla matemática oculta que rige el crecimiento y la forma de los picos en casi todas las aves actuales.

Es más, esta regla incluso describe la forma del pico de los dinosaurios, los ancestros de las aves. Nos complace compartir nuestros hallazgos, publicados ahora en la revista iScience.

Al estudiar los picos a la luz de esta regla matemática, podemos comprender cómo evolucionaron los rostros de las aves y otros dinosaurios a lo largo de 200 millones de años. También podemos descubrir por qué, en raras ocasiones, estas reglas pueden romperse.

Cuando la naturaleza sigue las reglas

Encontrar reglas universales en biología es poco común y difícil; parece haber pocos casos en los que las leyes físicas sean tan omnipresentes en todos los organismos.

Pero cuando encontramos una regla, es una forma poderosa de explicar los patrones que observamos en la naturaleza. Nuestro equipo descubrió previamente una nueva regla biológica que explica la forma y el crecimiento de muchas estructuras puntiagudas, como dientes, cuernos, pezuñas, caparazones y, por supuesto, picos.

Esta sencilla regla matemática captura cómo el ancho de una estructura puntiaguda, como un pico, se expande desde la punta hasta la base. Llamamos a esta regla la «cascada de potencia».

Tras este descubrimiento, nos interesó mucho cómo la cascada de potencia podría explicar la forma de los picos de las aves y otros dinosaurios.

Los dinosaurios tuvieron pico más de una vez.

La mayoría de los dinosaurios, como el Tyrannosaurus rex, tienen un hocico robusto con dientes puntiagudos. Pero algunos dinosaurios (como el dinosaurio Ornithomimus edmontonicus, parecido al emú) no tenían dientes y, en su lugar, tenían picos.

En los terópodos, el grupo de dinosaurios al que pertenecía el T. rex, los picos evolucionaron al menos seis veces. En cada caso, los dientes se perdían y el hocico se estiraba hasta adquirir la forma de un pico a lo largo de millones de años.

Pero solo uno de estos impecables grupos de dinosaurios sobrevivió a la extinción masiva de hace 66 millones de años. Estos sobrevivientes finalmente se convirtieron en nuestras aves modernas.

El pájaro madrugador se da cuenta de la regla

Para investigar la regla de la cascada de crecimiento, estudiamos 127 especies de terópodos. Descubrimos que el 95% de los picos y hocicos de los terópodos siguen esta regla.

Utilizando análisis evolutivos de vanguardia mediante modelos informáticos, demostramos que el terópodo ancestral probablemente tenía un hocico dentado que seguía la regla de la cascada de crecimiento.

Curiosamente, esto sugiere que la cascada de crecimiento describe el crecimiento no solo de los picos y hocicos de los terópodos, sino quizás de los hocicos de todos los vertebrados: mamíferos, reptiles y peces.

Los que siguen y los que rompen las reglas

Tras sobrevivir a la extinción masiva, las aves experimentaron un período de cambios increíbles. Actualmente, viven en todo el mundo y sus picos se adaptan a cada lugar de forma muy especial.

Vemos formas de picos para comer fruta, atrapar insectos, perforar y desgarrar carne, e incluso sorber néctar. La mayoría sigue la regla de crecimiento en cascada.

Aunque son poco comunes, algunas aves que estudiamos rompieron las reglas. Una de ellas es la espátula común, cuyo pico, altamente especializado, le permite filtrar el lodo para capturar vida acuática. Quizás su singular estilo de alimentación la llevó a romper esta regla común.

No nos molestan en absoluto los infractores como la espátula. Al contrario, esto resalta aún más la información que aporta la cascada de poder. La mayoría de los picos de las aves crecen según nuestra regla, y estos picos se adaptan a la mayoría de los estilos de alimentación.

Pero ocasionalmente, especies raras como la espátula rompen la regla de crecimiento de la cascada de poder para atrapar sus «gusanos» especiales.

Ahora que sabemos que la mayoría de los picos de aves y dinosaurios siguen la cascada de poder, el siguiente gran paso en nuestra investigación es estudiar cómo crecen los picos de las aves desde la etapa de polluelo hasta la de adulto.

Si la cascada de poder es realmente una regla fundamental de crecimiento en los picos de las aves, podemos esperar encontrarla oculta en muchas otras formas a lo largo del árbol de la vida.

Referencia

• Kathleen L.S. Garland, Eleanor M. Hay, Daniel J. Field, Alistair R. Evans. «Common developmental origins of beak shapes and evolution in theropods». iScience, Volume 28, Issue 4, 2025. ISSN 2589-0042. https://doi.org/10.1016/j.isci.2025.112246.