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Origen y evolución temprana de las aves Las aves representan una de las especializaciones mas notables de vertebrados en el vuelo. Se destacan por sus huesos livianos, múltiples elementos esqueléticos fusionados, reducción de la fíbula, gran desarrolllo del cinturón pectoral en relación al aleteo, brazos transformados en alas, la presencia de plumas, reducción de la cola, pérdida de los dientes, y el dedo oponible en el pie, que le permite aferrarse a las ramas de los árboles. El comprensión de cómo se adquirieron todos estos rasgos fue un procesos que comenzó con el descubrimiento de Archaeopteryx en el siglo XIX y que ha aumentado notablemente en las últimas décadas Poco después de que el hecho de la evolución ganara aceptación, los científicos se abalanzaron sobre el registro fósil en busca de los representantes de los ancestros de las formas actuales. La evolución implicaba claramente que las aves habían descendido de los reptiles, lo cual se delataba en sus pies escamosos Debido a esto el descubrimiento del fósil de Archaeopteryx lithographica fue un acontecimiento de gran importancia, ya que esta criatura emplumada presentaba con claridad dientes en sus mandíbulas, garras en sus manos y una larga cola vertebral, generando el vínculo esperado entre aves y reptiles. Archaeopteryx La presencia inconfundible de plumas en Archaeopteryx ha llevado al reconocimiento universal de su afinidad con las aves y a una definición convencional del grupo aves como todos los descendientes del ancestro cómun más reciente compartido por Archaeopteryx con las aves actuales. El descubrimiento de Archaeopteryx generó la pregunta respecto a cuál de todos los grupos de reptiles fósiles serían los que dieron origen a las aves. Geigen Baur y T. Huxley presentaron paralelamente la propuesta de que las aves habían descendido de pequeños dinosaurios carnívoros (terópodos). Huxley justificó su propuesta mediante la comparación anatómica del pequeño dinosaurio Compsognathus con Archaeopteyrx, ambos del mismo sitio de calizas litográficas de alemania. Especialmente llamativa era la semejanza en el bipedismo y el pie. Poco antes de la publicación del origen de las especies se habían establecido un importante avance paleontológico: Se estableció la existencia de un importante grupo de reptiles fósiles, los Dinosauria Sin embargo, pronto se generaron hipótesis alternativas, que consideraban que las semejanzas observadas entre dinosaurios terópodos y las aves habían sido adquiridas de manera independiente como el resultado de la convergencia en torno al estilo de vida bípedo. Se señalaba además que los terópodos evidenciaban la reducción del tamaño del brazo, lo cual se consideraba un impedimento para la evolución de las alas. En 1929, un importante libro sobre el origen de las aves por Heilmann reconocía las semejanzas existentes entre aves y dinosaurios terópodos. Sin embargo, consideró que la ausencia de clavícula en los terópodos implicaba que estos no podían haber dado origen a las aves, en las cuales las clavículas son de gran tamaño y componen la “fúrcula” o hueso de los deseos. En aquel entonces era popular el concepto de la “ley de Dollo” que afirma que un órgano o estrucutra perdido en la evolución tiene una probabilidad muy baja de volver a aparecer bajo la misma forma en los descendientes. Actualmente se sabe que esta consideración no puede ser aplicada como ley y que las reversiones o atavismos ocurren de manera natural y pueden obtenerse experimentalmente (Ej. Dientes de pollo por Dr. David Lemus, Chile) Heilmann popularizó el concepto de que ancestros cuadrúpedos y arborícolas habían dado origen a las aves, evolucionando el vuelo en el contexto de los saltos entre ramas, de manera similar a lo ocurrido en las ardillas voladoras. Los dinosaurios terópodos parecían impedidos de desarrollar un estilo de vida arborícola por su postura bípeda y brazos reducidos. Más aún, la ubicación del centro de masa de los terópodos en la cadera, impediría efectuar saltos entre rama y rama, a diferencia de un centro de masa ubicado más hacia anterior Desde la publicación de “El origen de las Aves” de Heilmann, el origen de las aves a