Explorando el interior de los huesos fósiles

Por Ari Iglesias y Marianella Talevi*

Con el paso del tiempo y el desarrollo de nuevas tecnologías la paleontología se fue ampliando y surgieron nuevas ramas como por ejemplo la paleo-histología, que es el estudio de los tejidos fósiles. En muchos tejidos fósiles es posible que se preserven las células con sus formas originales, esto ocurre por ejemplo en varios de los huesos de animales prehistóricos. Los paleontólogos intentan dilucidar cómo es que estas células contribuían a los diferentes tejidos y órganos de animales que vivieron en el pasado y hoy se encuentran extintos. La paleo-histología es una herramienta que ayuda a comprender tales aspectos a través de la observación del interior de los fósiles.

¿Células fósiles?

Los huesos están formados por tejido óseo; este a su vez está formado por diferentes células. Increíblemente, aún con el paso de millones de años, es posible que se preserve la forma de estas células en los huesos de animales que vivieron hace millones de años. Las células que constituyen los huesos se encuentran embebidas en una sustancia rica en un mineral denominado fosfato de calcio, que es lo que le da la dureza a los huesos. Este mineral es tan duro que resiste a la descomposición y compresión de los huesos y ayuda a que se preserven en forma fósil.

Las células formadoras de hueso son denominadas osteocitos. En el tejido óseo, también existen los osteoclastos, que son células destructoras del hueso. Así los huesos están permanentemente remodelándose, mientras unas células construyen, otras destruyen y el resultado es un hueso en crecimiento.

Los paleontólogos como  la Dra. Marianella Talevi (de la Universidad Nacional de Río Negro en General Roca), cortan los huesos fósiles en finas capas y los observan en el microscopio para así poder reconocer los diferentes tejidos y células e interpretar las múltiples indicaciones biológicas que quedan guardados en su  interior . De la comparación interna de los diferentes huesos, los paleontólogos rescatan valiosa información sobre animales hoy extintos y de los cuales, en su mayor parte, solo conocemos sus huesos.

La paleo-histología es una  rama de la paleontología  muy novedosa y en creciente  desarrollo. Es una valiosa herramienta para hacer inferencias biológicas, como por ejemplo sobre patologías, es decir enfermedades que se reflejan en los huesos y tejidos de animales fósiles, estimación de la edad (o esqueletocronología) y hasta la determinación de sexo.

Los huesos comienzan a formarse en los primeros estadios del crecimiento de un bebé. No se crean de la nada, crecen a partir de moldes de tejidos previos. Pueden crecer desde cartílago o a partir de otras células. Los huesos largos (por ejemplo el fémur de la pierna) o las vértebras de la columna crecen a partir de moldes de cartílago. A medida que los embriones y los animales juveniles van creciendo estos moldes de cartílago se van transformando en hueso, se osifican (calcifican) mediante la depositación del mineral de fosfato de calcio. Los huesos largos crecen mayormente desde sus puntas en la parte que articulan con otros huesos (lo que es denominado epífisis). Una vez que alcanzan su tamaño y forma final, algunos huesos comienzan a cambiar su estructura interna en lo que se denomina “remodelación ósea”, donde tanto los osteocitos como los osteoclastos llevan la ardua tarea del crecimiento interno de los huesos.

Los huesos para nadar

Durante le mesozoico existieron varios grupos de reptiles marinos, entre ellos los  plesiosaurios (como el mitológico monstruo “Nahuelito”), los ictiosaurios (de aspecto similar a delfines o tiburones) y los mosasaurios (terribles reptiles marinos similares a los lagartos actuales pero con aletas en lugar de patas). Dentro de estos reptiles marinos los paleontólogos han hallado dos tendencias en cuanto a la forma del tejido óseo:

La primer tendencia es a la disminución de la masa ósea, es decir son formas que tendieron a alivianar el esqueleto, donde la remodelación destruye hueso pero no se vuelve a regenerar. Esto crea una estructura esponjosa en los huesos, similar a la osteoporosis de los humanos, solo que en estos reptiles no es una enfermedad, sino una adaptación para alivianar el peso del esqueleto y de esta forma tener facilidad para la flotabilidad y una mayor velocidad durante la natación.

