updated 1:39 PM CEST, Sep 28, 2016

Raro pez que puede caminar y respirar da pistas sobre la evolución animal

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bichir de Senegal (Polypterus senegalus)

Polypterus senegalus criados en tierra desarrollan una "plasticidad" que les ayuda a sobrevivir

Una especie poco común de pez que puede caminar y respirar aire muestra que estos animales pueden ser más capaces de adaptarse a la vida en la tierra de lo que se pensaba, dicen los investigadores.

Los nuevos hallazgos podrían ayudar a explicar cómo colonizaron la tierra los antiguos peces antepasados de los humanos, dijeron los investigadores.

La evolución del antiguo pez que pasó de vivir en el agua para la vida en la tierra hace unos 400 millones de años es uno de los momentos más cruciales en la historia del reino animal. Estos primeros animales de cuatro extremidades, los llamados tetrápodos madre, dieron lugar en última instancia a los anfibios, los reptiles, las aves y los mamíferos, incluyendo los animales más grandes que nunca han vivido en el planeta.

Cuando los peces comenzaron a moverse hacia la tierra, "el registro fósil sugiere que había una gran diversidad entre ellos, y por lo tanto una gran cantidad de competencia entre los peces", dijo la autora del estudio Emily Standen, una biomecánica evolutiva y comparativa en la Universidad de Ottawa en Canadá. "Uno puede imaginar que había una muy buena unidad para que los peces pudieran salir de ese ambiente y hacer uso de las oportunidades en la tierra".

Pero sigue siendo en gran parte un misterio qué tan antiguo pez hizo este cambio a la vida terrestre. Para aprender más sobre lo que pasó cuando el pez ahora extinto intentó vivir en la tierra, los científicos investigaron el bichir de Senegal (Polypterus senegalus), un pez africano moderno que tiene pulmones para respirar aire, y cortas aletas que puede utilizar para tirar de sí mismo a lo largo de la tierra. El bichir posee muchos rasgos similares a los observados en los fósiles de tetrápodos madre, dijeron los investigadores.

Los científicos colocaron durante ocho meses grupos de bichir juvenil en tierra para ver si estos peces difieren en su anatomía y cómo se movían en tierra en comparación con el bichir criado en el agua. Los investigadores querían comprobar cómo podría desencadenar la vida en la tierra cambios en dichos peces.

Mantener el pez en la tierra plantea algunos retos.

"La primera dificultad que tuvimos fue cómo diablos mantener los peces vivos en tierra durante meses a la vez", dijo Standen. "Yo diseñé y construí una configuración de acuario que tenía unos pocos milímetros de agua en su piso, lo suficiente como para mantener al pez húmedo. Además, he utilizado vaporizadores como los que se ven en el pasillo de la lechuga en los supermercados para refrescar las verduras, para mantener a los peces húmedos y en un ambiente muy húmedo que les ayudó a sobrevivir".

Los investigadores descubrieron que los bichir criadas en tierra eran radicalmente diferentes a los desarrollados en el agua. Los peces criados en tierra desarrollaron la cabeza más alta, ajustaron sus aletas cerca de sus cuerpos, ondulaban sus colas con menos frecuencia y tenían aletas que se deslizaban con menos frecuencia que los bichir criados en agua. Estos peces en tierra también sufrieron cambios en su esqueleto y musculatura que probablemente allanaron el camino para sus cambios en el comportamiento. En conjunto, estas alteraciones ayudaron a los bichir a moverse con mayor eficacia en la tierra.

"Estoy muy sorprendida que los peces sobreviviesen tan bien en la tierra", dijo Standen, que llevó a cabo esta investigación mientras era investigadora postdoctoral en la Universidad de McGill en Montreal. "Esa fue una apuesta inicial con este experimento - ¿el pez podría incluso criarse en tierra?".

Estos hallazgos ponen de manifiesto el bichir es más plástico, más maleable, durante su desarrollo de lo que se pensaba. Esta plasticidad es lo que hizo a este pez capaz de crecer de manera muy diferente dependiendo de su entorno.

bichir de Senegal (Polypterus senegalus)

Dadas las similitudes anatómicas encontradas entre los tetrápodos madre y el bichir, los investigadores sugieren que el ancestro común de los animales pudo haber poseído el tipo de plasticidad visto en el bichir de hoy. Si es así, "esto plantea la posibilidad de que la plasticidad también pudo haber existido en los tetrápodos madre para facilitar su transición a la tierra", dijo Standen.

"Los peces que tenía la plasticidad para permitir que se moviesen hacia fuera sobre la tierra beneficiados mediante la eliminación desde un entorno muy competitivo en un nuevo hábitat de plantas e insectos que suministran refugio y alimento, recursos libres de la mayor depredación o competencia", añadió Standen. Con el tiempo, los rasgos permitidos por dicha plasticidad demostraron ser lo suficientemente ventajosos para convertirse en elementos permanentes en estos antiguos animales, dijo.

Es muy difícil el descubrimiento de la evidencia de si o no en los tetrápodos aparece la plasticidad. "La mejor manera de encontrar esas pruebas es desenterrar fósiles de una sola población de estos peces tetrápodos y buscar la variación natural en ellos", dijo el coautor del estudio Hans Larsson, paleontólogo de vertebrados en la Universidad de McGill. "Si lo hacemos, podríamos ser capaces de encontrar fósiles que muestren que esa población demostró cierto grado de plasticidad".

La futura investigación puede tratar de descubrir los mecanismos genéticos y de desarrollo que subyacen a la plasticidad del bichir, dijo Larsson. Los investigadores también quieren aumentar varias generaciones de bichir en la tierra "para ver hasta dónde llega esta plasticidad, cómo son de consistentes los cambios de desarrollo en el largo plazo", dijo Standen.

Standen, Larsson y su colega Trina Du detallaron sus hallazgos en la edición del 28 de agosto de la revista Nature: Developmental plasticity and the origin of tetrapods