partir de los dinosaurios se consideró hipótesis refutada. Si bien se aceptaba que los dinosaurios eran de alguna forma cercanos a las aves, existía la opinión mayoritaria de que el ancestro común más reciente compartido por un ave y un dinosaurio debió ser una forma cuadrúpeda, con bipedismo facultativo, como Euparkeria y Ornithosuchus, y que las aves no descienden de dinosaurios terópodos. Megalancosaurus Se ha propuesto al protorosuario Longisquama como una posible alternativa para un ancestro no- dinosaurio las aves, dado el descubrimiento de estructuras en su piel que han sido comparadas con plumas, pero que en realidad poseen diferencias estructurales importantes Desde los años 60’s hasta hoy, una serie de descubrimientos fósiles han resucitado con fuerza la hipótesis de que las aves son dinosaurios terópodos El descubrimiento del terópodo dromaeosaurido Deinonychus antirrhopus reveló nuevas semejanzas entre terópodos y las aves. El Dr. John Ostrom de Yale resucitó la hipótesis de un origen terópodo de las aves a partir de la comparación del esqueleto de Deinonychus con Archaeopteryx. Deinonychus revela que existieron dinosaurios terópdos muy semejantes a alas aves que poseían largos brazos con manos raptoriales y una impresionante garra en el pie que sugería un estilo de depredación activa. Resucitan las afirmaciones de que podía esperarse que algunos fósiles de dinosaurios llegaran a ser descubiertos con plumas. Deinonychus Comienza la época del “renacimiento de los dinosaurios” Se argumenta que los dinosaurios no eran animales de sangre fría e inactivos sino que eran más semejantes a las aves en la complejidad de su conducta y su nivel de actividad y metabolismo. Se presentan varias evidencias en este sentido y se genera un importante debate repecto al metabolismo de los dinosaurios. John Ostrom Robert Bakker El advenimiento de la sistemática numérica y la metodología cladística permitió darle un tratamiento matemático a la información provista por los caracteres morfológicos, a fin de establecer las afinidades filogenéticas de los organismos (Se abandona el “ojímetro”). En 1986, Jacques Gauthier aplica esta metodología a la filogenia de los reptiles y al origen de las aves, llegando a la conclusión de que las aves son dinosaurios. Desde aquel entonces muchas veces se han repetido los análisis filogenéticos, añadiendo nuevos descubrimientos fósiles que robustecen aún más la conclusión de que las aves son dinosaurios terópodos. Sin embargo, han persistido un grado de polémica respecto a cuales dinosaurios celurosaurios son los más cercanos a las aves Especialmente polémica resulta la posición de los Alavarezsauridae. Este grupo ha sido identificado por algunos como aves, y por otros como cercanos a los Orntihomimidos, cercanos a Oviraptoridae como los dinosaurios más próximos a las aves Comienzan a descubrirse dinosaurios terópodos con preservación de las clavículas. Más impresionante aún, en muchos se aprecia que las clavículas se fusionan hacia la línea media, al igual que el hueso de los deseos. La fúrcula se encuentra presente en dinosaurios terópodos de varios grupos, incluyendo formas grandes y pequeñas. Muchas veces la fúrcula fue confundida con una costilla ventral (gastralia) La objeción interpuesta por la ley de Dollo queda empíricamente descartada. Con el advenimiento de la metodología cladística, las aves fueron aceptadas como un tipo de dinosaurio dentro de la comunidaddedicada a la sistemática filogenética y la gran mayoría de la comunidad paleontológica Hacia la década de los 90’s hubo un resurgimiento de objeciones teóricas en contra de un origen de las aves a partir de dinosaurios, con argumentos construidos desde la perspectiva de la mecánica respiratoria. Estas objeciones sin embargo se han demostrado infundadas, ya no corren dentro de la comunidad científica, y sus propios autores ahora confiesan que las aves son dinosaurios. El origen de las aves a partir de los dinosaurios ha recbido un fuerte espaldarazo por el descubimiento a partir de 1997 de dinosaurios “peludos” (cubiertos con un integumento filiforme) y dinosaurios que presentan plumas. Sin embargo los detractores de siempre (especialmente Alan Feduccia, editor de