“Hueso de la suerte”: La pieza que vincula a aves con dinosaurios y resolvió enigma científico de más de 400 años

Cada vez que preparamos un pollo o un pavo asado entero podemos encontrar en la parte delantera de su pecho un pequeño y llamativo hueso con la forma de la letra “V”. Se llama fúrcula, aunque muchas personas lo conocen como el “hueso de la suerte” —wishbone en inglés— por la práctica en que dos personas toman esta pieza por sus extremos para pedir un deseo, la tiran, y la idea es que quien se queda con el fragmento más grande se le cumplirá un deseo. Pocos saben, sin embargo, que este pequeño hueso también ha representado un complejo desafío para la ciencia durante más de 400 años. Durante buena parte del siglo XX, incluso, la aparente ausencia de una pieza equivalente en los dinosaurios conocidos llegó a utilizarse como argumento para cuestionar que las aves descendieran de ellos.

El enigma en torno a esta pieza parece haber llegado a su fin gracias a un estudio liderado por la Universidad de Chile, que contó con la participación de investigadores de la Pontificia Universidad Católica de Chile y de la Universidad de Sao Paulo. El trabajo, publicado en la prestigiosa revista Science Advances -la versión de libre acceso de la icónica Science, y situada en el top 9% mundial de mayor impacto- evidencia que la fúrcula no se habría formado únicamente mediante la unión de las dos clavículas, como se ha sostenido tradicionalmente, sino que su origen también involucraría a la interclavícula, una estructura presente ancestralmente en la zona central del pecho en reptiles y dinosaurios. El hallazgo, basado en el estudio embrionario de cuatro especies de aves y cinco reptiles, aporta importante evidencia sobre cómo evolucionaron las aves a partir de los dinosaurios.

Un misterio que comenzó en el siglo XVI

La historia de este hueso es tan larga como la de la anatomía comparada. En el siglo XVI, el naturalista francés Pierre Belon realizó un ejercicio pionero: comparó el esqueleto humano con el de un pollo y logró identificar homólogos para casi todos los huesos. Pero hubo uno que se le resistió: la fúrcula. Al tratarse de un solo hueso, Belon no consideró que las clavículas del cuerpo humano ofrecieran un equivalente certero. El pequeño hueso en forma de V, de esta manera, aparecía como una estructura difícil de explicar. El problema se volvió especialmente importante durante el debate sobre el origen de las aves. En 1926, el paleontólogo danés Gerhard Heilmann publicó un libro influyente en el que argumentaba que la supuesta ausencia de fúrcula en los dinosaurios era una prueba contundente contra su parentesco con las aves. Sin ninguna estructura que pudiera dar origen a la fúrcula ¿cómo podían ser ancestros de las aves?

Hacia la última década del siglo XX, nuevos hallazgos demostraron que numerosas especies de dinosaurios terópodos, como el Velociraptor, sí poseían fúrcula. El problema no era que los dinosaurios carecieran de fúrcula, era que la fúrcula de los dinosaurios es un hueso particularmente pequeño y frágil que se preservó mal en el registro fósil. Por esta razón, con frecuencia fueron confundidos con costillas u otros huesos o se destruyeron durante el proceso de fosilización. La presencia de esta estructura, en consecuencia, entregó evidencia adicional sobre el vínculo entre aves y dinosaurios, pero los fósiles no revelaban cómo las clavículas y la interclavícula de los reptiles ancestrales se habían transformado en una sola pieza. Dos interpretaciones compitieron durante años: Una sostenía que la fúrcula derivaba de las clavículas; otra proponía que se trataba de una modificación de la interclavícula.

Con estos antecedentes sobre la mesa, el equipo detrás de la publicación en Science Advances, liderado por el Doctor en Ciencias de la Universidad de Chile Sebastián Jiménez-Villalón, exploró una tercera posibilidad difícil de demostrar solo mediante fósiles. Esta planteaba que ambas estructuras, clavículas e interclavícula, participaban en su formación. Para resolver el problema, el grupo de investigadores cambió el lugar donde buscar la respuesta. En vez de examinar exclusivamente huesos adultos o fósiles, observó lo que ocurre antes de que el hueso exista: las primeras agrupaciones de células que forman el esqueleto durante el desarrollo embrionario. 

Tinamú chilena: clave en el hallazgo 

Otro problema que mantuvo este enigma fue el uso habitual del pollo como modelo animal en los estudios del desarrollo, especie donde el desarrollo del embrión ya no refleja parte de su historia evolutiva. Por lo mismo, la investigación decidió ampliar la mirada y, en lugar de estudiar solo al pollo, analizaron el desarrollo embrionario de cuatro especies de aves con morfologías divergentes: el pollo, el pinzón cebra, el periquito australiano y el tinamú chileno (Nothoprocta perdicaria). Este último, también conocido como “perdiz” chilena, fue la pieza clave que ayudó a resolver este misterio científico que se mantenía desde el siglo XVI y determinar exactamente cómo  el “hueso de la suerte” es una herencia evolutiva de los dinosaurios. 

