Las antiguas idas y venidas de la tierra al agua y del agua a la tierra

Qikiqtania wakei
Ilustración de Qikiqtania wakei (centro) en el agua con su primo más grande, Tiktaalik roseae. Crédito: Alex Boersma

Nuevo fósil "fishapod" de cuatro patas regresó al agua mientras Tiktaalik se aventuraba en tierra

Un meme estuvo circulando en línea durante la pandemia que presentaba a Tiktaalik roseae, el icónico "fishapod" de cuatro patas que hizo la primera transición del agua a la tierra hace 375 millones de años.

meme de TiktaalikLa mayoría de las variaciones muestran a Tiktaalik asomando la cabeza fuera del agua y listo para arrastrarse hasta la orilla, mientras que una mano fuera de marco lo amenaza con un periódico enrollado o un palo. La broma es que aquellos de nosotros agotados por el mundo moderno desearíamos poder retroceder en el tiempo, arrojarlo al agua y detener la evolución en seco, ahorrándonos el presente de guerra, pandemia y memes de Internet.

Resulta que uno de los parientes cercanos de Tiktaalik hizo exactamente eso, optando por volver a vivir en aguas abiertas en lugar de aventurarse en tierra.

Un nuevo estudio del laboratorio del candidato a doctorado Neil Shubin, quien descubrió Tiktaalik en 2004, describe una especie fósil que se parece mucho a Tiktaalik pero tiene características que la hacen más adecuada para la vida en el agua que su aventurero primo.

Qikiqtania wakei era pequeño, solo 30 pulgadas de largo, en comparación con Tiktaalik, que podía crecer hasta nueve pies (cerca de 3 metros). El nuevo fósil incluye mandíbulas superiores e inferiores parciales, partes del cuello y escamas. Lo que es más importante, también presenta una aleta pectoral completa con un distintivo húmero que carece de las crestas que indicarían dónde estarían los músculos y las articulaciones en una extremidad orientada a caminar sobre la tierra.

En cambio, la parte superior del brazo de Qikiqtania era suave y curvada, más adecuada para una vida remando bajo el agua. La singularidad de los huesos del brazo de Qikiqtania sugiere que volvió a remar en el agua después de que sus ancestros comenzaran a usar sus apéndices para caminar.

"Al principio pensamos que podría ser un Tiktaalik juvenil, porque era más pequeño y tal vez algunos de esos procesos aún no se habían desarrollado", dijo Shubin. "Pero el húmero es suave y tiene forma de boomerang, y no tiene los elementos que lo apoyarían empujando hacia arriba en la tierra. Es notablemente diferente y sugiere algo nuevo".

Un proyecto pandémico prehistórico

Shubin, quien es el Profesor de Servicio Distinguido Robert R. Bensley de Biología y Anatomía de Organismos en la Universidad de Chicago, encontró el fósil días antes de que se descubriera Tiktaalik, en un sitio aproximadamente a una milla al este en el sur de la Isla Ellesmere en el territorio de Nunavut en el norte Ártico canadiense.

El nombre Qikiatania proviene de la palabra inuktitut Qikiqtaaluk o Qikiqtani, el nombre tradicional de la región donde se encuentra el yacimiento fósil. La designación de especie wakei es en memoria del difunto David Wake, un eminente biólogo evolutivo de la Universidad de California en Berkeley.

Shubin y su compañero de campo, el candidado a doctorado Ted Daeschler, de la Academia de Ciencias Naturales de la Universidad de Drexel, recolectaron los especímenes de una cantera después de detectar algunas rocas de aspecto prometedor con distintivas escamas blancas en la superficie. Pero permanecieron almacenados, en su mayoría sin examinar, mientras el equipo se enfocaba en preparar Tiktaalik.