Science) han argumentado que estos no son dinosaurios sino aves que se parecen a dinosaurios, negando toda utilidad de los resultados del tratamiento matemático de la información morfológica. Sinosauropteryx prima Dromaeosauridae Confuciusornis The problem of digit identity in the wing and the origin of birds Alexander O. Vargas Department of Anatomy, University of Wisconsin-Madison Department of Ecology and Evolutionary Biology Yale University Definition of birds (Avialae): XVIIIth century. Linnaeus: Any animal showing feathers In the XIXth century, the discovery of Archaeopteryx, was accordingly considered “the first bird” Following the historical trail, a generally accepted current group definition of Birds has developed : All descendants of the most recent common ancestor shared by Archaeopteryx with modern birds (Neornithes). Introduction: The evolutionary origin of birds Theropoda Aves (Avialae) DINOSAURIA Sereno 1999 With the advent of cladistic methods of phylogenetic analysis (based on algorythms of parsimony) the hypothesis that birds descend from the bipedal predatory dinosaurs (Theropoda) has been reaffirmed Birds belong in the Archosauria: the group comprising all the descendants of the most recent common ancestor shared by birds and crocodilia (The crocodilia are birds closest living relatives). Birds are at the same time a type of archosaur, dinosaur and theropod in the same nested sense in which it is possible to state that humans are at the same time a type of mammal, primate and anthropoid (All bird is a dinosaur, but not all dinosaurs are birds) Dinosauria Archosauria Theropoda Sumida & Brochu 2000 Aves Ornithodira Neotheropoda Tetanurae Allosaurus Coelophysis Lewisuchus Early taxa of groups within which birds are succesively nested (Representative of stages in the evolution of bird ancestors) Ornitholestes Sinornithosaurus Maniraptora Eumaniraptora (Paraves) Avialae Rahonavis Because of the phylogenetic proximity between Archaeopteryx and some theropod dinosaurs, it was long ago predicted that theropods bearing feathers should eventually be discovered. There is now evidence that the origin of feathers preceded the origin of Archaeopteryx, and that feathers were present in the theropod ancestors of birds. Therefore, the old definition of Linnaeus has been mostly abandoned. Caudipteryx Microraptor Dromaeosauridae Sinornithosaurus Microraptor Protarchaeopteryx However, a few researchers do not accept cladistic methods of phylogenetic analys and maintain that birds do not descend from theropods. They argue that feathered theropods are not such but in fact are birds that resemble theropods by convergence. Through qualitative arguments rather than phylogenetic analysis, they propose that birds descended from other fossil Archosaurs such as Longisquama, a possibly flying form that presents large scales resembling feathers. In most amniotes it is possible to observe a sequence in which the skeletal elements initiate cartilage formation, such that the first digit to initiate cartilage formation is digit 4. It is possible to define a primary axis or “metapterygial axis” that runs through the ulna into digit digit 4. Chelydra forelimb Gallus hindlimb The embryological argument against the origin of birds from theropods Within developmental biology, the digits of the wing are called 2, 3 and 4, according to the fact that the primary axis of cartilage formation runs through the ulna into the posteriomost digit. Alligator forelimb Gallus forelimb Additionally, in the developing wing it is possible to observe the presence of small transitory mesenchymal condensations that have been interpreted to be vestiges of digital condensations 1 and 5 . Embryo of the Ostrich (Struthio) Nevertheless, within paleontology, the digits of the bird wing are called 1, 2 and 3, because they descend from theropod dinosaurs that had lost digits 4 and 5, as indicated by the presence in early theropods of reduced digits 4 and 5, and the notable morphological resemblances between the three remaining digits of theropods with the digits of Archaeopteryx (A) Alligator (B) The early ornithischian dinosaur Heterodontosaurus (C) The early theropod Herrerasaurus (D) The Neotheropod