Cuando regener¨¢bamos las patas como las salamandras
Los primeros tetr¨¢podos terrestres (anfibios, reptiles, p¨¢jaros y mam¨ªferos) ten¨ªan la capacidad de volver a desarrollar sus miembros perdidos
La evoluci¨®n no es una historia de progreso constante: a veces va a peor. Poco despu¨¦s de conquistar la tierra firme, nuestros ancestros, los primeros tetr¨¢podos terrestres, pose¨ªan la valiosa capacidad de regenerar los miembros perdidos en un accidente, como las patas y la cola. En alguna ¨¦poca posterior casi todos perdimos ese arte, y hoy solo lo conservan las salamandras. Si eso es progreso, que venga Dios y lo vea.
Nadia Fr?bisch y sus colegas del Instituto Leibniz para la Evoluci¨®n y la Biodiversidad, en Berl¨ªn, han hallado evidencias s¨®lidas de regeneraci¨®n de los miembros en unos anfibios f¨®siles excepcionalmente bien preservados del carbon¨ªfero tard¨ªo (hace 290 millones de a?os). Eso es poco despu¨¦s de que los tetr¨¢podos evolucionaran a partir de los peces de aletas carnosas, en mitad del dev¨®nico (hace 390 millones de a?os), y 80 millones de a?os antes de que aparecieran las primeras salamandras. Presentan sus resultados en Nature.
La capacidad de regeneraci¨®n de las salamandras est¨¢ ligada a un tipo peculiar de desarrollo de las patas, llamado preaxial, en que los dos primeros dedos crecen a"Pntes que los dem¨¢s
?C¨®mo se puede demostrar la regeneraci¨®n en un f¨®sil? La capacidad de regeneraci¨®n de las salamandras est¨¢ indisolublemente ligada a un tipo peculiar de desarrollo de las patas (llamado preaxial), en que los dos primeros dedos crecen antes que los dem¨¢s. Esto conduce, en las salamandras actuales, a una morfolog¨ªa especial en los miembros. Y esa es la morfolog¨ªa que Fr?bisch y sus colegas han observado en los f¨®siles.
Hasta ahora se pensaba que tanto ese tipo especial de desarrollo como la capacidad de regeneraci¨®n eran innovaciones recientes de las salamandras. Los nuevos f¨®siles demuestran que no es as¨ª: la regeneraci¨®n era una capacidad antigua que se ha perdido en todos los tetr¨¢podos menos en las salamandras. Las pruebas son indirectas, pero consideradas convincentes por los expertos que han revisado el trabajo.
Los tetr¨¢podos (animales con cuatro patas) son la superclase a la que pertenecemos los anfibios, los reptiles, los p¨¢jaros y los mam¨ªferos, y todos evolucionamos a partir de los peces de aletas carnosas (o lobuladas), similares a los actuales celacantos. Nuestras piernas y brazos proceden de esas aletas, que aparecen apareadas en la misma posici¨®n del cuerpo. Los primeros tetr¨¢podos, de hecho, fueron enteramente acu¨¢ticos, y los actuales anfibios recuerdan aquella antigua forma de vida con unas formas inmaduras todav¨ªa acu¨¢ticas y similares a peces: los renacuajos. No hace falta a?adir que algunos tetr¨¢podos, como los cet¨¢ceos, han regresado al agua de la que salieron millones de a?os antes.
¡°Es un ejemplo crucial de c¨®mo la integraci¨®n de los datos paleontol¨®gicos y moleculares puede aportar un nuevo entendimiento de la evoluci¨®n de sistemas org¨¢nicos esenciales¡±,?dice Fr?bisch
¡°La investigaci¨®n del desarrollo de las patas de los tetr¨¢podos¡±, dice Fr?bisch, ¡°es un ejemplo crucial de c¨®mo la integraci¨®n de los datos paleontol¨®gicos y moleculares puede aportar un nuevo entendimiento de la evoluci¨®n de sistemas org¨¢nicos esenciales¡±. En un trabajo independiente publicado en Nature Communications, Jeremy Brockes y sus colegas del University College de Londres revelan su hallazgo de dos genes esenciales (Prod1 y Bmp2) para el desarrollo preaxial de los dedos de la salamandra, y por tanto tambi¨¦n para su regeneraci¨®n.
El estudio de la regeneraci¨®n se considera importante no solo para la teor¨ªa evolutiva, sino tambi¨¦n para la medicina regenerativa del futuro. Si nuestros ¨®rganos tuvieron originalmente la capacidad de regenerar y la han perdido, es posible que los cient¨ªficos puedan persuadirlos de alguna forma para recuperar aquel arte. De momento solo es una idea, pero cada vez parece una idea mejor.
Copiando ejes de forma creativa
Salvo por la capacidad de regeneraci¨®n de las salamandras, el desarrollo de los miembros de los tetr¨¢podos es un proceso extraordinariamente invariante, o "conservado", en la jerga evolutiva. Ya se trate del ala de un p¨¢jaro, la aleta de una ballena o el brazo (o la pierna) de una persona, el plan de construcci¨®n es siempre el mismo, con un primer segmento proximal (es decir, el m¨¢s pegado al cuerpo) compuesto de un ¨²nico hueso (h¨²mero en el brazo, f¨¦mur en la pierna); una zona media con dos huesos paralelos (c¨²bito y radio, o bien tibia y peron¨¦) y una zona distal (la m¨¢s lejana al cuerpo) con una organizaci¨®n peri¨®dica caracter¨ªstica, aunque m¨¢s variable, como la que representan nuestras mu?ecas y las falanges de nuestros dedos.
Como nada de esto exist¨ªa en los vertebrados primitivos, la evoluci¨®n tuvo que inventarlo m¨¢s o menos en coincidencia con la conquista de la tierra firme por nuestros ancestros, o algo antes. Y lo hizo como de costumbre: copiando un sistema anterior que serv¨ªa para otra cosa aparentemente muy distinta: organizar el cuerpo a lo largo de su eje antero-posterior (de cabeza a cola). De modo que el eje pr¨®ximo-distal de nuestro brazo o pierna desciende del eje antero-posterior de nuestro cuerpo. En un sentido abstracto y profundo, ?llevamos cuatro cuerpos pegados al cuerpo original!
Esta es la historia que han contado los genes Hox, una familia de genes que aparecen en fila a lo largo del cromosoma (Hox1, Hox2, Hox3... y as¨ª hasta 10 o 14, seg¨²n el animal). Esto es as¨ª tanto en un insecto como en un humano, y esta fila de genes organiza en ambos el orden de los trozos del cuerpo: primero la cabeza, luego la parte superior del tronco, luego la parte siguiente del tronco, el abdomen y dem¨¢s.
Con la aparici¨®n de los tetr¨¢podos (o de sus ancestros de vida acu¨¢tica), la fila Hox pas¨® a ocuparse tambi¨¦n de otro eje, el que organiza el brazo de hombro a dedos. La propia fila Hox se duplic¨® dos veces, y hoy tenemos cuatro de esas filas enteras, aunque su interacci¨®n en los ejes del cuerpo y los miembros es complicada y parcialmente redundante.
Es el estilo de la evoluci¨®n: copiar cosas de formas creativas.
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