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Gracias al proyecto "construir un moa" de la Universidad de Massey y el Museo Memorial de Guerra de Auckland, todos tenemos la oportunidad de conocer de forma virtual a un ave extinta. El zoólogo Daniel Thomas recolectó fósiles individuales del moa de los arbustos, luego los escaneó y los ensambló para crear este recorrido digital 3-D del esqueleto. Explórelo por usted mismo aquí. Modelo: Daniel Thomas

Tecnología

Aprenda cómo los científicos transforman aves extintas en animaciones 3-D casi reales

Para obtener más información sobre el papel que juegan en su ecosistema, se le dio la oportunidad a siete dinornítidos, o moas, de vivir una vez más (de forma digital)

Consideremos al moa, un ave similar a un Muppet que no vuela, y que una vez dominó el paisaje de Nueva Zelanda. Las nueve especies conocidas de moas variaban mucho en tamaño, desde bestias de 12 pies de alto y 440 libras, a marbellas de dos pies de alto y 60 libras. Pero todas tuvieron el mismo final, fueron cazadas hasta su extinción en el siglo XV por los colonizadores polinesios. Los científicos sabían mucho sobre los moas, incluyendo, gracias a algunas heces fosilizadas, de qué se alimentaban. Pero no sabían cómo se alimentaban. Puede no parecer importante, pero cuando los moas se extinguieron, dejaron un vacío en el ecosistema: dado que no había ningún mamífero de pastoreo en Nueva Zelanda en aquel entonces, estos grandes herbívoros jugaban un papel fundamental en la configuración del paisaje, desde minimizar la vegetación hasta dispersar semillas. Entonces, para averiguar más sobre cómo se alimentaban los moas, un grupo de científicos de Australia y Nueva Zelanda decidió utilizar la magia del software 3-D (y la asistencia una momia) para reconstruir de forma digital las cabezas de diversas especies de moas, y luego las alimentaron. He aquí cómo lo hicieron.

Un modelo de tamaño real de un moa costero, construido en 2006 por la firma Izzat Design Limited, en exhibición en el Museo Nacional de New Zealand. Foto: TE PAPA/CC BY-NC-ND

Paso 1: Construir un cráneo digital

El cráneo digitalizado del moa terrestre. Gráfico Digital: Cortesía de Marie Attard y The Royal Society Publishing

Utilizando un tomógrafo como el que se encuentra en un hospital, los científicos generaron escaneos de cráneos tomados de los esqueletos de cinco diferentes especies de moas: moa de montaña, moa gigante de la Isla Sur, moa de los arbustos, moa crestado y moa costero. Con fines comparativos, también escanearon el cráneo de un emu y un casuario común, parientes modernos de los moas (todos son miembros de la familia de las ratites). Luego, utilizando una técnica llamada modelado de elementos finitos, los científicos convirtieron esos archivos de imágenes médicas en modelos 3-D interactivos de cada cráneo. No todos los cráneos de los moas estaban intactos, por lo que el equipo copió y pegó piezas simétricas existentes para llenar los espacios vacíos, prestando especial atención a las mandíbulas.

Paso 2: Tomar prestados los músculos de una momia

El cráneo del moa terrestre con la adición de cuatro músculos de alimentación fundamentales. Gráfico Digital: Cortesía de Marie Attard y The Royal Society Publishing

El equipo necesitaba más que tan solo cráneos: necesitaban músculos faciales también. Entonces le pidieron al Museo de Nueva Zelanda si podían tomar prestado su momia moa, el busto de un moa de las montañas —descubierto por mineros de oro en los años 60— cuyo tejido suave estaba muy bien conservado. El equipo transportó el busto hasta un hospital para realizar una resonancia magnética, la cual ingresaron luego en su software de 3-D. Luego insertaron el tejido muscular digitalizado en los cráneos digitalizados. Con el fin de averiguar la fuerza muscular de cada especie, calcularon el poder de la mandíbula de la momia y después modificaron la escala de dicha cifra de acuerdo a la masa de cada especie, la cual fue determinada mediante la medición de los fémures de los esqueletos. En el caso de los moas, la circunferencia del fémur corresponde con la masa corporal de forma predecible.

Paso 3: Alimentar al moa

Regiones blancas y rojas en el cráneo del moa de las montañas revelaron altos niveles de estrés a medida que se ejecutaba la animación de alimentación. Las azules marcan niveles muy bajos y óptimos de estrés. Gráfico Digital: Cortesía de Marie Attard y The Royal Society Publishing

Con los moas ya construidos, era hora de jugar con ellos. Utilizando un software de simulación creado para probar la integridad estructural de edificios ante vientos fuertes, los investigadores probaron cada uno de sus cráneos virtuales a través de cuatro movimientos de alimentación, tal como cortar una rama con un lado de la mandíbula o morder una rama y sacudirla de lado a lado. Durante cada simulación, el software medía cuánto estrés se colocaba sobre la mandíbula del ave. Asumiendo que cada especie prefería el movimiento de alimentación que generara el menor estrés biomecánico, los científicos fueron capaces de analizar los diagramas de estrés resultante y corresponder cada comportamiento de alimentación con la especie que más probablemente la utilizara.

Aportes

¿Cómo se alimentaban los moas? De forma sorprendente, cada especie de moa “parece utilizar diferentes estrategias de alimentación, siendo unas más especializadas que otras”, dice Marie Attard, una investigadora en Sheffield College en Inglaterra y líder del estudio, cuyos resultados fueron publicados a principios de este año en la revista Actas de la Royal Society B. Estos diferentes estilos de alimentación, los cuales pueden haber evolucionado para reducir la competencia entre especies, en cambio, modificó lo que comían los moas, dónde vivían, y el papel ecológico que interpretaban. ¿Otro aporte? Los moas se alimentaban distinto de como lo hacen los emus y los casuarios. “Han habido numerosos políticos durante los años que han defendido la introducción de grandes ratites modernos en Nueva Zelanda para que cumplan la función ecológica del moa”, dice Attard. Pero su investigación sugiere que en el caso de los moas, no existen sustitutos para ellos. Sin mencionar una resurrección al estilo de Jurassic Park (ver la barra lateral), el entorno en el que vivía el moa ha desaparecido para siempre. 

¿Hay algo mejor que un moa 3-D?

Uno vivo. Muchos de ellos, de hecho.  Construir moas que se mueven en una computadora está muy bien, pero un político de Nueva Zelanda tiene una propuesta más audaz: repopular el país con moas reales vivos. Hace dos años, Trevor Mallard, un miembro del Partido Laborista de izquierda en el parlamento de Nueva Zelanda, comenzó a sostener que los científicos deberían resucitar al ave —o al menos una versión híbrida de la misma— utilizando el ADN de huesos bien conservados. Y con suerte para él, un genio local ya tiene sus manos en el asunto. David Iorns, un ingeniero de software, está colaborando con Beijing Genomics Institute para secuenciar el genoma completo del ave extinta, con la esperanza de revivir alguna versión de la misma en un futuro. Pero Mallard tiene una condición: “Solo quiero el moa pequeño”, declaró durante una presentación en las afueras de Wainuiomata. “Me gustaría que fuesen unas que pudiera acariciar”. 

 

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