La investigación sobre peces fosilizados del período devónico tardío, hace aproximadamente 375 millones de años, detalla la evolución de las aletas a medida que comenzaron la transición hacia extremidades aptas para caminar en tierra.
El nuevo estudio realizado por paleontólogos de la Universidad de Chicago, publicado esta semana en el Actas de la Academia Nacional de Ciencias , utiliza tomografía computarizada para examinar la forma y la estructura de los rayos de la aleta mientras aún está encerrado en la roca circundante. Las herramientas de imágenes permitieron a los investigadores construir modelos digitales en 3D de toda la aleta del fisópodo Tiktaalik roseae y sus parientes en el registro fósil por primera vez. Luego podrían usar estos modelos para inferir cómo funcionaban y cambiaban las aletas a medida que evolucionaban en extremidades.
Gran parte de la investigación sobre las aletas durante esta etapa de transición clave se centra en los huesos grandes y distintos y en los cartílagos que corresponden a los de la parte superior del brazo, el antebrazo, la muñeca y los dedos. Conocidos como el "endoesqueleto", los investigadores analizan cómoestos huesos cambiaron para convertirse en brazos, piernas y dedos reconocibles en tetrápodos o criaturas de cuatro patas.
Los delicados rayos y espinas de las aletas de un pez forman un segundo esqueleto "dérmico" no menos importante, que también estaba experimentando cambios evolutivos en este período. Estas piezas a menudo se pasan por alto porque pueden desmoronarse cuando los animales son fosilizados o porquelos preparadores fósiles los eliminan intencionalmente para revelar los huesos más grandes del endoesqueleto. Los rayos dérmicos forman la mayor parte del área de la superficie de muchas aletas de peces, pero se perdieron por completo en las primeras criaturas con extremidades.
"Estamos tratando de entender las tendencias generales y la evolución del esqueleto dérmico antes de que ocurrieran todos esos otros cambios y evolucionaran las extremidades", dijo Thomas Stewart, PhD, investigador postdoctoral que dirigió el nuevo estudio. "Si ustedqueremos entender cómo evolucionaron los animales para usar sus aletas en esta parte de la historia, este es un conjunto de datos importante "
Ver aletas antiguas en 3D
Stewart y sus colegas trabajaron con tres peces devónicos tardíos con rasgos primitivos de tetrápodos: Sauripterus taylori , Eusthenopteron foordi y Tiktaalik roseae que fue descubierto en 2006 por un equipo dirigido por el paleontólogo de UChicago, Neil Shubin, PhD, autor principal del nuevo estudio. Se creía que Sauripterus y Eusthenopteron habían sido completamente acuáticos y usaron sus aletas pectorales para nadar, aunque pueden tenerpudieron apoyarse en el fondo de lagos y arroyos. Tiktaalik pudo haber soportado la mayor parte de su peso con sus aletas y tal vez incluso las utilizó para aventurarse fuera del agua para viajes cortos a través de aguas poco profundas y marismas.
"Al ver toda la aleta de Tiktaalik obtenemos una imagen más clara de cómo se apoyó y se movió. La aleta tenía una especie de palma que podía estar al ras contra los fondos fangosos de ríos y arroyos", dijo Shubin.
Stewart y Shubin trabajaron con la estudiante de pregrado Ihna Yoo y Justin Lemberg, PhD, otro investigador en el laboratorio de Shubin, para escanear especímenes de estos fósiles mientras aún estaban encerrados en la roca. Usando software de imágenes, luego reconstruyeron modelos 3D que les permitieronmover, rotar y visualizar el esqueleto dérmico como si se hubiera extraído completamente del material circundante.
Los modelos mostraron que los rayos de las aletas de estos animales se simplificaron y el tamaño total de la red de aletas era más pequeño que el de sus predecesores más pesqueros. Sorprendentemente, también vieron que la parte superior e inferior de las aletas se volvían asimétricas.los rayos están formados por pares de huesos. En Eusthenopteron, por ejemplo, el rayo de aleta dorsal o superior era ligeramente más grande y más largo que el ventral, o inferior. Los rayos dorsales de Tiktaalik eran varias veces más grandes que sus rayos ventrales, lo que sugiere quetenía músculos que se extendían en la parte inferior de sus aletas, como la base carnosa de la palma, para ayudar a soportar su peso.
"Esto proporciona más información que nos permite comprender cómo un animal como Tiktaalik estaba usando sus aletas en esta transición", dijo Stewart. "Los animales pasaron de nadar libremente y usar sus aletas para controlar el flujo de agua a su alrededor, para convertirse enadaptado para empujar contra la superficie en el fondo del agua "
Stewart y sus colegas también compararon los esqueletos dérmicos de peces vivos como el esturión y el pez pulmonado para comprender los patrones que estaban viendo en los fósiles. Vieron algunas de las mismas diferencias asimétricas entre la parte superior e inferior de las aletas, lo que sugiere que esos cambiosjugó un papel más importante en la evolución de los peces.
"Eso nos da más confianza y otro conjunto de datos para decir que estos patrones son reales, generalizados e importantes para los peces, no solo en el registro fósil en lo que se refiere a la transición de aleta a extremidad, sino a la función de las aletas en general."
El estudio, "Asimetría dorsoventral en los rayos dérmicos de las aletas emparejadas con tetrapodomorfos", fue apoyado por la Fundación Brinson, la Academia de Ciencias Naturales, la División de Ciencias Biológicas de la Universidad de Chicago y la Fundación Nacional de Ciencias. Otros autores incluyen a Natalia Taft dela Universidad de Wisconsin - Parkside y Edward Daeschler de la Universidad de Drexel.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Centro médico de la Universidad de Chicago . Original escrito por Matt Wood. Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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