Coelophysis (E) The tetanuran Allosaurus (F)The early maniraptoran Ornitholestes (G) the early bird Archaeopteryx (H) the enanthiornithe Sinornis (I) nestling of the modern Opisthocomus (J) 12.5 day embryo of the duck Anas (K) the adult chicken Gallus gallus (L) Adult Opisthocomus. It has been proposed that the embryological condition of the bird wing is inconsistent with the origin of birds from theropod dinosaurs, and that birds alternatively must have descended from an ancestor that had lost digits 1 and 5 The apparent inconsistency with the embryology of the wing is considered the greatest obstacle to full acceptance of the hypothesis that birds descend from dinosaurs As a solution, it has been proposed that a change in the developmental pathway of digits 1, 2 and 3 must have occurred, described as a serial homeotic “frameshift” in the identity of digital condensations (Wagner and Gauthier 1999) . Digital condensations do remain undetermined until late stages, allowing for the experimental alteration of the identity of a digital condensation. Fig 2.4.3 Homeotic transformation of the thumb to an index in humans. Heiss (1957) Work on the molecular development of the limb has shown that the expression of the Hoxd13 and Hoxd12 genes can be used to identify the development of digit 1 in developing limbs (Chiang et al 2001, Ros et al 2003). Hoxd12 is not expressed in dígit 1, but it is expressed in all other digits (Knezevic et al 1997). Hoxd13, in turn, is expressed in all dígits, including digit 1. Hoxd12 Hoxd13 Forelimb Hindlimb 11.5 12.5 11.5 12.5 Forced misexpression of Hoxd12 in all digits of the mouse can lead to the homeotic transformation of dígit 1 to a longer, triphalangeal dígit 2 (Knezevic et al. 1997). The knockout of Hoxd13 in the mouse leads to altered development of dígit 1, which presents reduced length and fusion of two phalanges in a single element (Fromental-Ramain et al. 1996, Zákány et al. 1997). The expression of genes Hoxd12 and Hoxd13 can be used to aid the assessment of digital identity in the wing of birds Sin embargo, la morfología comparada (de taxa fósiles y vivientes) identifica a los dedos del ala de las aves como 1, 2 y 3 Wagner y Gauthier 1999 PNAS 96:5111 Solución propuesta: 1,2,3 = 2,3,4. Inferencia de un evento de Desplazamiento Homeótico en Serie (“DHS”) (Homeotic Frame- shift ) en la evolución del ala Feduccia 1999 PNAS A algunos puede tomarlesun tiempo entusiasmarse con el DHS… (A) Alligator (B) The early ornithischian dinosaur Heterodontosaurus (C) The early theropod Herrerasaurus (D) The Neotheropod Coelophysis (E) The tetanuran Allosaurus (F)The early maniraptoran Ornitholestes (G) the early bird Archaeopteryx (H) the enanthiornithe Sinornis (I) nestling of the modern Opisthocomus (J) 12.5 day embryo of the duck Anas (K) the adult chicken Gallus gallus (L) Adult Opisthocomus. Cambios de identidad especificados por mesénquima interdigital posterior a cada dedo A) Esquema de B) retirada de interdígito (ID) posterior a dedo 2 C) retirada de interdígito posterior a dedo 3 D) Control: injerto de condensación 2 en ID 2 y E) condensación 3 en ID 3. F) Condensación 3 en ID 2 G) Condensación 2 en ID 3 Dahn y Fallon 2000 Science 289: 438 Vargas se gana una pequeña beca development para pasar 1 mes en el lab de John Fallon en Wisconsin Ahí aprende que en extremidades en que no hay controversia sobre la identidad de los dedos (ratón, pie del pollo) la expresión de genes Hox se utiliza para identificar el desarrollo del dedo 1. HoxD-10, HoxD-11 y HoxD-12 están ausentes sólo en el dedo 1, pero se expresan en todos los demás dedos. HoxD-13 y HoxA-13, en cambio, se expresan en todos los dedos, incluído el dedo 1 HoxD-12 HoxD-13 Brazo Pierna 11.5 12.5 11.5 12.5 Chiang et al 2001 Dev Biol 236: 421 1 3 2 4 5 1 2 3 4 5 The knockout of Hoxd13 in the mouse leads to altered development of dígit 1, which presents reduced length and fusion of two phalanges in a single element (Fromental-Ramain et al. 1996, Zákány et al. 1997). The expression of genes Hoxd12 and Hoxd13 can be used to aid the assessment of digital identity in the wing of birds Expresión forzada de HoxD-12 en el dedo 1 de ratón: transformación a un dedo 2 Expresión forzada de