Origen y función de las plumas ¿filoplumas dorsales, una función sensitiva o vestigial?

Las plumas son una estructura única en el reino animal, que como todos sabemos conforman una característica especifica de las aves, a través de la cual y mediante procesos evolutivos les confirió la capacidad de volar entre otras muchas funciones. El origen de las plumas y por ende del vuelo de las aves modernas es un tema complicado que hoy día sigue siendo motivo de debate entre los especialistas en la materia. Mucho se ha avanzado desde que en 1861 se descubriera en una cantera de Alemania al famoso Archaeopteryx, evidenciando la existencia de eslabones intermedios entre dinosaurios y aves modernas (neornithes) aunque sin duda quedan aun muchas incógnitas por resolver.

En la década de los 70 el paleontólogo John Ostrom observó similitudes sorprendentes entre los esqueletos de las aves y los de los dinosaurios terrestres conocidos como terópodos, sin embargo, muchos de ellos presentaban una anatomía diferente a lo que cabría esperar en unas criaturas que saltaban entre los árboles. Ya en los 90, un equipo de paleontólogos chinos realizó un hallazgo sorprendente que reforzaba esta hipótesis, el fósil de un terópodo pequeño de brazos cortos de hace 125 millones de años, el Sinosauropteryx, que presentaba una capa de filamentos delgados y huecos que le cubrían lomo y cola. Por fin había evidencias de protoplumas en un terópodo terrestre, o en otras palabras, quizás el origen de las plumas no tuviera nada que ver con el origen del vuelo. A raíz de ese descubrimiento aparecieron cientos de terópodos emplumados, con los que empezaron a armar una historia más detallada de la pluma; primero llegaron los filamentos simples, después diferentes linajes de terópodos desarrollaron varios tipos de plumas (algunas parecidas al plumaje esponjoso de algunas aves actuales, otras, a barbas ordenadas de forma simétrica) y otros portaban listones rígidos de filamentos anchos, nada parecidos a las plumas de las aves modernas.

Hasta hace poco se creía que las plumas aparecieron por primera vez en un miembro primitivo del linaje de los terópodos, emparentados con las aves. Sin embargo, en 2009 un equipo de científicos chinos describió una criatura con cerdas en la espalda, el Tianyulong, en la rama de los ornitisquios, el pariente más lejano de los terópodos. Esto planteó la sorprendente posibilidad de que el ancestro de todos los dinosaurios tuviera protoplumas parecidas al pelo, que algunas especies perdieron posteriormente. Pero el origen de las plumas podría remontarse todavía más lejos, ya que lagartos y cocodrilos, actualmente los parientes vivos más cercanos a las aves, presentan el mismo gen involucrado en la formación de las plumas, lo que sugiere que quizá sus ancestros sí las tenían hace 250 millones de años, antes de que los diferentes linajes se separaran. Así que, según algunos científicos, lo que habría que preguntarse no es cómo obtuvieron las aves sus plumas, si no cómo las perdieron los saurios modernos.

Protoplumas conservadas en ámbar. Fuente: El Mundo / Science

Desde el origen de las aves modernas o neornithes, las cuales diferían de linajes anteriores por presentar ciertas adaptaciones evolutivas como la pérdida de dientes, alas bien desarrolladas y plumas de diseño más complejo que permitían el vuelo, entre otras, las plumas no han dejado de diversificar hasta nuestros días. El reciente descubrimiento en Bélgica de Asteriornis maastrichtensis, un antecesor común de anseriformes y galliformes que vivió hace 66,7 millones de años, cuestiona lo que sabíamos del origen de las aves modernas, situando su aparición en un periodo anterior al considerado hasta ahora.

Como ya hemos visto, la aparición de las protoplumas seguramente tuvo más que ver con otras funciones como el camuflaje, la selección sexual o la termorregulación antes que para el vuelo, que según las hipótesis más aceptadas, parece ser una consecuencia indirecta de mecanismos antipredación utilizados para ganar velocidad en los desplazamientos de huida en terrenos inclinados. Desde entonces, las dos fuerzas evolutivas por excelencia, la selección natural y la selección sexual, han modelado y diversificado en términos absolutos los diseños y funciones de las plumas, desde los estrambóticos plumajes de las aves del paraíso (Paradisaeidae) a las plumas sonoras presentes en algunas especies como el sisón (Tetrax tetrax) o el colibrí de Anna (Calypte anna) por citar solo algunas, y que sorprendemente sirven para emitir sonidos útiles de cara al emparejamiento o estatus social.

Chotacabras cuellirrojo (Caprimulgus ruficollis) mostrando su críptico plumaje
y sus destacadas vibrisas. Fotografía: Juan Sánchez

Centrándonos ya en las plumas de las aves modernas, y aunque existen matices en las diversas clasificaciones que aluden a numerosas subdivisiones, podríamos considerar los siguientes tipos según su estructura, posición y función, al menos para hacernos una idea a grandes rasgos.

