Estudio de las aletas da pistas sobre la evolución de las patas traseras de los animales
Tres peces de Australia - incluyendo el icónico pulmonado - han proporcionado una visión de la evolución de los seres humanos
Un nuevo estudio del desarrollo de la aleta en los peces ha arrojado luz sobre la evolución de los músculos de las piernas traseras de los animales terrestres.El biólogo profesor Peter Currie de la Universidad de Monash y sus colegas informan en línea sobre sus hallazgos en la revista de acceso abierto PLoS Biology.
"Lamentablemente es un hecho de la evolución que venimos de peces modificados", dice Currie.
Pero, dice, la pregunta es ¿cómo las pequeñas aletas de los peces se convierten en las poderosas patas de los tetrápodos terrestres.
"El mayor vacío en nuestro conocimiento es cómo se va de estas insignificantes aletas pélvicas pequeñas que parecen hacer casi nada en los peces a estas extremidades traseras grandes que soportan nuestro peso en la tierra", dijo Currie.
Evolución de la pelvis tetrápodos y los mecanismos conocidos de la formación de músculo apendicular de los vertebrados.
Pero él dice que si bien existe alguna evidencia acerca de cómo evolucionó el esqueleto de los músculos que soportan el peso de los miembros, no se conservan en el registro fósil.
"No hay absolutamente ninguna información acerca de cómo los músculos que impulsan la locomoción ... vieron la luz", dice Currie.
Los científicos han sabido por mucho tiempo que la antigua especie de pulmonados son los ancestros de los tetrápodos. Estos peces pueden sobrevivir en la tierra, respirar el aire y usar sus aletas pélvicas para propulsarse.
Formación de músculo pectoral de la aleta de pez espátula (Polyodon spathula) y pulmonados (Neoceratodus forsteri) que utilizan el modo completamente derivado de la formación de apendicular muscular y no está asociada con una extensión del epitelio.
Los científicos utilizaron peces que viven hoy en día para seguir la evolución de los músculos de la aleta pélvica para ver cómo evolucionó la carga de apoyo de las extremidades posteriores de los tetrápodos.
Para hacerse una idea de la evolución de estos músculos, Currie y sus colegas analizaron el desarrollo de los músculos de la aleta pélvica en dos especies de "primitivos" peces cartilaginosos y tres especies de peces óseos.
"Los peces que hemos estado viendo están evolutivamente asentados en importantes ramas del árbol de la vida", dice Currie.
En un extremo del espectro se encuentran el tiburón bambú y el llamado tiburón elefante, que es el pez más primitivo con una pareja de aletas.
Formación de los músculos pélvicos de las aletas de los peces óseos.
Los investigadores también estudiaron el pez cebra y nuestro "primo más cercano de pez", el pulmonado australiano, junto con una espátula de América del Norte, que, en términos evolutivos, se encuentra a medio camino entre los tiburones y los otros peces óseos.
Currie y sus colegas encontraron que los peces óseos tienen un mecanismo diferente de formación de los músculos pélvicos de las aletas que se encuentran en los peces cartilaginosos.
Este mecanismo es un paso importante para la evolución de los animales terrestres, dicen los investigadores.
"Hemos tenido que ir de este modo a medio camino de los músculos de la aleta pélvica al modo que utilizamos para desarrollar adecuadamente los músculos de las patas traseras", dice Currie.
"Hacer más músculo y más músculo y el posicionamiento adecuado de los grandes músculos de las patas traseras fue un paso muy importamte para el movimiento hacia la tierra. Esa es la idea central del papel de la evolución".
Peces fluorescentes
Trasplante de transgénicos en D. rerio revela músculos de la pelvis de la aleta se derivan de la extensión miotomal.
En un experimento llevado a cabo por Currie y el equipo, hicieron el seguimiento del desarrollo de los músculos de la aleta pélvica en el pez cebra mediante el etiquetado de las células del músculo con proteína fluorescente de medusas.
Los investigadores modificaron genéticamente una serie de "donantes" de embriones con genes de medusas de color rojo fluorescente y trasplantaron células progenitoras musculares de sus embriones a un gen "receptor" verde de medusa fluorescente.
Luego vieron cómo las células del donante rojo crecieron en el receptor.
"Esta es una técnica que ha sido utilizado con mucho éxito en otros sistemas de desarrollo, pero hasta ahora no se ha aplicado a los peces porque son embriones muy pequeños", dijo Currie.
El equipo encontró que los peces óseos tenían un mecanismo diferente de formación de los músculos pélvicos de la aleta que los peces cartilaginosos, un mecanismo que supone una piedra angular para la evolución fisiológica de los tetrápodos.
Curiosamente, dice, las aletas pectorales parecen haber evolucionado más rápidamente que las aletas pélvicas, con el mecanismo de su desarrollo en los peces similar al utilizado en las patas de los animales terrestres.
Artículo científico: Development and Evolution of the Muscles of the Pelvic Fin
Enlace: Monash University