HoxD-12 en pie de pollo (colaboración con Fallon lab) sugiere conservación funcional de HoxD-12 en ratón y pollo (pese a 300 millones de años de divergencia evolutiva) Expresión forzada de HoxD-11 en dedo 1 del pie del pollo: transformación a un dedo 2 EXPERIMENTOS FUNCIONALES En el ala, HoxD-10, HoxD-11 y HoxD-12 están ausentes sólo en el dedo bifalangeal anterior del ala. La expresión genética sugiere que este es un dedo 1, pese a desarrollarse a partir de la posición embriológica del dedo 2. Vargas & Fallon 2005 JEZB (MOL DEV EVOL) 304:86 Vargas and Fallon 2005 JEZ B (MDE) 304:86 Pie pollo Mano ratón HoxD-13 HoxD-12 HoxD-13 HoxD-12 Mano de pollo (dias 7 y 8) ¿Qué tal si la ausencia de expresión de HoxD-12 es sólo cosa de ser el dedo más anterior? Los mutantes de pollo talpid2 y Silkie presentan un pie con un eje antero-posterior alterado. talpid2 muestra un pie “posteriorizado” y polidáctilo, sin dedo 1. En Silkie, el dedo más anterior no es el dedo 1 sino un dedo 2 ectópico Silkie Talpid2 Vargas & Fallon 2005 JEZB 304:86 En ratón, HoxA-13 se expresa en todos los dedos, pero sólo el dedo 1 requiere HoxA-13 para su formación. Es el único dedo que desaparece en ausencia de función de HoxA-13 Image from Fromental-Ramain et al. 1996 Discussion Considering the fossil evidence, it is notable that in the development of the wing of the wildtype chicken, the expression of Hoxd12 is absent in the most anterior digit, an the expression of Hoxd13 is present. Despite the fact this digit is described as developing from digital condensation 2, the expression of Hoxd12 y Hoxd13 indicate it is a digit 1. Para observar la “función” de HoxA-13 en el ala, un alelo dominante negativo (putativo) para HoxA-13 fue contruido que comprende una fusion of dominio represor de la transcripción del gen engrailed de drosphila y una región de HoxA-13 (EnHoxA-13) en un vector retroviral que fue electroporado en el primordio del ala en estadio 17 Datos preliminares: Como resultado, el dedo anterior del ala dejó de formarse sugiriendo que sólo este dedo requiere HoxA-13, tal como el dedo 1 del ratón. Desplazamiento Homeótico en Serie: Identidad y expresión de HoxD10-12 hacia posterior Ratón Pollo Pero, el ratón es sólo un pariente lejano de las aves. Los crocodylia son los parientes vivos más cercanos a las aves. Aproximación comparativa: Si el dedo más anterior del ala es un dedo 2, es posible que en los crocodilia el dedo 2 no exprese HoxD-10, HoxD-11 y HoxD-12 Si, de acuerdo al DHS, la ausencia de HoxD-10, HoxD-11 y HoxD-12 en el en el ala de las aves indica, como en el ratón, el desarrollo del dedo 1, la ausencia de expresión debiera observarse sólo en el dedo 1 de parientes más cercanos de las aves Clonamos un fragmento del exon 1 de HoxD-11 de Alligator mississippiensis para observar su expresión en dedos embrionarios. Vargas et al 2008 PLoS ONE 3(10): e3325 Como en el ratón, en Alligator, HoxD-11 está ausente sólo en el dedo 1 bifalangeal; el dedo anterior del ala se parece exclusivamente al dedo 1 de Alligator Esto es consistente con el DHS, que mantiene que los dedos del ala son 1,2 y 3 pese a desarrollarse a partir de las condensaciones 2,3,y 4 Vargas et al 2008 PLoS ONE 3(10): e3325 La transformación homeótica de dedos se ha documentado, pero sólo para dedos individuales Dahn y Fallon 2000 Science 289:438 La evidencia experimental: ¿Es posible un DHS en el lab? Sin embargo, nunca se ha demostrado el desplazamiento en serie, simultáneo de más de un dígito. ¿Podemos inducir un DHS de manera experimental? Scherz et al. 2007 Dev Biol 308:343 La aplicación de cyclopamina en estadios 18-20 produce alas bidáctilas con dedos 1 y 2. ¿Dónde está el eje primario de formación de cartílago en estas alas experimentales? Cyclopamine La Cyclopamina inhibe la señalización de Shh, un morfógeno que se transcribe en una región posterior, desde donde su proteína disminuye su concentración en gradiente hacia anterior En 9/54 casos, las alas bidáctilas presentaron un cartílago anterior al dedo 1 que no se desarrolla en un dígito. Esta puede corresponder a células con potencial condrogénico que normalmente producen un dígito pero que quedan “vacantes” (sin identidad especificada) tras el DHS hacia