La evolución de las serpientes: científicos desentrañan los misterios

En la época en que los dinosaurios pisoteaban la Tierra, pequeños mamíferos correteaban a su sombra. Esas bolitas de pelo, escondidas en madrigueras subterráneas, proporcionaron un nuevo nicho para un reptil novedoso: la serpiente. Las serpientes delgadas podían colarse en los hogares de los mamíferos y devorarlos.

Al menos, así es como Marc Tollis, biólogo evolutivo de la Universidad del Norte de Arizona en Flagstaff, imagina los orígenes de las serpientes. Nadie lo sabe con certeza. Al igual que las propias criaturas, el registro fósil de las serpientes es largo y delgado, lo que deja lagunas en la historia de estas. Cuestiones importantes, como dónde surgieron y quiénes son sus parientes más cercanos, siguen sin respuesta.

Hoy en día, nuevos fósiles y técnicas modernas están actualizando la historia de las serpientes. A partir de hace unos 125 millones de años, las serpientes utilizaron su estructura corporal flexible para diversificarse a lo grande, conquistando regiones que ahora conforman seis continentes, además de los océanos Índico y Pacífico —y a Tollis tampoco le sorprendería encontrar fósiles de serpientes en la otrora templada Antártida—.

Hay serpientes que se deslizan por la tierra, que se entierran en el suelo, que nadan en el mar y que se deslizan entre los árboles, e incluso las que se suben a trenes y, sí, a aviones. Hay serpientes diminutas de apenas unos centímetros de largo y tan delgadas como espaguetis, y hay pitones que superan los seis metros. Hay serpientes que persiguen a su presa y serpientes que acechan para tenderle una emboscada, serpientes que estrangulan a sus presas y otras que inmovilizan a su cena con veneno. Serpientes que ponen huevos, serpientes que dan a luz crías vivas, serpientes que pueden reproducirse sin machos.

Es un impresionante abanico de habilidades para lo que es, en esencia, una extraña rama del árbol genealógico de los lagartos. Las serpientes son básicamente tubos depredadores, señala Tollis. No pueden caminar ni masticar su comida. Estos parecen factores muy limitantes.

“A pesar de ello, las serpientes son algunos de los animales más exitosos”, se maravilla Tollis, coautor de una revisión sobre la evolución temprana de las serpientes y los lagartos en el Annual Review of Ecology, Evolution, and Systematics de 2025. “Sin duda tienen superpoderes que normalmente asociaríamos con lo fantástico”.

¿Por mar, por tierra o bajo tierra?

Hay más de 4.000 especies vivas de serpientes descritas, lo que representa aproximadamente un tercio del grupo más amplio de los lagartos, y probablemente cientos más a la espera de ser descubiertas oficialmente, afirma Alex Pyron, biólogo evolutivo de la Universidad George Washington en Washington, D.C. Los científicos estiman que los antepasados de este grupo tan diverso surgieron hace unos 160 millones de años, pero aún no han averiguado cómo eran las primeras serpientes —¿serpientes terrestres, marinas o quizá subterráneas?—.

Estas misteriosas serpientes ancestrales deberían situarse en la base misma del árbol genealógico de las serpientes, pero no se han encontrado sus fósiles. Los fósiles de serpientes más antiguos que se conocen proceden de diversos entornos, lo que dificulta determinar de qué tipo de hábitat surgieron las serpientes, afirma Tiago Simões, coautor del artículo de Annual Review y biólogo evolutivo de la Universidad de Princeton, en Nueva Jersey.

Una hipótesis de larga data es que las serpientes surgieron bajo tierra. La idea original se basaba, en parte, en los ojos casi inexistentes de las serpientes ciegas, que constituyen la rama más baja del árbol genealógico de las serpientes vivas. Pero las serpientes ciegas están muy especializadas para los hormigueros y los termiteros que habitan, afirma Catie Strong, paleontóloga de vertebrados y estudiante de posgrado en el Museo de Zoología Comparada de Harvard, en Cambridge, Massachusetts.

Tienen cráneos extraños, de aspecto alienígena, adaptados a su entorno subterráneo y a su dieta insectívora. Por ejemplo, explica Strong, una “pronunciada mandíbula inferior saliente” les ayuda a evitar que la tierra entre en la boca. Mientras se formaba con el paleontólogo de vertebrados y biólogo evolutivo Michael Caldwell en la Universidad de Alberta, en Edmonton, Canadá, Strong llegó a la conclusión, al igual que otros investigadores, de que estas criaturas híper-especializadas no pueden corresponder a la raíz del árbol genealógico de las serpientes.

A finales del siglo XX, surgieron pruebas que respaldaban un posible origen marino. Los científicos describieron serpientes primitivas que vivieron hace casi 100 millones de años en Medio Oriente, cuando esa tierra estaba sumergida. Caldwell y sus colegas también relacionaron al clan de las serpientes con los mosasaurios, reptiles acuáticos extintos, lo que planteaba la posibilidad de que las serpientes surgieran en el agua. Pero el apoyo a esa hipótesis se ha hundido: hay otras serpientes que son anteriores a esas serpientes acuáticas y que eran claramente terrestres, afirma Simões. Así que el consenso actual es que las nadadoras de Medio Oriente no surgieron del agua, sino que se sumergieron en ella desde la tierra.

