Durante décadas el profesor Charles Marshall, nacido en Australia pero formado con los mejores expertos en Paleontología en Estados Unidos, se preguntaba en los foros científicos y en la Red cuántos Tyrannosaurus rex (T.rex) recorrieron América del Norte durante el periódico Cretácico, entre hace 145 millones de años y 66,4 millones de años, aproximadamente.
Según las conclusiones de su estudio que hoy aparece en Science, órgano oficial de la Asociación Americana para el Avance de las Ciencias (AAAS), es que unos 2.500 millones vivieron y murieron durante los, aproximadamente, dos millones y medio de años que el dinosaurio caminó sobre la Tierra.
Hasta ahora, nadie ha podido calcular las cifras de población de animales extintos hace millones de años. Es bien sabido que el estadounidense George Gaylord Simpson, uno de los paleontólogos más influyentes del siglo XX, aseguraba que no se podría saber con certeza. Con Ernst Mayr y Theodosius Dobzahansky, fue uno de los principales teóricos de la teoría evolutiva sintética.
Sin embargo, el profesor Marshall, que dirige el Museo de Paleontología de la Universidad de California, así como la Cátedra Philip Sandford Boone de Paleontología y es profesor de biología integrativa y de ciencia terrestre y planetaria en Berkeley, lo ha conseguido.
Con su habitual cordialidad, este investigador reconoce que su estudio se inició como una broma. “Cuando sostengo un fósil en mi mano, no puedo evitar preguntarme por la probabilidad de que estuviera vivo hace millones de años, y aquí estoy sosteniendo parte de su esqueleto. La pregunta simplemente se mantuvo en mi cabeza. Luego comencé a darme cuenta de que tal vez podríamos estimar cuántos estaban vivos entonces y, por lo tanto, podría responder esa pregunta”.
Miles de millones de ‘T.rex’
Las incertidumbres en las estimaciones son grandes. Si bien la población de T.rex probablemente fue de unos 20.000 ejemplares adultos en un momento dado, el rango de población con una probabilidad del 95% es de entre 1.300 a 328.000 individuos. Por lo tanto, el número total que existió pudo ser de entre 140 y 42 mil millones.
Marshall explica que es muy difícil hacer estimaciones cuantitativas con el registro fósil. “En nuestro estudio, decidimos desarrollar restricciones sólidas en las variables que necesitábamos para hacer nuestros cálculos, en lugar de enfocarnos en hacer las mejores estimaciones per se”.
Así, el equipo se basó en un tipo de simulación que utiliza números aleatorios para estudiar los problemas. Conocida como simulación de Monte Carlo, el potencial de esta herramienta es inmenso y la disponibilidad de ordenadores cada vez más potentes y rápidos hace que, en las últimas dos décadas, se desarrollase un ámbito de investigación entre la teoría y el experimento.
De esta forma, determinaron cómo las incertidumbres en los datos se traducían en incertidumbres en los resultados.
La mayor incertidumbre en estos números -según Marshall-, se centra en preguntas sobre la naturaleza exacta de la ecología de los dinosaurios.
El estudio se basa en datos publicados por John Damuth, de la Universidad de California en Santa Barbara, que relacionan la masa corporal con la densidad de población de animales vivos. Esta relación se conoce como Ley de Damuth.
Si bien la relación es sólida, las diferencias ecológicas producen grandes variaciones en las densidades de población de animales con la misma fisiología y nicho ecológico. Por ejemplo, los jaguares y las hienas tienen aproximadamente el mismo tamaño, pero las hienas se encuentran en su hábitat en una densidad 50 veces mayor que la densidad de los jaguares en su hábitat.
‘T.rex’, a medio camino entre un león y el dragón de Komodo
En opinión del profesor Marshall, “nuestros cálculos dependen de esta relación para los animales vivos, entre su masa corporal y su densidad de población, pero la incertidumbre en la relación abarca alrededor de dos órdenes de magnitud. Sorprendentemente, la incertidumbre en nuestras estimaciones la domina esta variabilidad ecológica y no la incertidumbre en los datos paleontológicos que usamos”.
Como parte de los cálculos, este paleobiólogo eligió tratar al T.rex como un depredador con requerimientos de energía, a medio camino entre los de un león y un dragón de Komodo, el lagarto más grande que todavía existe.
La cuestión del lugar del T.rex en el ecosistema llevó al profesor Marshall y a su equipo a ignorar a los ejemplares jóvenes, subrepresentados en el registro fósil. De hecho, es posible que vivieran separados de los adultos y que persiguieran presas diferentes.
