Los celacantos arrojan luz sobre la evolución de la musculatura craneal en vertebrados con mandíbulas
El celacanto es conocido como un "fósil viviente" porque su anatomía ha cambiado poco en los últimos 65 millones de años. A pesar de ser uno de los peces más estudiados de la historia, continúa revelando nueva información que podría transformar nuestra comprensión de la evolución de los vertebrados.
Así lo revela un estudio hecho por investigadores de la Universidad de São Paulo (USP), en Brasil, y del Instituto Smithsonian, en Estados Unidos.
Al reexaminar la musculatura craneal del celacanto africano (Latimeria chalumnae), los autores descubrieron que solo eran precisas el 13 % de las novedades musculares evolutivas previamente identificadas para los linajes de vertebrados más grandes. El estudio también identificó nueve nuevas transformaciones evolutivas relacionadas con innovaciones en la alimentación y la respiración en estos grupos.
"En última instancia, es incluso más similar a los peces cartilaginosos [tiburones, rayas y quimeras] y a los tetrápodos [aves, mamíferos, anfibios y reptiles] de lo que se creía anteriormente, y aún más distinto de los peces con aletas radiadas, que constituyen aproximadamente la mitad de los vertebrados vivos", dice Aléssio Datovo, docente del Museo de Zoología (MZ) de la USP con apoyo de la FAPESP, quien dirigió el estudio.
Entre las novedades evolutivas erróneamente identificadas como presentes en los celacantos se encuentran los músculos responsables de la expansión activa de la cavidad bucofaríngea, que se extiende desde la boca hasta la faringe. Este conjunto de músculos está directamente relacionado con la captura de alimento y la respiración. Sin embargo, el estudio demostró que estos supuestos músculos de los celacantos eran en realidad ligamentos, que son estructuras incapaces de contraerse.
Los peces con aletas radiadas (actinopterigios) y los peces con aletas lobuladas (sarcopterigios) divergieron de un ancestro común hace aproximadamente 420 millones de años. Los sarcopterigios incluyen peces como los celacantos y los peces pulmonados, así como todos los demás tetrápodos, ya que evolucionaron a partir de un ancestro acuático. Estos incluyen mamíferos, aves, reptiles y anfibios.
En los peces con aletas radiadas, como las carpas de acuario, es fácil observar cómo se mueve la boca para succionar el alimento. Esta capacidad otorgó a los actinopterigios una importante ventaja evolutiva; hoy en día, constituyen aproximadamente la mitad de todos los vertebrados vivos.
Esta es una diferencia fundamental con otros peces, como los celacantos y los tiburones, que se alimentan principalmente mordiendo a sus presas.
"En estudios previos, se asumía que este conjunto de músculos, que proporcionaría una mayor capacidad de succión, también estaba presente en los celacantos y, por lo tanto, habría evolucionado en el ancestro común de los vertebrados óseos, lo cual ahora demostramos que no es cierto. Esto solo apareció al menos 30 millones de años después, en el ancestro común de los actuales peces con aletas radiadas", señala Datovo.
Imagen: Celacanto en exhibición en el Museo Nacional de Historia Natural de Estados Unidos. (foto: NRF-SAIAB 34464, Celacanto, SAIAB. Imagen cortesía del NMNH SI).
Tras bambalinas
Los celacantos son peces extremadamente raros que viven a unos 300 metros bajo la superficie del agua y pasan sus días en cuevas submarinas.
Una razón por la que han cambiado tan poco desde la extinción de los dinosaurios es que tienen pocos depredadores y viven en un entorno relativamente protegido. Esto ha provocado lentos cambios en su genoma, como lo demuestra un estudio de 2013 publicado en la revista Nature.
Los celacantos se conocieron inicialmente solo a partir de fósiles de hace unos 400 millones de años. No fue hasta 1938 que se descubrió un animal vivo, para gran asombro de los científicos. En 1999, se descubrió en aguas asiáticas otra especie (Latimeria chalumnae).
Debido a la rareza de los especímenes en los museos, los investigadores de la USP y del Museo Nacional de Historia Natural del Instituto Smithsonian tuvieron que perseverar para encontrar una institución dispuesta a prestar animales para disección.
El Museo Field de Chicago y el Instituto de Ciencias Marinas de Virginia, ambos en Estados Unidos, finalmente accedieron a prestar un espécimen cada uno. Según Datovo, G. David Johnson, coautor del artículo, merece el crédito por obtener el préstamo.
Johnson, nacido en 1945, fue probablemente el mejor anatomista de peces de su época, según Datovo. Falleció en noviembre de 2024 tras un accidente doméstico mientras se revisaba el estudio.
"Al contrario de lo que pueda parecer, diseccionar un espécimen no significa destruirlo, siempre que se haga correctamente", afirma Datovo.
El investigador, que lleva más de 20 años realizando este tipo de estudio, dedicó seis meses a separar todos los músculos y huesos del cráneo del celacanto. Estas estructuras se conservan y pueden ser estudiadas individualmente por otros científicos, eliminando así la necesidad de diseccionar un nuevo animal.
Imagen: Sistema musculoesquelético craneal del celacanto africano, L. chalumnae, con ramas motoras asociadas de los nervios craneales. Science Advances (2025). DOI: 10.1126/sciadv.adt1576
Ver cada músculo y nervio de primera mano permitió a los autores identificar con certeza lo que realmente había en la cabeza del celacanto, señalar estructuras no descritas previamente y corregir errores que se habían repetido en la literatura científica durante más de 70 años.
"Había muchas contradicciones en la literatura. Cuando finalmente pudimos examinar los especímenes, detectamos más errores de los que imaginábamos. Por ejemplo, once estructuras descritas como músculos eran en realidad ligamentos u otros tipos de tejido conectivo. Esto tiene drásticas consecuencias para el funcionamiento de la boca y la respiración, ya que los músculos realizan el movimiento, mientras que los ligamentos solo lo transmiten", explica.
Debido a la posición de los celacantos en el árbol de la vida de los vertebrados, el descubrimiento impacta nuestra comprensión de la evolución craneal en todos los demás grandes grupos de vertebrados.
Con esta información, el investigador utilizó imágenes de microtomografía tridimensional de cráneos de otros grupos de peces, tanto extintos como actuales. Estas imágenes son proporcionadas por otros investigadores que estudian la anatomía de los peces al realizar escaneos 3D.
A partir de imágenes de los huesos del cráneo de otros peces de linajes completamente extintos, Datovo y Johnson pudieron inferir dónde encajarían los músculos de los celacantos, lo que dilucidó la evolución de estos músculos en los primeros vertebrados con mandíbulas. En trabajos futuros, Datovo pretende analizar las similitudes con los músculos de tetrápodos, como anfibios y reptiles.
El estudio se ha publicado en la revista Science Advances: Coelacanths illuminate deep-time evolution of cranial musculature in jawed vertebrates
