Así aprendieron a caminar los vertebrados

Publicado por el May 23, 2012

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Un equipo de investigadores británicos del Royal Veterinary College y de la Universidad de Cambridge publican hoy en Nature un estudio que muestra cómo los primeros vertebrados lograron salir del mar para empezar a moverse en tierra firme hace casi 400 millones de años. Un hito que llevó después al desarrollo de toda clase de especies terrestres, incluída la nuestra.

Hace 360 millones de años, en el Devónico, la Tierra era muy diferente de la que conocemos hoy. Dos supercontinentes, Gondwana y Euroamérica, se apiñaban en un solo hemisferio dejando al océano todo el resto del planeta. Mucho tiempo después esas dos masas de tierra se unirían para formar Pangea, el supercontinente único que hace unos 200 millones de años, terminó por “romperse” en los cinco continentes actuales.

Tampoco la vida, en aquél tiempo lejano, se parecía a la que podemos ver hoy a nuestro alrededor. La inmensa mayor parte de las especies vivas no eran terrestres, sino marinas. Los continentes estaban dominados por enormes escorpiones, ciempiés, ácaros y libélulas de casi un metro de longitud, dueños absolutos de los bosques y otros recursos vegetales que empezaban a extenderse como un manto sobre las tierras emergidas.

A finales del Devónico, además, la vida misma en la Tierra se vio sometida a una de las pruebas más duras de toda su historia. En apenas un puñado de millones de años, el 85% de todas las especies vivas desaparecieron en una de las mayores extinciones que se conocen. La vida en el mar, la más extendida, se llevó la peor parte en una catástrofe cuyo origen sigue siendo incierto, aunque se cree que, igual que sucedió en otros periodos de extinción masiva, la causa pudo ser el impacto de un gran meteorito.

Sin embargo, hace 360 millones de años, a finales del Devónico, se produjo un hecho de la máxima importancia. Algunos vertebrados marinos, los tetrápodos, empezaron a asomar fuera del agua y a arrastrarse torpemente por tierrafirme. Ellos fueron los pioneros y los precursores de todos los vertebrados que, con el paso del tiempo, se fueron desarrollando por todo el planeta, terminando con la era de los grandes artrópodos.

Por supuesto, en el periodo de transición entre el agua y la tierra, aquellas criaturas tuvieron por fuerza que adaptarse a unas condiciones absolutamente diferentes. Moverse por el agua no es lo mismo que hacerlo en tierra, y requiere de profundas adaptaciones anatómicas.

Cómo lograban desplazarse aquellos primeros anfibios ha constituido, hasta ahora, un misterio de difícil solución. Pero el estudio dirigido por Stepanie E. Pierce y el profesor John R. Hutchinson, del Royal Veterinary College, y por Jennifer A. Clack, de la Universidad de Cambridge, ha conseguido por fin arrojar luz sobre la cuestión.

Los investigadores analizaron la capacidad de movimientos de las extremidades de Ichthyostega, quizá el primero de los vertebrados capaz de desplazarse en tierra firme, y han conseguido realizar una reconstrucción tridimensional del esqueleto completo de este animal, que vivió a finales del Devónico, hace 360 millones de años.

En palabras de Stepanie Pierce, “Nos ha llevado tres años de intenso trabajo, y con un material fósil muy difícil, pero por fin hemos conseguido ver cómo se mantenía unido el esqueleto de un Ichthyostega y cómo debió de moverse el animal. Resulta muy excitante, ya que nos permite examinar al detalle cómo los antiguos vertebrados llevaron a cabo la monumental transición que es necesaria para pasar de nadar a caminar”.

Para probar cómo “funcionaban” las extremidades de Ichthyostega, el equipo de investigadores escaneó decenas de fósiles procedentes de diversos especímenes y “separó” digitalmente los huesos de la roca que los rodeaba. Después, cada hueso fue colocado exactamente en el lugar de la anatomía correspondiente y manipulado para comprobar cuál era su auténtico rango de movimientos.

En palabras de Clack, “nuestra reconstrucción demuestra que la vieja idea, la que se ve en los libros y en los museos, de que Ichthhyostega se parecía y se movía como una salamandra grande, es incorrecta”.

Comparando los datos obtenidos en su simulación con los movimientos reales de cinco especies actuales (salamandras, cocodrilos, ornitorrincos, focas y nutrias), los científicos se dieron cuenta de que tanto los hombros como las articulaciones de las caderas de Ichthyostega limitaban extraordinariamente su posibilidad de movimiento, lo que significa que el animal no debió de caminar por tierra de una forma habitual. El estudio, además, reveló que las patas traseras de Ichthyostega eran incapaces de rotar a lo largo de su eje mayor, algo crítico para la locomoción de los actuales animales terrestres.

Este hecho implica que estos primeros animales terrestres no eran capaces de caminar bien usando sus cuatro patas, y que se desplazaban quizá de la misma forma en que lo hacen las focas actuales: es decir, usando sus dos extremidades delanteras como si fueran muletas para impulsar el resto del cuerpo. Las patas traseras, probablemente sólo cumplían funciones de apoyo y equilibrio del resto del cuerpo.

Según los investigadores, tuvo que pasar mucho tiempo para que las extremidades traseras de Ichthyostega adquirieran la capacidad de rotación (algo que, sorprendentemente, sí que tienen las aletas de muchos peces) y pudieran, por lo tanto, ser utilizadas para caminar como lo hacen los anfibios actuales.

El siguiente paso será realizar modelos similares con el resto del esqueleto de esta extraordinaria criatura, para llevar así a cabo análisis biomecánicos mucho más detallados y responder, de paso, a nuevas y acuciantes preguntas. Por ejemplo, ¿Cómo evolucionó la capacidad de los vertebrados para correr?

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