Un fósil de 250 millones de años revela el origen de nuestro oído único.

En una roca polvorienta de Sudáfrica, un diminuto conjunto de huesos del cráneo ha reescrito silenciosamente la historia de cómo oímos.

Nuevas investigaciones sobre un fósil de hace 250 millones de años sugieren que las raíces de nuestra afinada audición mamífera comenzaron mucho antes -y en una criatura de aspecto mucho más extraño- de lo que los científicos habían supuesto.

Un antepasado «zorro-lagarto» con un truco sorprendentemente moderno

La estrella del estudio es Thrinaxodon liorhinus, un pequeño animal carnívoro que vivió poco después de la peor extinción masiva de la historia de la Tierra, en el Triásico temprano. Pertenecía a un grupo llamado cinodontos: criaturas con aspecto reptiliano que se situaban cerca de la base del árbol genealógico de los mamíferos.

Imagina un cuerpo a medio camino entre un lagarto esbelto y un zorro fibroso, con dientes afilados y una postura pegada al suelo. Cazaba insectos y pequeños vertebrados en un paisaje duro, posapocalíptico, mucho antes de que aparecieran los primeros dinosaurios.

Durante décadas, los paleontólogos sospecharon que Thrinaxodon podría contener pistas sobre cómo evolucionó la audición en los mamíferos. Sus huesos de la mandíbula y del oído parecían una especie de estadio intermedio evolutivo entre los cráneos reptilianos y el intrincado oído medio de los mamíferos modernos, que incluye el martillo, el yunque y el estribo.

Un nuevo análisis digital de Thrinaxodon sugiere que nuestro tipo de audición basada en el tímpano comenzó unos 50 millones de años antes de lo que se pensaba.

Convertir un cráneo fósil en una cabeza digital «viviente»

Un equipo de la Universidad de Chicago utilizó tomografías computarizadas (TC) de alta resolución para crear un modelo 3D completo de un cráneo y una mandíbula bien conservados de Thrinaxodon. Esta reconstrucción digital les permitió estudiar con enorme detalle la forma, el grosor y las conexiones de los huesos.

En lugar de quedarse en la anatomía, los investigadores fueron un paso más allá: trataron el fósil como un pequeño proyecto de ingeniería. Con un software que se usa más habitualmente para probar cómo responden a la vibración aviones y puentes, ejecutaron simulaciones de cómo las ondas sonoras harían moverse los huesos del fósil.

La pregunta central era sencilla pero ambiciosa: ¿podía el cráneo de este animal sostener una forma temprana de tímpano capaz de captar sonido aéreo, y no solo vibraciones del suelo transmitidas a través de la mandíbula?

De los retumbos conducidos por el hueso a la auténtica audición del oído medio

Antes de que los animales evolucionaran un oído medio dedicado, muchos dependían de la conducción ósea. Las vibraciones viajaban a través de la mandíbula o el cráneo, activando señales en el oído interno. El resultado era un sentido del oído limitado, mayormente ajustado a retumbos de baja frecuencia y al contacto directo con superficies sólidas.

Los mamíferos modernos, en cambio, dependen en gran medida de la audición timpánica: una membrana fina (el tímpano) capta el sonido del aire, y tres diminutos huesecillos en el oído medio transmiten esas vibraciones, amplificándolas y afinándolas.

Los cinodontos tempranos, como Thrinaxodon, aún tenían sus futuros huesos del oído unidos a la mandíbula. Sin embargo, su estructura mandibular incluía una región en forma de gancho que algunos anatomistas sospechaban desde hace tiempo que podría haber sostenido un tímpano temprano.

Las simulaciones sugieren que esta región mandibular en forma de gancho era capaz de sostener un tímpano eficaz, incluso antes de que los huesos del oído medio se liberaran de la mandíbula.

Lo que dicen los números sobre la audición de Thrinaxodon

Combinando el modelo del fósil con datos de animales actuales sobre la rigidez ósea y los tejidos blandos, el equipo estimó lo bien que Thrinaxodon podría haber oído distintos sonidos.

El estudio indica que este antiguo cinodonto probablemente tenía un rango funcional de audición de aproximadamente 38 a 1.243 hercios. Como comparación, un ser humano sano suele oír desde unos 20 hasta 20.000 hercios, abarcando tonos mucho más altos como el canto de los pájaros y muchas notas musicales.

Dentro de esa banda más limitada, no obstante, Thrinaxodon parece haber sido especialmente sensible alrededor de 1.000 hercios a presiones sonoras bajas, de unos 28 decibelios, entre un susurro y una conversación tranquila.

