La vida en transición: Tiktaalik y la evolución de los vertebrados

Sedna, la hija del dios creador Anguta, es una figura femenina de gran importancia en las tradiciones inuit.  En una de las muchas historias de la vasta mitología de los pueblos del Ártico, Anguta está tan furioso por la desobediencia de su hija que la arroja al mar desde un kayak.  Cuando Sedna intenta regresar al bote, su trastornado padre le corta los dedos, que se convierten en los animales del mar que sirven de alimento a los inuit.  Sedna, por su parte, se ve forzada a habitar las frías y oscuras regiones de las profundidades marinas.

Tiktaalik roseae, Zina Deretsky, National Science Foundation

En la mitología natural, la historia verdadera del pez tiktaalik es tan fascinante como la de Sedna y tiene que ver con la tierra de los inuit, con el origen de los dedos y con la evolución de los animales del agua y la tierra.  Tiktaalik roseae es un pez de finales del Devónico (hace unos 375 millones de años) con tantas características típicas de los anfibios que puede considerarse una forma de transición entre los peces y los vertebrados terrestres.  Los restos fósiles de este pez fueron hallados en las inhóspitas tierras heladas de la isla Ellesmere, en el territorio canadiense de Nunavut, por lo que sus descubridores decidieron bautizar a la extraña criatura con la palabra tiktaalik, que en el dialecto inuktitut se usa para referirse a un pez de agua dulce de gran tamaño emparentado con el bacalao.

Tiktaalik, como todos los peces, tenía agallas, escamas y aletas.  En cambio, tenía también pulmones y huesos costales semejantes a los de los vertebrados terrestres, además de que su cabeza tenía movimiento independiente del resto del cuerpo; es decir, tenía un cuello, elemento no existente en los peces.  Además de todo ello, la forma de la cabeza, la estructura de los huesos del oído y, sobre todo, la disposición de los huesos de las aletas apuntan a que Tiktaalik es un representante del tipo de peces que hace millones de años dieron origen a la línea de los vertebrados terrestres, es decir, los ancestros de todos los anfibios, reptiles, aves y mamíferos.

Una de las estructuras que más claramente muestra el carácter transicional de Tiktaalik es la aleta pectoral, bellamente preservada en el material fósil de Ellesmere.  Para entender la importancia de la aleta de Tiktaalik, comencemos por recordar la estructura ósea de nuestros brazos y manos: articulado al hombro tenemos un hueso largo (el húmero) que a su vez se conecta a un par de huesos (el cúbito y el radio) que forman el antebrazo; la mano es un complejo sistema de huesos constituido por la muñeca (los ocho huesos cortos del carpo), la palma (los cinco huesos alargados del metacarpo) y los dedos (los 14 huesos delgados de las falanges).

Esta estructura general (un hueso largo, dos huesos, varios huesos cortos y hasta cinco dedos alargados) es fundamentalmente la misma en todos los grupos de vertebrados terrestres y la podemos reconocer (con pequeñas o grandes modificaciones) en las patas de los mamíferos y reptiles, las alas de las aves y los murciélagos, las aletas de las ballenas y los pingüinos y hasta en las extremidades vestigiales como las diminutas manos de los tiranosaurios.

En la inmensa  mayoría de los peces modernos (los llamados actinopterigios), los huesos de las aletas forman una especie de abanico de espinas alargadas. Sólo en los peces pulmonados y los celacantos (que en conjunto son llamados comúnmente sarcopterigios o peces de aletas lobuladas) encontramos un hueso alargado en la base de la aleta. La aleta de Tiktaalik  es claramente intermedia entre la de los peces modernos y las extremidades de los vertebrados terrestres.  En ella podemos reconocer claramente la estructura un hueso-dos huesos-varios huesos cortos en la que los especialistas pueden reconocer hueso por hueso el arreglo que vemos en todos los vertebrados terrestres.  Como lo ha dicho Neil Shubin, uno de sus descubridores, Tiktaalik era un pez con muñeca.

En depósitos más antiguos que los de Tiktaalik se han hallado fósiles de peces como  Eusthenopteron en los que la aleta tenía la estructura un hueso-dos huesos.  En capas más recientes, se han encontrado fósiles de anfibios que muestran la disposición moderna ya descrita para los vertebrados  terrestres.  Tiktaalik no sólo muestra la morfología correcta para ser considerado una forma de transición, sino que sus fósiles son además de la antigüedad correcta y corresponden con el ambiente adecuado.  Hace 375 millones de años lo que ahora es el frío ártico canadiense se localizaba prácticamente sobre el ecuador. El ambiente en el que se desarrolló Tiktaalik estaba formado por lagunas someras, probablemente asociadas con el delta de un río.  La anatomía de la aleta de Tiktaalik sugiere que el pez era capaz de usar sus extremidades para anclarse firmemente al fondo fangoso de las lagunas para permanecer parcialmente fuera del agua, como se ve en la ilustración al comienzo de esta nota.

En la mitología inuit, los dedos de Sedna podían dar origen a nueva vida marina.  En la historia de la vida sobre la Tierra, los huesos de las extremidades de los animales nos dan invaluables pistas para entender el largo camino desde los primitivos peces del Devónico hasta nosotros mismos. Tal vez la próxima vez que volteemos a ver nuestra mano podamos entender que en la estructura de sus huesos ha quedado registrada nuestra historia de más de 375 millones de años.

Esta página de la Universidad de Chicago contiene gran cantidad de información sobre la historia de Tiktaalik.

Neil Shubin y una réplica de Tiktaalik

ADDENDUM.  [3 de mayo 2011] Cuando esta nota estaba  lista para publicarse se dio a conocer que Neil Shubin, líder del proyecto que condujo al descubrimiento de Tiktaalik y experto en el tema del desarrollo de las extremidades en los vertebrados, había sido electo miembro de la Academia de Ciencias de los Estados Unidos.  Shubin ocupa la cátedra Robert R. Bensley de biología de organismos y anatomía en la Unversidad de Chicago y participa en el comité de biología evolutiva de la misma universidad y en el Museo Field de historia natural de Chicago.

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