La Patagonia actual ha proporcionado un tesoro de fósiles de serpientes adicionales, como la Najash rionegrina, que data de hace unos 95 millones de años, y la Dinilysia patagonica, de hace unos 80 millones de años, cuando ese entorno era desértico. Pero, ¿estas serpientes sudamericanas vivían en la superficie o bajo ella? La Dinilysia probablemente vivía en la superficie, pero la situación con la Najash es más complicada, afirma Simões.

Najash presenta características craneales y espinales que, según sus descubridores, sugieren que pasaba al menos parte del tiempo bajo tierra. Pero ambas especies de la Patagonia eran “serpientes de gran tamaño”, añade Caldwell, similares a las pitones actuales. Al igual que las pitones, podrían haberse escondido bajo tierra, pero cazaban en la superficie, especula.

Hay pruebas adicionales de un origen mixto en tierra firme y subterráneo que provienen de las predicciones sobre los cerebros de las primeras serpientes. Científicos utilizaron imágenes de rayos X en 3D para analizar la caja craneal —la parte del cráneo que protege el cerebro— de casi 60 serpientes y lagartos, además de algunos fósiles de serpientes. A partir de esos contornos internos, pudieron deducir la forma del cerebro. Los investigadores identificaron la anatomía cerebral de los animales excavadores: los excavadores suelen poseer, por ejemplo, un cerebelo pequeño, aplanado y triangular, una sección del cerebro implicada en el movimiento. Cuando los investigadores utilizaron sus datos para predecir la forma del cerebro de la serpiente ancestral, obtuvieron algunas características propias de los excavadores, incluido ese pequeño cerebelo, pero otras características incompatibles con la vida subterránea.

Al reunir todas las pruebas, Strong se adhiere a la teoría de que las serpientes evolucionaron en tierra, tal vez en un entorno arenoso como el que habitaban Dinilysia y Najash. Ella sospecha que esto también les permitió, en ocasiones, desplazarse bajo tierra.

Una mejor forma de arrastrarse

Otro acontecimiento importante en la evolución de las serpientes fue, por supuesto, la pérdida de sus patas. Esto no es tan innovador como podría parecer; entre los lagartos, varios grupos de especies largas y delgadas han prescindido de sus patas. Cuando uno se arrastra bajo tierra o se mueve entre la hierba, las extremidades son, literalmente, “un lastre”, afirma Daniela García Cobos, bióloga evolutiva y estudiante de posgrado en el Museo Americano de Historia Natural de Nueva York. Sin embargo, las serpientes parecen haber sido de los primeros lagartos en dominar esta forma en una gran variedad de hábitats diferentes, lo que podría explicar su éxito con ella.

Pyron calcula que este cambio tuvo lugar hace entre 150 y 125 millones de años, pero los científicos no han podido determinar con exactitud cuándo ni dónde ocurrió. Las serpientes fósiles conocidas tenían extremidades posteriores, pero no anteriores, aunque el caso de la Dinilysia es incierto, ya que no hay pruebas concluyentes de que se haya conservado la región pélvica en esos fósiles. En algún momento anterior, debió de haber existido un antepasado de las serpientes con cuatro patas, pero este eslabón perdido ha sido difícil de encontrar. En 2015 se informó sobre un posible candidato, pero Caldwell y sus colaboradores demostraron que se trataba simplemente de un lagarto.

Luego llegó el Breugnathair elgolensis, un fósil jurásico de cuatro patas hallado en Escocia y descrito en Nature en 2025. “Si lo vieras en la calle, cruzando la carretera, pensarías que es solo una iguana o un lagarto común”, afirma Susan E. Evans, paleontóloga del University College de Londres, quien describió el espécimen junto con sus colegas.

Pero la mandíbula del B. elgolensis sí presenta algunas características serpentinas, como la forma de sus dientes. Caldwell, que no formó parte del equipo que lo describió, cree que es una serpiente. “Tiene todas las características craneales adecuadas”, afirma.

Evans no está tan segura, una opinión que se refleja en el nombre que eligió: Breugnathair deriva del gaélico y significa “falsa serpiente”. Cuando Evans y sus colegas intentaron situarlo en el árbol genealógico de los reptiles, los resultados fueron poco concluyentes. Podría ser un antepasado de las serpientes, admite, o podría ser un lagarto que desarrolló de forma independiente rasgos serpentinos, pero que no dejó descendientes vivos.

Cambios radicales

Lo que distinguía a las serpientes de todos los demás lagartos sin patas eran los demás cambios que experimentaron, afirma Pyron. Para investigar otras innovaciones, Pyron y sus colaboradores se embarcaron en un censo masivo de reptiles, que publicaron en Science en 2024. Midieron los cráneos de miles de serpientes y lagartos. Examinaron el contenido estomacal de especímenes de museo y estudiaron minuciosamente los registros dietéticos escritos. Recopilaron datos genéticos —no el genoma completo, sino 5.400 genes específicos— de más de 1.000 especies de serpientes y lagartos.

