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Los roedores sudamericanos, también conocidos como caviomorfos, son endémicos de Sudamérica, pero también tiene representantes en América Central y del Norte. Uno de los mayores misterios de la paleontología es cómo este grupo de roedores llegó a este continente, ya que estaba completamente aislado del resto del planeta hasta hace al menos 20 millones de años. Los parientes más cercanos de los roedores caviomorfos se encuentran en África y Asia y la hipótesis más aceptada es que se dispersasen usando “islas flotantes” hechas de materia vegetal que fueron arrastradas desde el continente por el océano durante tormentas.

Actualmente, los roedores caviomorfos son un grupo muy diverso con alrededor de 250 especies. Ocupan muchos nichos ecológicos diferentes e incluyen estilos de vida arbóreos, terrestres, subterráneos y semiacuáticos. También muestran una amplia gama de tamaños, incluyendo el roedor más grande conocido hoy en día, la capibara, que pesa unos 60-70 kg. Un aspecto de su diversidad que ha sido relativamente ignorado es la evolución de su cerebro. En el pasado se han hecho endomoldes cerebrales de especímenes fósiles, pero son relativamente recientes, de hace unos 20 millones de años, durante el Mioceno inferior.

Para mejorar la comprensión de la evolución cerebral de los caviomorfos, el equipo de investigación liderado por Ornella Bertrand, autora principal del artículo publicado en Papers in Palaeontology e investigadora ‘Beatriu de Pinós’ en el ICP, escaneó con tomografía computarizada un cráneo bien conservado de Incamys de Bolivia, datado en el Oligoceno superior (hace unos 26-27 millones de años), y conservado en las colecciones del Museo Peabody de Yale en EE.UU. Dado que los tejidos cerebrales rara vez se preservan en el registro fósil, los endomoldes —la impresión del cerebro contra la parte interna del cráneo— pueden proporcionar información importante sobre los sentidos y comportamientos de las especies extintas. De este modo, el fósil de Incamys es ahora el roedor caviomorfo más antiguo conocido para el cual se ha descrito un endomolde cerebral.

Mientras que Incamys fue originalmente clasificado en la superfamilia Cavioidea, que incluye a la capibara actual, nuevos análisis filogenéticos han demostrado que este taxón está más estrechamente relacionado con los chinchíllidos, el grupo que incluye las chinchillas y las vizcachas. Debido a que Incamys carece de características distintivas de los verdaderos chinchíllidos, se considera que es una especie basal, es decir cercana a las formas primitivas de este grupo.

Actualmente los chinchíllidos se pueden encontrar en ambientes secos en las regiones occidentales y meridionales de Sudamérica, incluyendo las tierras altas de Ecuador hasta los Andes de Perú y Bolivia. También viven en las montañas costeras de Chile y la estepa de la Patagonia, en Argentina. Son herbívoros y suelen vivir en ambientes rocosos saltando de una roca a otra, pero algunas especies también son excavadoras. No se han recuperado huesos de esqueleto de Incamys, por lo que se conoce poco de su comportamiento locomotor. Tampoco se conoce su dieta, pero en base a su dentición es muy probable que tuviese una dieta parecida a las especies actuales. Incamys habría pesado hasta 700 gramos, o sea, era ligeramente más grande que una chinchilla actual, que habitualmente pesan alrededor de 300 gramos. Esto invita a pensar que Incamys era más parecido a las chinchillas que conocemos que a las vizcachas, que son animales significativamente más grandes.

Un comportamiento fascinante de los chinchíllidos es que producen una amplia gama de vocalizaciones para comunicarse con otros miembros de su grupo o colonia. Son capaces de realizar distintas llamadas, también conocidas como silbidos, que pueden corresponder a diferentes depredadores.

Para este proyecto, se crearon endomoldes cerebrales virtuales del fósil Incamys y de las tres especies actuales de esta familia: chinchilla, vizcacha común y vizcacha de montaña, para descubrir cómo podría haber sido el cerebro del ancestro de los chinchíllidos. El equipo investigador descubrió que Incamys mostraba una expansión de los lóbulos temporales del cerebro. Esta región del cerebro, y más específicamente del neocórtex, incluye la corteza auditiva responsable de procesar los sonidos de nuestro entorno.

Sección transversal del cerebro de Chinchilla laniger. Abreviaturas: IC, colículo inferior; Cb, cerebelo; Cx, integridad de la corteza (cerebro); SC, colículos superiores. Barra de escala = 1 cm. Modificado de D'Alessandro et al. (2016) DOI: 10.1155/2016/3734646

Otra región del cerebro, el mesencéfalo, también conocido como tectum óptico en los vertebrados no mamíferos, también estaba expandida en esta especie. En los mamíferos, la presencia de un mesencéfalo visible se cree que corresponde a una forma ancestral, ya que en las especies modernas esta región del cerebro está cubierta por la expansión del cerebro y/o del cerebelo. El mesencéfalo incluye dos partes principales: los colículos caudales (inferiores) y los colículos rostrales (superiores), que están involucrados en los reflejos acústicos y visuales, respectivamente.

En los roedores, y más específicamente en las chinchillas, los colículos caudales son cruciales para procesar las vocalizaciones entre los miembros de un grupo. En las chinchillas actuales, las secciones transversales del cerebro revelan que los colículos caudales son muy grandes y están en contacto con el cerebro, en lugar de estar ubicados debajo de los colículos rostrales. Debido a la expansión del cerebro que los cubre, los colículos caudales no son visibles en la superficie del cerebro en las chinchillas, pero parecen ser más grandes en comparación con otros roedores, como las ardillas, que tienen colículos rostrales más prominentes.

Dada la correlación observada entre la estructura del mesencéfalo y la función auditiva en las especies actuales, los investigadores infirieron que los colículos caudales expuestos en Incamys probablemente estaban agrandados, reflejando el patrón observado en las chinchillas actuales. Bertrand escaneó este espécimen durante su investigación doctoral en la Universidad de Toronto en 2014. Cuando su colega y coautora Maddy Lang segmentó el endomolde cerebral, le llamó inmediatamente la atención que los colículos caudales estuviesen expuestos. La visibilidad de los colículos caudales en Incamys se atribuye a la menor expansión del cerebro en comparación con las especies modernas. El esquipo de investigación sugiere que esta evidencia implica que Incamys era capaz de procesar las vocalizaciones provenientes de otros individuos, lo que sugiere una vida en grupo para esta especie fósil, igual que las chinchillas actuales.

Las chinchillas viven en colonias que pueden tener hasta 100 individuos. Hoy en día, quedan muy pocas poblaciones en estado salvaje debido a la caza ilegal y la pérdida de hábitat. El posible éxito futuro de reintroducirlas en la naturaleza podría depender del intrincado sistema de comunicación que han desarrollado durante millones de años. Este sistema puede desempeñar un papel crucial en su supervivencia a largo plazo.

Esta investigación ha sido financiada en parte por el Programa Beatriu de Pinós de la Direcció General de Recerca de la Generalitat de Catalunya y gestionado por la AGAUR.