Quince años después, el descubrimiento de Qikiqtania se convirtió en otra historia de pandemia. En marzo de 2020 los investigadores postdoctorales Justin Lemberg, Ph.D., y Tom Stewart, Ph.D., escanearon por tomografía computarizada uno de los especímenes de roca más grandes y se dieron cuenta de que contenía una aleta pectoral. Desafortunadamente, estaba demasiado adentro de la roca para obtener una imagen de alta resolución, y no pudieron hacer mucho más con ella una vez que la pandemia obligó a cerrar los laboratorios.

"Estábamos tratando de recopilar la mayor cantidad posible de datos CT del material antes del confinamiento, y la última pieza que escaneamos fue un bloque grande y sin pretensiones con solo unas pocas motas de escamas visibles desde la superficie", dijo Lemberg, quien ahora está haciendo trabajo de campo de gestión de recursos culturales en el sur de California.

"Apenas podíamos creerlo cuando aparecieron las primeras imágenes granuladas de una aleta pectoral. Sabíamos que podríamos obtener un mejor escaneo del bloque si tuviéramos tiempo, pero eso fue el 13 de marzo de 2020 y la Universidad cerró todas las operaciones no esenciales la semana siguiente".

En el verano de 2020, cuando se reabrieron las instalaciones del campus, se comunicaron con Mark Webster, Ph.D., Profesor Asociado de Ciencias Geofísicas, quien tenía acceso a una sierra que podía cortar piezas de la muestra para que un escáner CT pudiera acercarse y producir una mejor imagen. Stewart y Lemberg marcaron cuidadosamente los límites del bloque y organizaron un intercambio fuera de su laboratorio en Culver Hall. Las imágenes resultantes revelaron una aleta pectoral y un miembro superior casi completos, incluido el característico húmero.

"Eso es lo que nos dejó boquiabiertos", dijo Shubin. "Este no fue al principio un bloque fascinante, pero nos dimos cuenta durante el confinamiento por la COVID cuando no pudimos ingresar al laboratorio que el escaneo original no era lo suficientemente bueno y necesitábamos recortar el bloque. Y cuando lo hicimos, mira lo que pasó. Nos dio algo emocionante en lo que trabajar durante la pandemia. Es una historia fabulosa".

fósil de Qikiqtania wakei

Imagen: Aleta pectoral izquierda de Q. wakei.

Mirada a la historia de los vertebrados

Qikiqtania es un poco más antiguo que Tiktaalik, pero no mucho. El análisis del equipo de dónde se encuentra en el árbol de la vida lo coloca, como Tiktaalik, junto a las primeras criaturas conocidas por tener dígitos en forma de dedos. Pero a pesar de que la distintiva aleta pectoral de Qikiqtania era más adecuada para nadar, tampoco era del todo parecida a un pez. Su forma de paleta curva fue una adaptación distinta, diferente de las patas articuladas y musculosas o las aletas en forma de abanico que vemos en los tetrápodos y los peces de hoy.

Tendemos a pensar que los animales evolucionaron en una línea recta que conecta sus formas prehistóricas con alguna criatura viva hoy en día, pero Qikiqtania muestra que algunos animales se mantuvieron en un camino diferente que finalmente no funcionó. Tal vez esa sea una lección para aquellos que desearían que Tiktaalik se hubiera quedado en el agua con él.

"Tiktaalik a menudo se trata como un animal de transición porque es fácil ver el patrón gradual de cambios de la vida en el agua a la vida en la tierra. Pero sabemos que en la evolución las cosas no siempre son tan simples", dijo Stewart, quien se unirá este verano a facultad de la Universidad Estatal de Pensilvania.

"No solemos vislumbrar esta parte de la historia de los vertebrados. Ahora estamos empezando a descubrir esa diversidad y a tener una idea de la ecología y las adaptaciones únicas de estos animales. Es más que una simple transformación con solo un número limitado de especies".

El artículo, "A New Elpistostegalian from the Late Devonian of the Canadian Arctic and the diversity of stem tetrapods", se publicó el 20 de julio de 2022 en Nature.

Etiquetas: FósilTiktaalik

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