• Plumas de contorno: son plumas con raquis desarrollado planas, largas y ordenadas. Estas últimas son las que recubren la cabeza, cuello, tronco y extremidades conformando la morfología general del plumaje del ave. (algunos autores las separan de coberteras, infracoberteras, escapulares, etc. aunque en este caso las incluimos en el mismo apartado)
• Plumas de vuelo: son las plumas que se insertan en las alas (primarias, secundarias, terciarias y álula) y en las ultimas vértebras caudales (rectrices). 
• Plumón: no tiene raquis o es muy corto, tiene las barbas libres, desordenadas y suaves. Su función es evitar la pérdida de calor.
• Semiplumas: son plumas intermedias entre las de contorno y el plumón, tienen raquis más largo que la más larga de sus barbas, pero estas están libres y desordenadas como el plumón.
• Hiporraquis: estructura similar a una pluma pequeña que crece adjunta a otra a través del ombligo superior. Esta estructura está presente en algunos grupos y se cree que es una reminiscencia derivada de la formación en hoja doble de las escamas de los reptiles.
• Plumas de talco: es un tipo especial de pluma que tienen algunas aves (garzas, loros) cuya función es producir un polvo fino con el que el ave se acicala y cuida el plumaje.
• Cerdas, semicerdas y vibrisas: son plumas de raquis rígido y pocas barbas situadas principalmente en la base. Su función es principalmente sensorial.
• Filoplumas: plumas suaves con barbas únicamente en el extremo final o sin ellas. Tienen funciones sensoriales y ornamentales.

Después de toda esta retrospectiva a través del origen, tipos y funciones de las plumas, por fin llegamos al motivo que en origen dio pie a esta entrada, la cual se ha ido complicando desde su concepción. Recientemente conversando con mi padre, cuyas fotografías ilustran gran parte de esta entrada, me comentó que había reparado en la presencia de unas destacadas filoplumas dorsales en distintas especies de aves comunes, principalmente paseriformes. Se trata de un pequeño aspecto de su biología que a menudo suele pasar desapercibido, debido en parte a que es un caracter muy poco patente, tan solo apreciable normalmente en fotografías o anillamiento científico. 

Macho adulto de serín verdecillo (Serinus serinus)
mostrando unas llamativas filoplumas dorsales. Fotografía: Juan Sánchez

Como ya hemos visto en el apartado anterior, las filoplumas cumplen funciones sensitivas y ornamentales dependiendo de las diferentes especies de aves, pero al menos en nuestros paseriformes apenas son patentes, por lo que la función ornamental queda descartada. Tan solo quedaría por tanto la opción de que su función fuera sensorial, o al menos un vestigio de esta. A pesar de que las filoplumas dorsales dentro de su nimio tamaño son especialmente llamativas, en muchas especies, si no en todas, se encuentran plumas de este tipo repartidas por todo el plumaje sin que apenas sobresalgan de las plumas de contorno. En base a la poca información disponible sobre este tipo de plumas, algunos autores señalan que podrían ser de utilidad a la hora del acicalamiento, ayudando al ave a organizar de una manera más eficaz su plumaje a la par que les permitiría evaluar el estado de desgaste. Como bien apuntaba un amigo pajarero al que no se le escapa nada, las filoplumas dorsales bien podrían ser un vestigio de otra era sin ninguna función actual, las cuales se habrían mantenido al ser un punto de solapamiento entre el el cuello que es una zona apterila (donde no crecen plumas) y la nuca que es pterila.

Pese a todo, resulta desconcertante que siendo vestigiales hayan permanecido en tantas y diversas especies de aves, tan diferentes como por ejemplo alcaudones (Laniidae) y herrerillos (Paridae), lo que genera más preguntas que respuestas; ¿cumplen a día de hoy alguna función especifica esas plumas? ¿guardan relación con aquellas protoplumas de hace más de 200 millones de años? ¿porque sobresalen de las plumas de contorno cuando el resto de filoplumas no lo hacen? ¿si son vestigiales, cual era su función? ¿pueden unas plumas vestigiales perdurar actualmente en numerosas familias de aves diferentes?. Esta y otras innumerables incógnitas nos guardan algunas de las aves más comunes que observamos a diario, que aun nos maravillan desde la cotidianidad. Para el que le haya suscitado algo de curiosidad el tema, termino la entrada recomendando ineludiblemente la lectura del libro "Mucho más que Plumas" (J.C Senar, 2004) sin duda uno de los mejores textos sobre plumas publicados en castellano.

Diferentes paseriformes en los que se aprecian sus filoplumas dorsales.
Fotografías: Juan Sánchez

Bibliografía

- Fraigneau, C. (2008) Reconocer fácilmente las plumas. Recolección, identificación, interpretación y conservación. Barcelona: Editorial Omega.

- Senar, J. C. 2004. Mucho más que plumas. Monografies del Museu de Ciènces Naturals, nº 2.


Otras fuentes:

Tipos de pluma
- https://es.wikipedia.org/
  

La curiosa evolución de las plumas. National Geographic

- https://www.ngenespanol.com/fotografia/larga-curiosa-y-extravagante-evolucion-plumas/
  

Corral , G. M. 2011. Un tesoro de plumas de dinosaurios atrapadas en ámbar.

- https://www.elmundo.es/elmundo/2011/09/15/ciencia/1316101766.html

Cortés, A. 2020. Un fósil de la era de los dinosaurios cuestiona el origen de las aves modernas.
- https://elpais.com/ciencia/2020-03-18/un-fosil-de-la-era-de-los-dinosaurios-cuestiona-el-origen-de-las-aves-modernas.html