Cuello de botella nocturno

Hipótesis para explicar los rasgos en los mamíferos

Impresión artística de la laguna de Purbeck al anochecer: Durlstotherium (primer plano a la derecha y al centro) y Durlstodon (primer plano a la izquierda) se aventuraron por la noche a cazar insectos. El terópodo Nuthetes sostiene un Durlstotherium capturado (centro, distancia media).

El tapetum lucidum de un tejón europeo refleja el flash del fotógrafo, uno de los muchos rasgos nocturnos omnipresentes en los mamíferos.

La hipótesis del cuello de botella nocturno es una hipótesis para explicar varios rasgos de los mamíferos. En 1942, Gordon Lynn Walls describió este concepto que establece que los mamíferos placentarios fueron principalmente o incluso exclusivamente nocturnos durante la mayor parte de su historia evolutiva, desde su origen hace 225 millones de años hasta después del evento de extinción del Cretácico-Paleógeno , hace 66 millones de años . ^[1] Si bien algunos grupos de mamíferos se adaptaron posteriormente a estilos de vida diurnos (durante el día) para llenar nichos recientemente desocupados , los aproximadamente 160 millones de años pasados ​​como animales nocturnos han dejado un legado duradero en la anatomía y fisiología basal de los mamíferos , y la mayoría de los mamíferos siguen siendo nocturnos. ^[2]

Evolución de los mamíferos

Brasilitherium , un cinodonte casi mamífero muy avanzado, probablemente era un animal de excavación nocturna.

Los mamíferos evolucionaron a partir de los cinodontos , un grupo de sinápsidos superficialmente similares a los perros a raíz de la extinción masiva del Pérmico-Triásico . Los grupos de arcosaurios emergentes que florecieron después de la extinción, incluidos los cocodrilos y los dinosaurios y sus antepasados, llevaron a la extinción a los cinodontos más grandes restantes, dejando solo las formas más pequeñas. ^[3] Los cinodontos sobrevivientes solo pudieron tener éxito en nichos con una competencia mínima de los dinosaurios diurnos , evolucionando en los típicos habitantes insectívoros de cuerpo pequeño del sotobosque nocturno. ^[4] Si bien los primeros mamíferos continuaron desarrollándose en varios grupos de animales probablemente bastante comunes durante el Mesozoico , todos siguieron siendo relativamente pequeños y nocturnos.

Sólo con la extinción masiva de finales del Cretácico los dinosaurios dejaron el terreno libre para el establecimiento de una nueva fauna de mamíferos. A pesar de ello, los mamíferos siguieron teniendo un cuerpo pequeño durante millones de años. ^[5] Aunque todos los animales más grandes que viven hoy en día son mamíferos, la mayoría de ellos siguen siendo pequeños animales nocturnos. ^[6]

Adaptaciones nocturnas de los mamíferos

Los bigotes de una musaraña , utilizados para encontrar presas, orientarse y socializar.

Numerosas características de la fisiología de los mamíferos, especialmente las relacionadas con los órganos sensoriales, parecen ser adaptaciones a un estilo de vida nocturno. Entre ellas se incluyen:

Sentido

• Un sentido agudo de la audición, con cócleas enrolladas , pabellones auriculares externos y huesecillos auditivos en el oído.
• Muy buen sentido del olfato, cornetes nasales bien desarrollados . La mayoría de los mamíferos tienen un bulbo olfatorio grande .
• Sentido del tacto bien desarrollado, especialmente los bigotes . ^[7]
• Con excepción de los primates superiores , la córnea es muy grande , lo que proporciona una imagen visual menos aguda en comparación con las aves y los reptiles. ^[8]
• Visión limitada del color . ^[9]

Fisiología

• Endotermia que permitió a los primeros mamíferos volverse independientes de la radiación solar y de los factores ambientales. ^[1]
• Un tipo único de tejido adiposo marrón que permite a los mamíferos generar calor rápidamente. ^[10]
• Mitocondrias con tasas de respiración cinco a siete veces superiores a las de reptiles de tamaño similar. ^[11]
• Piel para ayudar a la termorregulación en un ambiente frío (nocturno).
• Falta de un mecanismo de protección ocular contra la luz ultravioleta (diurna) . ^[12]
• Pérdida de la capacidad de producir gadusol, una sustancia química que protege contra el sol. ^{[13] [14]}
• El mecanismo de reparación del ADN mediante fotoliasa , que depende de la luz visible, no funciona en los mamíferos placentarios, a pesar de estar presente y ser funcional en bacterias, hongos y la mayoría de los demás animales. ^{[15] [16]}

Comportamiento

• El ritmo circadiano y los patrones de comportamiento en todos los grupos de mamíferos basales son nocturnos, al menos en los placentarios . ^{[17] [18]}
• El estilo de vida de madrigueras que les permite protegerse del clima y de los depredadores diurnos parece ser un rasgo basal de los mamíferos. ^[19]

