Peces antiguos pavimentaron el lecho marino antes que los animales terrestres

2018-02-10
El pequeño patín ha estado nadando y caminando durante cientos de millones de años. Jeff Rotman / Banco de imágenes / Getty Images

¿De dónde sacaste ese paseo? Como muchas personas, puede adivinar que nuestro andar de vertebrados se origina con las primeras criaturas con espinas que salieron del mar, pero un estudio publicado en Cell el 8 de febrero de 2018 indica que los primeros caminantes lo hicieron bajo el agua.

La invasión terrestre de vertebrados del Devónico tardío, hace aproximadamente 382 millones de años, fue un gran problema en la historia de la Tierra. Previamente confinados al océano, nuestros antepasados ​​tetrápodos se trasladaron al mundo de la superficie y, en el transcurso de millones de años, intercambiaron aletas y branquias por extremidades y pulmones. (Tetrapod solo se refiere a vertebrados con dos pares de extremidades).

Aquí hay un video de actualización rápido , cortesía de la revista Cell y el profesor asociado y coautor Jeremy S. Dasen y sus colegas:

Lo notable, dice el equipo de investigadores, es que los circuitos neuronales involucrados en el control ambulatorio de las extremidades ya se establecieron millones de años antes de que el primer tetrápodo se pavoneara. En otras palabras, gran parte del software estaba en su lugar mucho antes del hardware de paseo.

Los investigadores estudiaron los circuitos neuronales de la pequeña raya ( Leucoraja erinacea ). Este pez cartilaginoso puede no ser mucho para mirar, pero se considera uno de los vertebrados vivos más primitivos en la actualidad. Viaja aproximadamente 420 millones de años atrás y encontrarás un ancestro común de patines y tetrápodos.

El pequeño patín también es interesante porque es uno de los varios peces ambulatorios que "caminan" por el fondo marino. El patín usa sus grandes aletas pectorales para nadar y sus aletas pélvicas más pequeñas para caminar con movimientos alternos de izquierda a derecha, al igual que el paso de un animal terrestre. Esta similitud impresionó a los investigadores, pero las similitudes irían más allá del movimiento.

Dasen y sus colegas emplearon la secuenciación de ARN para estudiar los genes expresados ​​en las neuronas motoras del patín. Muchos de estos genes también aparecen en mamíferos, y eso incluye subtipos neuronales involucrados en el control muscular de doblar y enderezar las extremidades. Esto, según los hallazgos del estudio, constituye un programa genético conservado para caminar.

Dasen dice que ni "nadar" ni "caminar" describen con precisión los movimientos del patín, pero quizás esto no sea demasiado sorprendente dada la naturaleza humana del lenguaje.

"El modo de patinaje / rayos lo llamaría 'natación ambulatoria', mientras que el modo axial / basado en la cola es más como 'natación espinal'", señala Dasen por correo electrónico. "El modo de natación ambulatoria es realmente el que hizo posible caminar tanto en patines como en tetrápodos".

El estudio arroja luz sobre la historia submarina de la marcha, pero los investigadores esperan que conduzca a una mejor comprensión de las neuronas motoras e incluso al tratamiento de trastornos neurológicos humanos .

Dasen enfatiza que, si bien la complejidad neuronal de los organismos superiores dificulta nuestros estudios de animales como los ratones, la arcaica simplicidad del patín pequeño lo convierte en un punto de partida perfecto.

"Creo que una de las ventajas de estudiar los circuitos neuronales en patines es que pueden lograr este comportamiento utilizando un conjunto relativamente simple de conexiones entre neuronas y músculos", dice Dasen. "Esperamos poder aprovechar esta simplicidad para comprender la arquitectura básica de los circuitos que controlan la marcha".

El cableado exacto de estos circuitos aún no se comprende completamente en humanos u otros tetrápodos, pero tal conocimiento algún día podría ayudar en el tratamiento y reparación de lesiones de la médula espinal humana y enfermedades de las neuronas motoras como la esclerosis lateral amiotrófica (ELA).

Pero como dice el refrán, tienes que gatear antes de poder caminar, ¿o deberíamos decir nadar?

Eso es interesante

¿Quieres saber algo más que los humanos tenemos en común con los pequeños patines y tiburones? Todos somos vertebrados con mandíbulas o Gnathostomata, una categorización que cubre la inmensa mayoría de los animales de la Tierra.

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