Finalmente tenemos una idea de cómo evolucionaron estos peces para atrapar insectos en el aire
Los peces arqueros son los artilleros antiaéreos del mundo acuático. Son famosos por su increíble habilidad para derribar insectos terrestres en pleno vuelo con chorros de agua de alta precisión que proyectan desde sus bocas.
Sin embargo, científicamente hablando, no se sabe lo suficiente sobre el pez arquero: ¿Qué hace a un pez arquero? ¿Cuántas especies hay? ¿Qué otros peces están estrechamente relacionados? ¿De qué peces descendieron?
Ahora, un nuevo artículo de investigadores del Instituto de Biodiversidad y el Museo de Historia Natural de la Universidad de Kansas (KU) es el examen más completo jamás producido de la historia evolutiva y la variación anatómica de los peces arquero, que también son conocidos por el nombre científico Toxotidae.
"Los peces arqueros son un pequeño grupo de peces que viven predominantemente en el sudeste asiático y Australia y en muchas regiones intermedias", dijo el autor principal Matthew Girard, un afiliado de investigación del Instituto de Biodiversidad de la KU y el Museo de Historia Natural y un becario postdoctoral en la División de Peces del Museo Nacional de Historia Natural de la Institución Smithsonian.
"A veces, la gente piensan que los peces arqueros son un grupo famoso porque pueden escupir agua por la boca y, a menudo, se los estudia solo porque son animales bastante inteligentes - tienen que calcular la refracción, y son capaces de golpear cosas que están en el ala mientras vuelan por encima".
A pesar del renombre de los peces arquero entre los ictiólogos y los entusiastas de los acuarios, hasta ahora no se ha realizado mucho trabajo académico sobre ellos.
"Ahí es realmente donde entra nuestro estudio", dijo Girard. "Observamos cómo se relacionan estos peces y preguntamos: '¿Cómo evolucionó este asombroso mecanismo que les permite escupir?' Teníamos algunas ideas de con qué otros tipos de peces estaban relacionados, pero por primera vez generamos una hipótesis de cómo todas estas especies de peces arqueros están relacionadas entre sí. Ni siquiera sabíamos realmente si todos ellos podían disparar".
Imagen: Toxotes blythii bajo luz fluorescente. Crédito: Matthew Girard
"Los estudios que han analizado cómo están disparando o qué tan inteligentes son, generalmente usan peces arqueros que se encuentran en el comercio de acuarios, pero también hay algunos raros. Por lo tanto, no solo estábamos respondiendo preguntas sobre cómo se relacionan y cómo evolucionó este mecanismo de disparo, sino que, en primer lugar, ¿pueden todos ellos disparar o hay alguna variación? Descubrimos que todos pueden disparar; todos tienen al menos las estructuras en la boca para poder disparar, pero hay diferencias entre ellos".
Por primera vez, el documento establece un árbol genealógico autorizado de peces arqueros, lo que permite a los investigadores rastrear a través de la genética y la morfología cómo la especialización en escupir puede haber evolucionado con el tiempo.
"Hay otros peces que comen insectos y algunos que saltan fuera del agua, pero diría que no hay nada como esto", dijo el coautor Leo Smith, curador asociado del Instituto de Biodiversidad y Museo de Historia Natural de la KU. "Hay una historia potencialmente apócrifa, que es que a mediados del siglo XIX en la India, los peces arquero disparaban los cigarrillos de los colonizadores, como si les cayera un rayo. Les disparaban y volvían loca a la gente y así es como los europeos occidentales descubrieron lo que ya estaba allí, que todos allí ya sabían, pero hay historias de que escupían a los cigarrillos".
Girard buscó muestras de tejido y especímenes de peces arqueros de instituciones y museos de historia natural de todo el mundo, un trabajo poco conocido y, a menudo agotador, y luego analizó sus estructuras y genética para comprender mejor al grupo.
Por ejemplo, Girard, Smith y sus coautores encontraron que las estructuras orales de los peces arquero respaldan la hipótesis del mecanismo de cerbatana, pero las estructuras orales de los tejidos blandos también pueden desempeñar un papel en los disparos.
Imagen: Estructuras óseas de la lengua y la boca en el pariente más cercano del pez arquero, los salmones de playa (Leptobrama), el pez arquero primitivo (Protoxotes) y otros peces arquero (Toxotes). Crédito: Matthew Girard
"Otros peces pueden mover el agua, pero no es nada como esto", dijo Smith. "Lo comparo con, 'Podría poner una trompeta en mi boca, y supongo que podría hacer ruido, pero no como Miles Davis'. También es algo fundamentalmente diferente, una especialización realmente notable para atrapar insectos".
Además, el equipo de investigación determinó que los peces arqueros tienen un "grupo hermano" de peces estrechamente relacionado, llamado salmón de playa, y descubrió que también tenían "características de disparo relevantes en la cavidad oral", lo que sugiere que disparar agua a la presa podría ser lo que los biólogos evolutivos denominan un rasgo cooptado o exaptado.
"Pensamos en adaptaciones como, por ejemplo, un pez vela que tiene una vela realmente hermosa en su aleta dorsal, pero muchos peces tienen aletas dorsales y lo que han hecho es modificar esa aleta dorsal para adaptarla a alguna otra necesidad", dijo Girard.
"Si nos fijamos en el grupo que está más estrechamente relacionado con el pez arquero, ya está comiendo cosas de cuerpo duro. Entonces, el pez arquero debe haber tenido todas las estructuras que permitirían que eso sucediera, y todo lo que tenían que hacer era modificarlas para poder disparar. Así que eso es lo que es la cooptación: es realmente un matiz decir que las partes necesarias ya estaban allí y todo lo que hicieron fue modificar algunas cosas para permitir que esto sucediera".
La investigación aparece en la revista Integrative Organismal Biology: Phylogenetics of archerfishes (Toxotidae) and evolution of the toxotid shooting apparatus
Imagen de cabecera: A pesar del renombre de los peces arquero entre los ictiólogos y los entusiastas de los acuarios, hasta ahora no se ha realizado mucho trabajo académico sobre ellos. Crédito: Matthew Girard