Referencias

1. Gerkema, MP; Davies, WIL; Foster, RG; Menaker, M.; Hut, RA (3 de julio de 2013). "El cuello de botella nocturno y la evolución de los patrones de actividad en los mamíferos". Actas de la Royal Society B: Biological Sciences . 280 (1765): 20130508. doi :10.1098/rspb.2013.0508. PMC  3712437 . PMID  23825205.
2. Sinn, J. "Nuevo estudio muestra los efectos de la vida nocturna prehistórica en la visión de los mamíferos". Universidad de Texas . Consultado el 24 de noviembre de 2014 .
3. Benton, Michael J. (2004). Paleontología de vertebrados (3.ª ed.). Oxford: Blackwell Science. ISBN 978-0-632-05637-8.
4. Kielan-Jaworowska, Zofia; Cifelli, Richard L.; Luo, Zhe-Xi (2004). Mamíferos de la era de los dinosaurios: orígenes, evolución y estructura . Nueva York: Columbia University Press. pag. 5.ISBN​ 978-0-231-11918-4.
5. Than, K. (28 de marzo de 2007). "El surgimiento de los mamíferos modernos se produjo mucho después de la desaparición de los dinosaurios". LiveScience . Consultado el 24 de noviembre de 2014 .
6. Gamberale-Stille, G.; Hall, KSS; Tullberg, BS (10 de agosto de 2006). "¿Señales de rentabilidad? Las preferencias de color de los alimentos en las currucas juveniles migratorias difieren para las frutas y los insectos". Ecología evolutiva . 20 (5): 479–490. doi :10.1007/s10682-006-0015-y. S2CID  45267536.
7. Grant, Robyn; Mitchinson, Ben; Prescott, Tony (2011). "Comportamiento y función de los vibrisos". Scholarpedia . 6 (10): 6642. Bibcode :2011SchpJ...6.6642P. doi : 10.4249/scholarpedia.6642 .
8. Hall, MI; Kamilar, JM; Kirk, EC (24 de octubre de 2012). "Forma del ojo y el cuello de botella nocturno de los mamíferos". Actas de la Royal Society B: Ciencias Biológicas . 279 (1749): 4962–4968. doi :10.1098/rspb.2012.2258. PMC 3497252 . PMID  23097513. 
9. Davies, Wayne IL; Collin, Shaun P.; Hunt, David M. (julio de 2012). "Ecología molecular y adaptación de los fotopigmentos visuales en craneales". Molecular Ecology . 21 (13): 3121–3158. Bibcode :2012MolEc..21.3121D. doi : 10.1111/j.1365-294X.2012.05617.x . PMID  22650357. S2CID  9077192.
10. Cannon, B. (1 de enero de 2004). "Tejido adiposo pardo: función y significado fisiológico". Physiological Reviews . 84 (1): 277–359. doi :10.1152/physrev.00015.2003. PMID  14715917.
11. Brand, MD; Couture, P.; Else, PL; Withers, KW; Hulbert, AJ (1 de abril de 1991). "Evolución del metabolismo energético. La permeabilidad de protones de la membrana interna de las mitocondrias del hígado es mayor en un mamífero que en un reptil". The Biochemical Journal . 275 (1): 81–6. doi :10.1042/bj2750081. PMC 1150016 . PMID  1850242. 
12. Ringvold, Amund (27 de mayo de 2009). "Humor acuoso y radiación ultravioleta". Acta Ophthalmologica . 58 (1): 69–82. doi :10.1111/j.1755-3768.1980.tb04567.x. PMID  6773294. S2CID  24655348.
13. El pasado nocturno de los mamíferos condiciona la sensibilidad al sol
14. ¿Por qué un pez fabricaría su propio protector solar? - NPR
15. Lucas-Lledó JI, Lynch M (mayo de 2009). "Evolución de las tasas de mutación: análisis filogenómico de la familia fotoliasa/criptocromo". Biología molecular y evolución . 26 (5): 1143–53. doi :10.1093/molbev/msp029. PMC 2668831 . PMID  19228922. 
16. "Pistas de un pez cavernícola somalí sobre el oscuro pasado de los mamíferos modernos". Science Daily . Cell Press. 11 de octubre de 2018 . Consultado el 11 de octubre de 2018 .
17. Gerkema, MP; Davies, WIL; Foster, RG; Menaker, M.; Hut, RA (3 de julio de 2013). "El cuello de botella nocturno y la evolución de los patrones de actividad en los mamíferos". Actas de la Royal Society B: Biological Sciences . 280 (1765): 20130508. doi :10.1098/rspb.2013.0508. PMC 3712437 . PMID  23825205. 
18. Menaker, M.; Moreira, LF; Tosini, G. (marzo de 1997). "Evolución de la organización circadiana en vertebrados". Revista Brasileña de Investigaciones Médicas y Biológicas . 30 (3): 305–313. doi : 10.1590/S0100-879X1997000300003 . PMID  9246228.
19. Damiani, R.; Modesto, S.; Yates, A.; Neveling, J. (22 de agosto de 2003). "Evidencia más temprana de excavación de cinodontes". Actas de la Royal Society B: Ciencias Biológicas . 270 (1525): 1747–51. doi :10.1098/rspb.2003.2427. PMC 1691433 . PMID  12965004.