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 en el centro) y Durlstodon (primer plano a la izquierda) se aventuraban a salir de noche a cazar insectos. El terópodo Nuthetes sosteniendo un Durlstotherium capturado (centro a media distancia).

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 Cretácico-Paleógeno , hace 66 millones de años . ^[1] Si bien algunos grupos de mamíferos se adaptaron más tarde a estilos de vida diurnos (diurnos) para llenar nichos recientemente desocupados , los aproximadamente 160 millones de años que pasaron 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 eran excavadores nocturnos.

Los mamíferos evolucionaron a partir de los cinodontos , un grupo de sinápsidos superficialmente parecidos a perros a raíz de la extinción masiva del Pérmico-Triásico . Los grupos emergentes de arcosaurios 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 supervivientes sólo pudieron triunfar en nichos con una competencia mínima de los dinosaurios diurnos , evolucionando hasta convertirse en los típicos habitantes insectívoros de cuerpo pequeño de la maleza nocturna. ^[4] Si bien los primeros mamíferos continuaron desarrollándose en varios grupos de animales probablemente bastante comunes durante el Mesozoico , todos permanecieron relativamente pequeños y nocturnos.

Sólo con la extinción masiva al final del Cretácico los dinosaurios dejaron el escenario abierto para el establecimiento de una nueva fauna de mamíferos. A pesar de esto, los mamíferos siguieron siendo de cuerpo pequeño durante millones de años. ^[5] Si bien todos los animales más grandes que viven hoy en día son mamíferos, la mayoría de los mamíferos siguen siendo pequeños animales nocturnos. ^[6]

Adaptaciones nocturnas de los mamíferos.

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

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

Sentidos

• Un sentido agudo de la audición, con cócleas enrolladas , pabellones externos y huesecillos auditivos en el oído.
• Muy buen olfato, cornetes nasales bien desarrollados . La mayoría de los mamíferos tienen un bulbo olfatorio de gran tamaño .
• Sentido del tacto bien desarrollado, particularmente los bigotes . ^[7]
• A excepción de los primates superiores , la córnea es muy grande , lo que da 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 independizarse de la radiación solar y de los factores ambientales. ^[1]
• Tipo único de tejido adiposo marrón , que permite a los mamíferos generar calor rápidamente. ^[10]
• Mitocondrias con tasas de respiración de cinco a siete veces superiores a las de reptiles de tamaño similar. ^[11]
• Piel para ayudar en 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 del sol. ^{[13] [14]}
• El mecanismo de reparación del ADN 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 excavador que les permite protegerse del clima y de los depredadores diurnos parece ser un rasgo básico de los mamíferos. ^[19]

Referencias

1. Gerkema MP, Davies WI, Foster RG, Menaker M, Hut RA. El cuello de botella nocturno y la evolución de los patrones de actividad en los mamíferos. Proc Biol Ciencia. 3 de julio de 2013; 280 (1765): 20130508. doi: 10.1098/rspb.2013.0508
2. Sinn, J. "Un 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 (3ª ed.). Oxford: Ciencia de Blackwell. 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. Que, K. (28 de marzo de 2007). "El auge de los mamíferos modernos se produjo mucho después de la desaparición de los dinosaurios". VidaScience . Consultado el 24 de noviembre de 2014 .
6. Gamberale-Stille, G.; Salón, 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. Conceder, Robyn; Mitchinson, Ben; Prescott, Tony (2011). "Comportamiento y función vibrisal". Scholarpedia . 6 (10): 6642. Código bibliográfico : 2011SchpJ...6.6642P. doi : 10.4249/scholarpedia.6642 .
8. Hall, Michigan; Kamilar, JM; Kirk, CE (24 de octubre de 2012). "La forma de los ojos 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 fotopigmentos visuales en cráneos". Ecología Molecular . 21 (13): 3121–3158. doi : 10.1111/j.1365-294X.2012.05617.x . PMID  22650357. S2CID  9077192.
10. Cannon, B. (1 de enero de 2004). "Tejido adiposo marrón: función y significado fisiológico". Revisiones fisiológicas . 84 (1): 277–359. doi :10.1152/physrev.00015.2003. PMID  14715917.
11. Marca, médico; Costura, P.; De lo contrario, PL; Cruz, 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". La revista bioquímica . 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 Oftalmológica . 58 (1): 69–82. doi :10.1111/j.1755-3768.1980.tb04567.x. PMID  6773294. S2CID  24655348.
13. El pasado nocturno de los mamíferos da forma a la sensibilidad al sol.
14. Por qué un pez haría 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 de las cavernas somalí sobre el oscuro pasado de los mamíferos modernos". Ciencia diaria . Prensa celular. 11 de octubre de 2018 . Consultado el 11 de octubre de 2018 .
17. Gerkema, diputado; Davies, WIL; Fomentar, 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: Ciencias Biológicas . 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). "La primera evidencia 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.