posterior Wildtype Cyclopamine-Treated La expresión de HoxD-12 también está desplazada, una posición digital más cerca del eje primario de formacion de cartílago La pérdida del dedo posterior, el desplazamiento de la morfología y de la expresión de HoxD-12, y la aparición de un cartílago anterior “vestigial”, fueron todas previamente implicadas para el DHS evolutivo. Esto sugirie que el mecanismo del DHS se sobrepone con el de la vía de señalización de Shh Conclusiones La ausencia de HoxD-12, HoxD-11 y HoxD-10 en dedo 1 es ancestral para amniotos y conservada en ratón y pollo El caso del ala de las aves ejemplifica cómo el origen embriológico puede no ser infalible como indicador de homología (pese a que generalmente funciona) Como previamente no se habían descrito desplazamientos homeóticos en serie experimentales, la aplicación de cyclopamina confirma una posibilidad mecanística que previamente había sido inferida mediante comparaciones evolutivas. (La naturaleza no hace distinción entre ciencias experimentales y comparativas; los mismos mecanismos se ven reflejados en ambas) Actuales investigaciones de Vargaslab en el Departamento de Biología: Deriva fenogenética: Cambio de la expresión de genes Tbx en un dedo 4 que no cambia de morfología Pese al descubrimiento de estos dinosaurios emplumados, persisteaún una objeción importante, publicable en evistas académicas, y que guarda relación con la identidad de los dedos del ala de las aves. De acuerdo a este argumento (La “objeción embriológica) las aves poseen tres dedos en el ala que corresponden a los dedos índice , medio, y anular (2,3, y 4), mientras que los tres dedos de la mano de los dinosaurios son el pulgar, índice y medio (1, 2y 3) Este es el único actualmente argumento publicable en revistas científicas para decir que las aves no son dinosaurios Hinchliffe 2002 Gilbert 2002 Por lo tanto la paleontología y la biología del desarrollo parecen ofrecer información conflictiva respecto a si los dedos de la mano de las aves son 1,2 y 3 ó 2, 3 y 4. El argumento más perdurable y reconocido en contra del origen de las aves a partir de los dinosaurios ha sido la identificación 2, 3, 4 de los dígitos del ala. La información aquí presentada no favorece este argumento y consolida el hecho de que las aves son representantes vivientes de los dinosaurios La transformación de dinosaurio en Ave Las aves presentan muchos rasgos que es posible describir cómo se adquirieron a partir de los dinosaurios. En las aves,la pantorrilla difiere de la de un dinosaurio por que el hueso de la fíbula se ve reducido en tamaño y su extremo distal no se contacta con el tarso (tobillo) Importantemente, este cambio se ve “recapitulado” en el desarrollo embrionario de las aves Alargamiento de la pierna bajo la rodilla Archer et al (1984) Afirman que la fíbula pierde su extremo distal (epifisis) distal en el desarrollo, con la consecuente reducción del crecimiento longitudinal hacia distal (“reducción” de la fíbula). Adicionalmente, plantean que el trozo desprendido corresponde al hueso calcáneo (fibulare) del tobillo. Archer describe un plano de células aplanadas (zona transparente) cerca de la epifisis fibular y afirma que especifica el futuro plano de fractura Sin embargo, en la mayoría de los tetrápodos (con la excepción de los urodelos) y en todos los amniotos, el calcáneo se presenta como una condensación cartilaginosa independiente desde estadios muy tempranos que se observa previo a las condensaciones cartilaginosas del arco digital (Siguiendo la secuencia de condrificación del “eje metapterigio”) ¿Qué ocurría en el desarrollo de un dinosaurio? Si el fibulare se desprendía de la fíbula, ¿Porqué no disminuía el crecimiento longitudinal de la fíbula? Si se origina de forma diferente ¿Es homólogo el calcáneo de aves al de otros tetrápodos? Mediante diafanizados y cortes histológicos, observé que el calcáneoen el pollo y en el pato se desarrolla como en cualquier tetrápodo. En el caso del pollo puede ser observado como un elemento independiente entre los estadios 26 al 28, previo al supuesto origen por desprendimiento propuesto por Archer Pollo E26 Pato 6 días E26 E27 E28 Resultados: El fibulare (calcáneo) de las aves no se origina