Otra tendencia que han desarrollado los organismos marinos en sus huesos, es la de  aumentar la masa ósea es decir aumentare la densidad de los huesos y volverlos compactos. Esto generalmente está asociado con formas que no tienen una natación rápida, o que pueden vivir cercanos a la costa. Esta tendencia también puede verse en algunos  mamíferos marinos actuales como el manatí.

Huesos livianos para volar

Como hoy todos sabemos, los dinosaurios no fueron un grupo homogéneo, hubo de los grandes cuadrúpedos con largos cuellos y herbívoros y de los terribles terópodos carnívoros, bípedos y con pequeños brazos. Un grupo de terópodos tuvo una adaptación a poseer cuerpos mucho más gráciles (livianos), sus brazos se convirtieron en alas y sus cuerpos comenzaron a revestirse de plumas. Este grupo de dinosaurios es el que dio origen a las aves. La estructura de sus huesos también fue cambiando con las diferentes funciones y morfologías que fueron adquiriendo. Para ser más ágiles y veloces y hasta alcanzar el vuelo, los huesos de estos reptiles tuvieron varias modificaciones en su estructura interna. En parte, sus huesos, se alivianaron creando cavidades neumáticas (cavidades rellenas de grasas y sacos aéreos) en su interior, sin perder la dureza y rigidez de la capa externa. Un corte de hueso de ave es fácilmente reconocible por los paleontólogos, ya que poseen una fina capa compacta externa rodeando una cavidad completamente hueca. Estos tipos de huesos se conocen desde el periodo Cretácico (desde hace 100 millones de años).

Leer los años en los huesos de animales primitivos

Al igual que en los anillos de crecimiento en la madera de los árboles, bajo el microscopio es posible observar diferentes capas en los huesos, que representan diferentes etapas en la vida del animal. Generalmente se acepta que cada anillo o marca de crecimiento corresponden a un año de crecimiento (igual que en los anillos de la madera).

De esta manera un paleontólogo puede saber con los huesos, al menos la edad mínima del animal (esqueletocronología) ya que cuando empieza a actuar el proceso de remodelación, estas líneas comienzan a desaparecer.  Generalmente para estos estudios se usan los huesos largos (humero, fémur) pero también las costillas son buenas indicadoras. A su vez, es posible observar si el animal tuvo buena o pobre alimentación o cada cuanto era su periodo reproductivo, ya que quedan plasmadas en las diferencias de cada marca de crecimiento.

Huesos compactos y huesos esponjosos

Los huesos de los animales terrestres son diferentes a los de los reptiles marinos en cuanto a su estructura básica. Los paleontólogos fácilmente los diferencian en estado fósil porque los de los reptiles marinos generalmente no tienen una cavidad medular vacía sino que esta se llena de trabéculas de hueso esponjoso. Mientras que los animales terrestres tienen un hueso compacto rodeando una cavidad medular (como el caracú).

Como hemos podido observar, los huesos no son todos iguales. No solo por la forma y la función que cumplen, sino también en su interior. El estudio de los tejidos fósiles en los huesos de animales del pasado ha permitido descifrar preguntas inquietantes tanto de animales del pasado como de animales del presente. La mayoría de las veces los paleontólogos deben estudiar los huesos de animales actuales para comparar con los fósiles, ya que pocos son los biólogos y veterinarios que estudian los huesos de los animales vivientes. Así el aporte a la ciencia desde la paleo-histología es mucho más grande de lo que suponemos.

Paleontólogo del INIBIOMA (CONICET-UNCO)

* Paleontóloga del Instituto de Investigación en Paleobiología y Geología (CONICET-UNRN)