Al comparar esas características, las serpientes destacaron. Hace unos 125 millones de años, el grupo sufrió cambios repentinos y significativos en sus cráneos, dietas y espinas dorsales que les permitirían diversificarse y extenderse.

El mayor logro evolutivo de las serpientes es su cráneo extrañamente flexible, formado por piezas óseas unidas por tejido blando; Caldwell cree que esta alteración clave podría haber ocurrido incluso antes de que perdieran sus patas. En el camino hacia esos cráneos “de piezas sueltas”, las serpientes cambiaron primero la estructura de su caja craneal. En la mayoría de los lagartos, esta tiene forma de sándwich: hueso arriba, hueso abajo, el cerebro en el interior y abierta por los lados. Pero en las serpientes, se parece más a un envoltorio, un tubo óseo que solo está abierto hacia la cara y la columna vertebral. Proteger el cerebro de esa manera significaba que las serpientes tenían libertad para dejar que el resto de los huesos del cráneo se movieran. Y vaya si lo hicieron.

Esos cambios en el cráneo permitieron nuevas dietas con la evolución de la mandíbula serpentina. Aunque la anatomía de la mandíbula varía dentro del grupo, en muchas serpientes, las partes inferior y superior están conectadas por ligamentos elásticos, lo que permite una amplia apertura. Los dos lados de la mandíbula inferior pueden separarse, ampliando aún más las fauces de la serpiente. El paladar, en la parte superior de la boca, tiene partes derecha e izquierda que se mueven de forma independiente para conducir la comida hacia la garganta. Así es como una pitón puede tragarse un cerdo. De hecho, el equipo de Science descubrió que las serpientes, como grupo, pueden comer prácticamente cualquier cosa que se mueva. Hay serpientes que se alimentan de babosas viscosas y caracoles con caparazón, anguilas resbaladizas e incluso otras serpientes.

Y por esa misma época, las serpientes se alargaron, añadiendo cientos de vértebras entre el cuello y la parte inferior del cuerpo. “Ser alargado te permite desplazarte más rápida y eficientemente”, dice Caldwell. La piel extra del vientre proporciona más superficie para empujarse por el suelo o trepar por los troncos de los árboles. En el caso de las serpientes acuáticas, el aumento de la longitud corporal les permite zigzaguear de un lado a otro con mayor eficiencia.

En resumen, estos cambios en el cuerpo, la cabeza y la dieta significaron que las serpientes en evolución eran flexibles no solo en su forma, sino también en su estilo de vida. Las serpientes se adaptan rápidamente a nuevos entornos, afirma Frank Burbrink, conservador de herpetología del Museo Americano de Historia Natural y coautor del artículo de Annual Review. En otras palabras, estas superestrellas evolutivas estaban preparadas para sacar el máximo partido a cualquier hábitat en el que se deslizaran.

Compensando la falta de fósiles

Los cráneos fragmentados y la longitud corporal que resultaron tan beneficiosos para la expansión de las serpientes suponen un quebradero de cabeza para los paleontólogos: las serpientes muertas se descomponen en pedazos, lo que hace que los fósiles completos sean escasos y deja muchas preguntas sin respuesta. Por ejemplo, los investigadores saben que las serpientes están emparentadas con grupos que incluyen iguanas y dragones de Komodo, así como posiblemente con los mosasauros, pero no está claro cuáles son sus parientes más cercanos. Saberlo ayudaría a predecir cómo debían ser los antepasados de las serpientes, afirma Evans.

Cuando los fósiles fallan, la genética puede acudir al rescate. Cuanto más diferentes son los genes de distintos animales, más tiempo ha pasado desde que se separaron como especies. Los análisis genéticos ya han obligado a reorganizar el árbol genealógico de los lagartos; los árboles basados únicamente en la forma del cuerpo resultaron ser “totalmente erróneos”, afirma Pyron.

Los genes también han arrojado luz sobre cómo los cuerpos de las serpientes desarrollan algunas de sus características especiales. La ausencia de patas está relacionada con la pérdida de función de una secuencia promotora de extremidades llamada ZRS. Y científicos informaron recientemente de que las serpientes carecen del gen que codifica la “hormona del hambre”, la grelina. Esto podría facilitarles soportar largos ayunos; algunas serpientes pueden pasar un año o más sin comer.

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Burbrink, Pyron y Simões están secuenciando ahora genomas completos de más de 100 serpientes y lagartos, lo que duplicará el número de genomas de alta calidad disponibles. Con eso, más datos adicionales sobre reptiles vivos y fósiles, esperan construir mejores árboles genealógicos e investigar más a fondo los genes que están detrás de la forma sinuosa de las serpientes.

Aun así, dice Evans, los científicos realmente necesitan más fósiles para completar los giros y vueltas de la historia de las serpientes.

Mientras los paleontólogos siguen excavando, Burbrink nos aconseja que nos tomemos un momento para maravillarnos la próxima vez que nos encontremos con una serpiente u otro reptil moderno que se retuerza: “Estás contemplando la culminación de más de 100 millones de años de evolución”.

Artículo traducido por Debbie Ponchner