a partir de la epífisis distal de la fíbula cartilaginosa, sino que inicia la condrogénesis como un elemento independiente (E25) .Ulteriomente se aproxima mucho a la fíbula (E28-29), momento en que se ha deescrito un repentino alargamiento de la fíbula (Hall 1975, Archer 1984). La zona de células aplanadas descrita por Archer et al. probablemente corresponde a la interfase entre los pericondrios de ambos huesos. Ulteriormente (E30) se pierde la proximidad física entre fíbula y fibulare, interpretada erróneamente por Archer como el desprendimiento de la epifisis distal de la fíbula. El fibulare despues es incorporado por fusión al tibiotarso. Alargamiento del coracoides y evolución del músculo sterno- coracoideo Fusión y expansión de las placas esternales Unión, alargamiento y cambio de ángulo entre las clavículas Alargamiento de antebrazo y de la mano Metacarpo 1 reducido, no fusionado al metacarpo2 Epipophysis cervicales Metatarso V reducido, no fusionado al tarso Alargamiento de la pierna bajo la rodilla Presencia de cresta cnémica Los alavarezasauridae fueron considrados como las aves más basales luego de Archaeopteryx,. Por ejemplo, se parecen al a las aves modernas en la reducción de la fíbula, Sin embrago, actualmente no se les considera aves, sino terópodos muy cercanos a las aves Rahonavis ostromi Presenta la garra en forma de Hoz característica de los Deinonychosauria Se han descrito restos de una supuesta ave triásica, Protoavis. Sin embargo, este no es aceptado por la mayoría de la comunidad paleontológica. Se ha argumentado que es una mezcla de diferentes animales del triásico Posición del dígito 1 del pie dígito 1 oponible Para distinguir si este cambio de posición del dígito 1 es el resultado del desplazamiento del dígito o más bien del mayor crecimiento hacia proximal de los metatarsos, efectué inyecciones del colorante lipofílico fluorescente DiI en la región proximal, media y distal de los metatarsos en desarrollo del pie de pollos de 6 y 7 días de incubación. Cada sitio de inyección fue dibujado con una camara lucida. Luego se fotografió el lugar en que se detectaron las celúlas marcadas al día 9 del desarrollo, cuando el dígito 1 presenta una ubicación distal La orientación del pubis es cada vez más hacia atrás, en la ontogenia y filogenia Las aves poseen sacos respiratorios, verdaderas extensiones de los pulmones hacia distintas regiones corporales, incluynedo el interior de huesos (no mostrado en la figura) El aire ingresa hacia los sacos posteriores y luego hacia los pulmones y sacos más anteriores, generando una unidireccionalidad del flujo aéreo completamente única a las aves. El primer metacarpo, grande e independiente en Archaeopteryx, se hace pequeño y se fusiona completamente al segundo metacarpo en aves actuales, presentando además un proceso de la musculatura extensora de la mano En aves modernas frecuentemente se describe que el calcáneo posee un proceso ascendente. Esto se considero incompatible con el tobillo de dinosaurios terópodos, en los cuales el astrágalo es el que proyecta un proceso ascendente. Sin amebargo, una examinación de la emvrología indica que en realidad este proceso ascendente no pertenence al calacáneo, sino que al astrágalo, como en dinosaurios Deinonychus Archaeopteryx Hesperornithiforme Hoatzin Pygostilia: Confuciusornithidae + Ornithotoraces Poseen pygostilo, esternón osificado con quilla Confuciusornithidae Poseen un pygostilo, pero el Tercer dedo de la mano aún posee 4 falanges Destaca la pérdida de los dientes, adquirida independientemente de las aves actuales (Neornithes) Hallux oponible muy bien desarrollado Tanto los músculos pectorales, que bajan el ala, como el múculos supracoracoideo, que la levanta, se insertan en la quilla del esternón. El supracoracoideo actua como la rueda de una grúa. El desarrollo del supracoracoideo está relacionado con el alargamiento del coracoides y la paprición de un foramen trióseo que los pefora permitiendo la inserción del músculo en la cara posterior del húmero Ornithotoraces: Enantiornithes + Ornithuromorpha. Presencia del alula: dígito 1 del ala 1 modificado, sostiene plumas del “ala pequeña”. Coracoides se alarga Las Enanthiornithes, a diferencia de