Las extraordinarias capacidades regenerativas de salamandras modernas probablemente eran una característica antigua de los vertebrados de cuatro patas
Un equipo de paleontólogos del Museo de Historia Natural de Berlín, la Universidad Estatal de Nueva York en Oswego y la Brown University muestra en un nuevo estudio de anfibios fósiles que las extraordinarias capacidades regenerativas de salamandras modernas probablemente eran una característica antigua de los vertebrados de cuatro patas que posteriormente se ha perdido en el curso de la evolución.
Las salamandras son extraordinarias entre los modernos vertebrados de cuatro patas ya que muestran una asombrosa capacidad para regenerar en varias ocasiones extremidades, colas y órganos internos que fueron heridos o perdieron debido a la amputación y durante toda su vida útil. Los mecanismos de control de esta alta capacidad de regeneración son el centro de un gran campo de la investigación impulsada por la esperanza de que algún día se apliquen los resultados a la medicina humana.
Las salamandras no sólo son especiales con respecto a su capacidad para regenerar sus extremidades, sino también en la forma en que desarrollan inicialmente sus patas durante la embriogénesis. Generalmente el desarrollo de las extremidades sigue un proceso altamente conservador en todos los tetrápodos (vertebrados de cuatro patas) - desde las ranas a los seres humanos - a pesar de la enorme variedad de formas y funciones que tienen las extremidades de los vertebrados.
"Las salamandras, por el contrario forman sus dedos en un orden inverso en comparación con todos los otros vertebrados de cuatro patas, un fenómeno que ha intrigado a los científicos durante más de un siglo", dijo la Dra. Nadia Fröbisch, primera autora del estudio. "La pregunta que queríamos abordar era, si y cómo esta forma diferente de desarrollo de las extremidades está evolutivamente en relación con las altas capacidades regenerativas".
Las capacidades regenerativas de las colas de las salamandras son igualmente notables.
"A diferencia de los lagartos, que por lo general sólo pueden regeneran sus colas una o dos veces y se limitan a sustituir la columna vertebral en la cola con una varilla cartilaginosa, las salamandras regeneran una auténtica cola incluyendo elementos vertebrales, la espina neural y la musculatura asociada", dijo la doctora Constanze Bickelmann, co-autora del estudio.
¿No sólo las salamandras?
Clásicamente las altas capacidades regenerativas de salamandras fueron considerados algo especial y únicas para las salamandras. Los nuevos datos del registro fósil ofrecen una nueva perspectiva sobre la evolución de las enormes capacidades regenerativas de las salamandras modernas. En sus estudios, los autores investigaron diferentes grupos de anfibios del Carbonífero y el Pérmico (aproximadamente hace 300 millones de años) y demostraron que los diferentes grupos de tetrápodos fósiles fueron capaces de regenerar sus patas y la cola de una manera previamente conocida exclusivamente en las salamandras modernas.
"Hemos sido capaces de mostrar las capacidades regenerativas de la salamandra en grupos de dos fósiles que desarrollaron sus miembros como la mayoría de los vertebrados modernos de cuatro patas, así como en los grupos con el patrón invertido de desarrollo de las extremidades como se ve en las salamandras modernas", dijo la doctora Jennifer Olori de la Universidad Estatal de Nueva York en Oswego, co-autora del estudio.
Los fósiles utilizados en el estudio provienen de las colecciones de varios museos de historia natural entre ellos el Museo de Historia Natural de Berlín.
"Los anfibios fosilizados están en excelentes condiciones de conservación y están representados por un gran número de individuos y en varias etapas de desarrollo", explica Florian Witzmann de la Universidad de Brown, co-autor del estudio. "Este extraordinario registro fósil permitió el estudio detallado del desarrollo de las extremidades y la regeneración".
Y eso dio lugar a importantes conocimientos sobre la evolución de la capacidad de regeneración. Muchos linajes la pueden haber perdido.
"El registro fósil muestra que la forma de desarrollo de las extremidades de las salamandras modernas y las altas capacidades regenerativas no son algo específicas de las salamandras, sino que eran de mucha más amplia difusión, e incluso pueden representar la condición primitiva de todos los vertebrados de cuatro patas", dice Nadia Fröbisch . "Las altas capacidades regenerativas se perdieron en la historia evolutiva de los diferentes linajes de tetrápodos, al menos una vez, pero es probable que varias veces de forma independiente, entre ellas también el linaje que conduce a los mamíferos".
Los nuevos hallazgos son sorprendentes, según los investigadores, y también pueden ser de interés para los estudios biomédicos con el objetivo de desentrañar los mecanismos responsables de la regeneración de la salamandra, ya que indican que los factores específicos no sólo de las salamandras pueden desempeñar un papel para las altas capacidades regenerativas, sino también mecanismos que todos los vertebrados terrestres llevan dentro de ellos debido a su herencia evolutiva común.
El estudio se publica en Nature: Deep-time evolution of regeneration and preaxial polarity in tetrapod limb development
