Nuestros antiguos ancestros de cuatro patas no tenían un ciclo de vida similar al de los anfibios
Fósiles nunca antes vistos de criaturas recién nacidas parecidas a cocodrilos están arrojando nueva luz sobre cómo conquistaron la tierra nuestros ancestros acuáticos.
Los primeros vertebrados de cuatro extremidades (tetrápodos), que con el tiempo darían origen a los humanos, dieron sus primeros pasos en tierra firme durante el período Devónico, hace entre 419 y 359 millones de años, lo que marca uno de los períodos más importantes en la historia evolutiva de los animales.
Ahora, un nuevo estudio publicado el jueves (18 de junio) ha revelado que estos primeros tetrápodos se parecían menos a los anfibios y más a nosotros. En lugar de pasar por una fase de renacuajo en su desarrollo, como ocurre con muchos anfibios en la actualidad, nuevas pruebas sugieren que su desarrollo era directo: crecían desde versiones más pequeñas hasta versiones más grandes de sí mismos, al igual que sus antepasados, los humanos y muchos otros animales.
"Este estudio supone una importante contribución a nuestra comprensión de la biología del desarrollo reproductivo de los primeros tetrápodos", afirmó Tim Smithson, profesor visitante de la Universidad de Cambridge, especializado en tetrápodos primitivos, pero que no participó en el estudio.
Esto sugiere que "los primeros tetrápodos que dieron sus primeros pasos en tierra pudieron confiar en las exitosas estrategias reproductivas y de desarrollo de sus antepasados", dijo Smithson. "El desarrollo directo les facilitó la vida: ¡una preocupación menos!".
La nueva investigación se basó en parte en fósiles de primitivos depredadores terrestres llamados embolómeros. Estos animales parecían un cruce entre un cocodrilo y una anguila, y dominaron los hábitats de ríos, lagos y pantanos hace entre 350 y 280 millones de años, durante los períodos Carbonífero y Pérmico.
Imagen: Investigadores estudiaron fósiles excepcionalmente bien conservados procedentes de Mazon Creek, Illinois. (Crédito de la imagen: Arjan Mann)
Si bien estas criaturas podían alcanzar más de 3 metros de longitud en su etapa adulta, el estudio revela fósiles excepcionales de Mazon Creek, cerca de Chicago, que conservan embolómeros recién nacidos de entre unos días y un par de semanas de edad.
"Se trata de detalles íntimos de los primeros momentos de la vida de estos animales, y nunca antes habíamos visto algo así en toda esta parte del árbol evolutivo", declaró Jason Pardo, coautor del estudio, investigador postdoctoral de biología evolutiva en la Universidad de Vilna (Lituania) e investigador asociado del Museo Field de Chicago.
Estos fósiles no presentaban branquias externas ni otras características propias de los renacuajos que los investigadores esperaban de un primitivo habitante terrestre. Posteriormente, los investigadores examinaron otros fósiles anteriores y posteriores a la transición de aletas a extremidades, pero tampoco encontraron en ellos indicios de un ciclo de vida similar al de los anfibios.
"Desde que comprendemos la evolución, hemos dado por sentada esta historia sobre cómo hicimos la transición del agua a la tierra", dijo Pardo. "De hecho, nuestra historia es completamente diferente".
¿La ciencia trastocada?
Un comunicado del Museo Field afirmaba que el estudio trastoca la comprensión que tienen los científicos sobre cómo conquistaron la tierra los animales. Sin embargo, algunos expertos discrepan de esta afirmación.
"El material de Mazon Creek es maravilloso, el estudio es interesante y la interpretación de los fósiles es sólida, pero no creo que los resultados sean demasiado sorprendentes", dijo Per Ahlberg, profesor de biología evolutiva de organismos en la Universidad de Uppsala en Suecia.
Ahlberg, que no participó en el nuevo estudio, está especializado en la evolución temprana de los tetrápodos. Señaló que los científicos sabían que algunos primitivos tetrápodos tenían una etapa larvaria similar a la de las salamandras modernas, concretamente, los pertenecientes al grupo Temnospondyli, que describió como el linaje ancestral de los anfibios modernos. Sin embargo, sostiene que esto no significaba que los científicos asumieran que todos los tetrápodos primitivos fueran iguales.
Imagen derecha: Crías de tetrápodos primitivos, parecidas a cocodrilos, llamadas embolómeros. Nuevas evidencias fósiles sugieren que estos embolómeros no sufrieron una metamorfosis como la que experimentan los anfibios modernos durante su crecimiento, lo que desafía la arraigada creencia científica de que los anfibios, reptiles y mamíferos evolucionaron a partir de animales que tenían una etapa de renacuajo. Ilustración de Berit Goding.
"Nadie ha argumentado en los últimos años que TODOS los primeros tetrápodos tuvieran una etapa larvaria de este tipo, ni que esto fuera esencial para posibilitar la transición a la vida terrestre", dijo Ahlberg. "Quiero decir, llevo 40 años trabajando en el núcleo de este campo de investigación y nunca le he dado importancia".
En respuesta, Pardo coincidió en que los especialistas en la materia reconocían que los datos no respaldaban la idea de que los primeros tetrápodos tuvieran un desarrollo similar al de los anfibios. Sin embargo, argumentó que incluso entre los especialistas, aún se hacían suposiciones sobre la metamorfosis —una importante transición del desarrollo, como la transformación de un renacuajo en rana— y sobre cuerpos similares a los de los anfibios.
Arjan Mann, coautor del estudio y conservador adjunto de tetrápodos primitivos en el Museo Field, vio por primera vez el primer fósil de embolómero bebé del estudio durante una visita al Museo Field en 2016, mientras realizaba su doctorado. En aquel momento, el fósil era un misterio.
Según el comunicado del museo, Mann y Pardo reflexionaron durante años sobre la identidad del fósil antes de que los escaneos de alta resolución realizados con microscopía electrónica de barrido en el Museo Canadiense de la Naturaleza confirmaran que la antigua criatura era un embolómero.
"Creo que Jason y yo sabíamos que estábamos ante algo grande, ya que nunca antes se habían encontrado ni estudiado fósiles de este tipo de animal y de esta fase y el estado de desarrollo en la evolución temprana de los tetrápodos", dijo Mann.
Junto con los embolómeros, los investigadores observaron peces megalichtíidos de antes de la transición terrestre y criaturas sin extremidades con forma de serpiente conocidas como aistópodos de durante la transición terrestre. Todos mostraron signos de desarrollo directo, dijeron.
"Creo que la conclusión principal de este estudio es que siempre debemos cuestionar las ideas convencionales en la ciencia, especialmente cuando estas ideas antiguas no cuentan con un sustancial respaldo", dijo Mann.
El estudio se ha en la revista Science: Direct development of stem tetrapods across the fin-to-limb transition