A medida que el T.rex alcanzó la madurez, sus mandíbulas se hicieron más fuertes en un orden de magnitud, lo que le permitió aplastar huesos. Esto sugiere que puesto que los ejemplares jóvenes comían presas diferentes de las de los adultos, eran como especies de depredadores distintas.
Esta posibilidad, respaldada por un estudio reciente dirigido por la bióloga evolutiva Felisa Smith, de la Universidad de Nuevo México, planteó la hipótesis de la ausencia de depredadores de tamaño mediano junto con el depredador masivo T.rex durante el Cretácico tardío.
Los paleontólogos de la Universidad de Berkeley analizaron la literatura científica y la experiencia de sus colegas en busca de datos que utilizaron para estimar que la edad probable de madurez sexual de un T. rex era de 15,5 años; su vida útil máxima fue probablemente de veintitantos años; y su masa corporal promedio en la edad adulta, la denominada masa corporal ecológica, fue de aproximadamente 5.200 kilogramos (5,2 toneladas).
Un ejemplar adulto de ‘T.rex’ podía llegar a pesar siete toneladas
También utilizaron datos sobre la rapidez con la que crecían los T.rex: tenían un crecimiento acelerado en torno a la madurez sexual y podían llegar a pesar unas siete toneladas.
A partir de estas estimaciones, también calcularon que cada generación duró aproximadamente 19 años y que la densidad de población promedio fue de un dinosaurio por cada 100 kilómetros cuadrados.
Luego, estimando que el rango geográfico total de T.rex era de aproximadamente 2,3 millones de kilómetros cuadrados y que la especie sobrevivió entre dos millones y medio millón de años, calcularon un tamaño de población permanente de 20.000 ejemplares.
Con esa cifra tan grande de dinosaurios a lo largo de la historia de la especie, sin mencionar los juveniles que presumiblemente eran más numerosos, ¿a dónde fueron todos esos huesos? ¿Qué proporción de ellos han descubierto los paleontólogos?
Hasta la fecha, se han encontrado menos de un centenar de ejemplares de T.rex, muchos representados por un único hueso fosilizado.
En la actualidad, hay unos 32 T. rex relativamente bien conservados en diversos museos. De todos los adultos post-juveniles que alguna vez vivieron, “esto significa que tenemos alrededor de uno de cada 80 millones”, calcula el profesor Marshall.
Pero si este análisis de la tasa de recuperación de fósiles se aplica a la famosa formación Hell Creek, en Montana, donde los T.rex son más comunes, “estimamos que hemos recuperado aproximadamente uno de cada 16.000 de los T.rex que vivían en ese lugar”.
Este investigador espera que sus colegas objeten muchos, si no la mayoría, de los números, pero cree que su marco de cálculo para estimar poblaciones extintas se mantendrá y será útil para calcular poblaciones de otras criaturas fosilizadas.
En el equipo de Marshall estuvieron Connor Wilson, Daniel Latorre, Tanner Frank, Katherine Magoulick, Joshua Zimmt y Ashley Poust.
Discípulo del mítico David Raup
El profesor Charles Richard Marshall dirige actualmente el Museo de Paleontología de la Universidad de California, en Berkeley, donde también dicta clases de biología integrativa. Discípulo del mítico profesor David Raup, de la Universidad de Chicago, con apenas cuatro años se volvió adicto a los dinosaurios, como él mismo reconoce.
Acreditado paleobiólogo, el profesor Marshall ha recibido una extensa formación en Física, Matemáticas, Geología y Biología y se le considera como uno de los mayores especialistas en dinos. Con motivo del fallecimiento de su mentor en 2015, recordó que David Raup introdujo conceptos estadísticos en Paleontología, que trataban el registro fósil como resultado de procesos aún por descubrir. Gracias a él, esta disciplina científica se enriqueció con la informática extensiva, la biología evolutiva moderna, el modelado matemático y la ecología teórica.
Junto con Jack Sepkoski, David Raup fue uno de los más afamados defensores de la teoría de la extinción de los dinosaurios, hace 65 millones de años, que aseguraban que pudo ser parte de un ciclo de extinciones que se registran cada 26 millones de años.
Merece la pena recordar que Raup es autor de varias obras, entre ellas Nemesis affair: A story of the death of the dinosaurs and the ways of science y Extinction: bad genes or bad luck.