Confuciusornithidae, eran dentadas, y habpainr educido el número de falanges en el dígito 3 de la amno, de 4 falanges, a una sola. Sin embargo, retienen los dígitos 1 y 2 con 2 y 3 falanges, las terminales siendo las falanges unguales (garras) Poseen un metatarso IV muy delgado en el pie, los extremos más distales de los metatarsos no se fusionan. Fórmula falangeal 2, 3, 1 en la mano Presencia de fórmula falangeal 2-3-1, como en la mano de aves mesozoicasenanthiornithes (pato y hoazin, ausente en embriones de pollo 2-2-1) Sinornis sanctus Opisthocomus hoazin (cuculiformes), cría y adulto Anas platirrhynchos, 12.5 días de incubación y adulto Gallus gallus Gran tamaño del acetábulo en enantiornithes y el embrión del pollo, en contratse con el pequeño tamaño del acetábulo en adultos Ornithuromorpha: Comparten una mano más similar a la de las aves actuales (neornithes) la presencia de metacarpos más extensamente fusionados entre s{i Patagopteryx deferrerasii Es un ave terrestre del cretácico que ya había perdido la capacidad de volar Ornithurae: Hesperornis + Carinatae Poseen acetábulos reducidos Hesperornothiformes: Formas marinas dentadas con brazo vestigializado Carinatae: Presentan mucho mayor desarrollo de la quilla y una cabeza proxinal del húmero de forma globular Dea¿stacan los Ichthyornitidae, marinos, voladores y dentados Neornithes: Representan a todos los descendientes del ancestro en común más rciente de todas las aves actuales. Son Carinatae que han perdido por completo los dientes. Se pierden defeinitivamente las costillas ventrales (gastralia). El húmero es hueco y presenta una fosa para el ingreso de un saco pulmonar Las Neornithes se pueden dividr en dos grupos que se reconocen con facilidad por sus paladares. Paleognathae: El paladar presenta un vomer grande firementente unido al pterygoide, no hay articulación entre pterygoideo y palatino, y hay una articulación movible entre el pterygoideo y la base de la caja craneana. Neognathae: paladar más suelto y móvilLos vomners estan reducidos o perididos por completo, hay una articulación movible entre el pterygoideo y el palatino, y se pierde la articulación de pterygoideo con la caja craneana. Paleognatha: Tinamiformes: Tinamúes Apterygiformes: Kiwis, Moas Struthioniformes: Avestruces Rheiformes: Ñandúes Casuariiformes: Casuarios y Emúes Las Paleognathae son de hábitos terrestres y son pobres voladoras o no vuelan en absoluto. Debido a esto poseen una quilla esternal ausente o muy pobremente desarrollada, lo cual las diferencia de Neognathae Los avestruces han perdido por completo el dígito 1 y 2 y corren sobre dos dedos, el 3 y el 4. El metatarso 2 está drásticamente reducido. Este es un enigmático fósil sin nombrar de una ave que combina la presencia de un paladar paleognatho con el desarrollo de una importante quilla esternal, como en Neognathae. Neognathae Neognatha Galliformes: pollo, pavo, faisan, Urogallos Anseriformes: Patos y Cisnes Podicipedifomes: Somormujos Gaviiformes: Colimbos Spheniscifomes: Pingüinos Pelecaniformes: Rabijuncos, pelícanos, Cormoranes, fragatas, Piqueros Procelariformes: Albatroses, Petreles Gruiformes: Grullas, rascones, pollas de agua y fochas Charadriformes: Gaviotas, Flamingos, Ostreros, Chorlitos, Zarapitos, Phorhusracidae, Alcas, Frailecillos, etc. Ardeidae : Avetorillos, según otros, garzas también Columbiformes: palomas y tórtolas Ciconiiformes: Garzas, Buitres del nuevo mundo Falconiformes: Halcones, águilas, y buitres del viejo mundo Strigiformes: búhos Caprimulgiformes: Nictibios, Egotelos Apodiformes: Picaflores y vencejos, otros incluyen chotacabras Coracciformes: calaos, martín pescadores Piciformes: carpinteros, tucanes Passeriformes: Aves cantoras Galloanserae: Galliformes y Anseriformes Columbiformes Didus Ciconiiformes Terrestre Perchera Zygodactylia Teratornis Charadriformes: Un grupo con una gran diversidad de estilos de Vida acuales: Flamingos, aves playeras, gaviotas, Pingüinos falsos (Auk), y extintos grandes Depredadores terrestres como Phorusrhacidae Sphenisciformes Pelecaniformes: Plotopteridae, Familia extinta convergente con los pingüinos Pelecaniformes: Pelagornithidae (Pseudodontornes)
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