En los embriones del tinamú chileno, los investigadores observaron algo que nunca antes se había descrito: la fúrcula no se forma a partir de dos huesos embrionarios, sino de tres. Dos laterales, que corresponden a las clavículas, y uno medial, la interclavícula. En este modelo, los precursores embrionarios de estos elementos esqueléticos -que coinciden en posición y secuencia con los de de tortugas, iguanas y geckos- se fusionan antes de la osificación, creando una estructura única y sin suturas visibles. El hallazgo, en esta línea, respalda un origen compuesto: los brazos laterales de la fúrcula provendrían de las clavículas, mientras que su zona central mantendría el aporte de la antigua interclavícula.

“Esta es la razón por la que el registro fósil ha sido silencioso”, explica Sebastián Jiménez-Villalón. “Nunca hubo tres huesos separados en la fúrcula adulta, solo su producto fusionado. La fusión ocurre tan temprano en el desarrollo que no deja rastro en el hueso maduro”. Plantea, de esta forma, que la perdiz chilena conservaría una condición embrionaria ancestral, mientras que la gallina y otras aves habrían perdido secundariamente el componente central. En el pollo, la especie de ave más comúnmente estudiada en laboratorios, la fúrcula se forma solo a partir de las clavículas, que se extienden hacia la línea media y se fusionan. Es una versión simplificada de la historia ancestral, una que oculta la contribución del tercer hueso. Por ello, “estudiar solo al pollo era como leer un libro al que le faltan páginas. La tinamú conserva el plano ancestral que el pollo ha perdido”, afirma Jiménez-Villalón, quien encabezó este trabajó como parte de su tesis para optar al grado de Doctor.

De vestigio a estructura clave para el vuelo

El estudio, no obstante, va más allá de identificar cuáles huesos dieron origen a la fúrcula. Los autores proponen que la fusión de las clavículas y la interclavícula ocurrió en un contexto de reducción funcional. En los primeros terópodos, de brazos pequeños, los huesos del pecho y hombros también se volvieron pequeños y probablemente tuvieron un papel mecánico limitado, actuando como simples puntales entre los hombros. Según los investigadores, esa reducción pudo facilitar que las tres estructuras se fusionaran tempranamente durante el desarrollo. En este sentido, Jiménez Villalón aclara que “la fúrcula se originó mucho antes del vuelo propulsado. En los dinosaurios bípedos, los brazos se redujeron y los huesos que componen la fúrcula se fusionaron siendo vestigios. Pero como observó el propio Darwin, en la evolución un vestigio puede adquirir un nuevo propósito”.

Respecto a este proceso evolutivo, Alexander Vargas, académico del Departamento de Biología de la Facultad de Ciencias de la Universidad de Chile y coautor del estudio, señala que en gran parte de las aves modernas la fúrcula se agrandó, adoptó forma de V y se conectó con el esternón. Hoy actúa como un resorte que almacena y libera energía durante el batido de las alas, contribuyendo a la estabilización del hombro y a la eficiencia del vuelo. Lo que comenzó como un hueso reducido y aparentemente inútil se convirtió en una pieza fundamental para conquistar el cielo. “Darwin escribió que un órgano puede volverse rudimentario para su rol original y luego tener una aplicación distinta. La fúrcula es un ejemplo perfecto de eso”, destaca el investigador, quien también dirige el Núcleo Milenio Transiciones Evolutivas Tempranas de Mamíferos (EVOTEM).

El profesor Alexander Vargas destaca que la historia de la fúrcula constituye un ejemplo de reutilización evolutiva. Una estructura que se habría formado en dinosaurios bípedos no voladores, posiblemente en un contexto de reducción anatómica, terminó convertida millones de años después en una pieza relevante para el vuelo de las aves. La hipótesis se trata de una interpretación evolutiva que debe seguir siendo estudiada para determinar cuán extendido se encuentra el patrón descubierto en la perdiz chilena.

En esta línea, Joao Botelho, académico de la Pontificia Universidad Católica de Chile y coautor del estudio, plantea la necesidad de identificar las señales moleculares que controlan la formación y unión de los tres huesos, así como evaluar con modelos biomecánicos cuándo la fúrcula adquirió sus funciones relacionadas con el vuelo. “Este descubrimiento nos invita a repensar cómo estudiamos la evolución de estructuras complejas”, señala el investigador, quien enfatiza que “a veces, la clave está en mirar más allá de los modelos tradicionales y explorar la diversidad oculta en linajes poco estudiados”, agrega.