• Antigüedad estimada del fósil: 250 millones de años
  
• Rango de audición probable: 38–1.243 Hz
  
• Sensibilidad máxima: alrededor de 1.000 Hz
  
• Nivel sonoro en la sensibilidad máxima: unos 28 dB
  
• Estructura clave: un tímpano temprano tensado sobre un hueso mandibular en forma de gancho
  

Esto habría supuesto una mejora significativa respecto a la simple detección de vibraciones basada en la mandíbula. Percibir sonido aéreo a estos niveles podría ayudar a un pequeño depredador a oír crujidos entre la vegetación, pisadas suaves o llamadas vocales tenues de su propia especie.

Por qué una mejora auditiva importaba en el Triásico

Thrinaxodon vivió en una época precaria. La vida en la Tierra se estaba recuperando de la extinción del final del Pérmico, que eliminó a la mayoría de las especies. Los ecosistemas eran inestables, los climas extremos y la competencia por el alimento intensa.

En esas condiciones, cualquier mejora sensorial ofrecía una ventaja real. Una mejor audición podría ayudar a un pequeño animal nocturno o excavador a evitar depredadores mayores que se acercaran sigilosamente en la oscuridad. También podría mejorar la coordinación entre padres y crías, o ayudar a posibles parejas a encontrarse.

La audición «al estilo mamífero» pudo haber empezado como una herramienta de supervivencia en un ecosistema brutal en recuperación, mucho antes de ayudar a los humanos a disfrutar del habla y la música.

Al rastrear esta fase temprana de la evolución del oído, la investigación ayuda a explicar por qué los mamíferos se diversificaron más tarde en una amplia gama de especialistas del sonido, desde elefantes que emiten retumbos a frecuencias muy bajas hasta murciélagos que lanzan llamadas ultrasónicas.

De las mandíbulas en forma de gancho al oído medio moderno

Durante decenas de millones de años después de Thrinaxodon, los descendientes de la línea mamífera remodelaron gradualmente sus mandíbulas. Los huesos que antes ayudaban a sostener la articulación mandibular se encogieron, cambiaron de posición y finalmente se separaron por completo para formar el oído medio de tres partes que se observa en humanos, ratones y muchos otros mamíferos actuales.

El nuevo estudio sitúa a Thrinaxodon de lleno en este camino. Su mandíbula aún portaba los futuros huesos del oído, pero las simulaciones sugieren que el cráneo ya podía sostener una audición timpánica que funcionaba sorprendentemente bien incluso antes de que esos huesos se separaran.

Eso significa que la innovación crucial quizá no fueran los diminutos huesecillos en sí, sino la aparición de una estructura eficaz similar a un tímpano, que más tarde se perfeccionó.

Aclarando términos clave

Conviene desglosar algunas expresiones técnicas de esta investigación:

• Cinodonto: grupo de animales antiguos, en su mayoría pequeños depredadores y omnívoros, que comparten muchas características con los mamíferos, como dientes diferenciados y, en algunas especies, estructuras parecidas a vibrisas.
  
• Audición timpánica: audición que depende de una membrana fina (tímpano) que vibra en respuesta al sonido en el aire.
  
• Conducción ósea: forma de audición en la que las vibraciones pasan directamente a través del hueso hasta el oído interno, sin pasar por el tímpano.
  
• Análisis por elementos finitos: técnica de modelización por ordenador utilizada por ingenieros para predecir cómo responden las estructuras a fuerzas, presión o vibración.
  

Estas ideas no se limitan a los fósiles. Los auriculares de conducción ósea, por ejemplo, usan una vía muy antigua hacia el oído interno: envían música a través del cráneo mientras dejan el conducto auditivo abierto. El nuevo estudio muestra que un principio similar ya funcionaba en parientes tempranos de los mamíferos, aunque empezaba a complementarse con un sistema timpánico primitivo.

Por qué esto importa para entender nuestros propios sentidos

Estudios como este ponen de relieve hasta qué punto nuestra biología se construye sobre capas de adaptaciones antiguas. La manera en que oímos un violín, una sirena o un pódcast se apoya en huesos diminutos y membranas cuyo linaje puede rastrearse hasta animales como Thrinaxodon.

La investigación sobre sistemas auditivos fósiles también puede orientar trabajos en medicina y tecnología. Saber qué partes del diseño del oído son antiguas y robustas puede ayudar a los ingenieros a crear audífonos o implantes que se ajusten mejor a la mecánica del oído interno. También puede impulsar nuevos sensores bioinspirados capaces de captar vibraciones débiles en entornos ruidosos.

La próxima vez que tus oídos capten una conversación en voz baja o una canción favorita a volumen reducido, habrá un tenue eco de un cazador del Triásico agazapado en la oscuridad, usando un tímpano recién evolucionado para percibir el más leve crujido cercano.