Los mamíferos son únicos en muchos sentidos. Somos de sangre caliente y ágiles en comparación con nuestros parientes reptiles.
Pero un nuevo estudio, financiado por la National Science Foundation NSF y dirigido por los investigadores Stephanie Pierce y Katrina Jones de la Universidad de Harvard, sugiere que somos únicos en una forma más: la composición de nuestras espinas. Los investigadores describen su hallazgoen un artículo publicado esta semana en la revista ciencia .
"La columna vertebral es básicamente como una serie de cuentas en una cuerda, con cada cuenta representando un solo hueso - una vértebra", dijo Pierce, curador de paleontología de vertebrados en Harvard. "En la mayoría de los animales de cuatro patas, como los lagartos,todas las vértebras se ven y funcionan igual.
"Pero la columna vertebral de los mamíferos es diferente. Las diferentes secciones o regiones de la columna vertebral, como el cuello, el tórax y la parte inferior de la espalda, adoptan formas muy diferentes. Funcionan por separado y, por lo tanto, pueden adaptarse a diferentes formas de vida, como correr, volando, cavando y escalando "
Si bien las columnas vertebrales de mamíferos están especializadas, se creía que las regiones subyacentes a ellas eran antiguas y se remontaban a los primeros animales terrestres.
Los mamíferos aprovecharon al máximo el plano anatómico existente, o eso creían los científicos. Sin embargo, el nuevo estudio está desafiando esta idea al examinar el registro fósil.
"No hay animales vivos hoy que registren la transición de un ancestro 'como lagarto' a un mamífero", dijo Jones, autor principal del estudio. "Para hacer eso, tenemos que sumergirnos en el registro fósil y miraren los precursores extintos de mamíferos, las sinapsidas no mamíferas "
Estos ancestros antiguos tienen la clave para comprender el origen de las características específicas de los mamíferos, incluida la columna vertebral.
Pero estudiar fósiles no es fácil. "Los fósiles son escasos y encontrar animales extintos con todas las más de 25 vértebras en su lugar es increíblemente raro", dijo Jones.
Para abordar este problema, los investigadores peinaron colecciones de museos de todo el mundo para estudiar los fósiles de animales mejor conservados que vivieron hace unos 320 millones de años.
"Mirando hacia el pasado antiguo, un cambio temprano en las columnas espinales de los mamíferos fue un primer paso importante en su evolución", dijo Dena Smith, directora del programa en la División de Ciencias de la Tierra de NSF, que financió la investigación. "Cambios en ella columna vertebral con el tiempo permitió que los mamíferos se convirtieran en la miríada de especies que conocemos hoy en día "
Pierce y Jones, junto con el coautor Ken Angielczyk del Field Museum en Chicago, examinaron docenas de espinas fósiles, así como más de 1,000 vértebras de animales vivos, incluidos ratones, caimanes, lagartos y anfibios.
Querían averiguar si las regiones vertebrales de los mamíferos eran tan antiguas como se pensaba anteriormente, o si los mamíferos estaban haciendo algo único.
"Si las regiones vertebrales hubieran permanecido sin cambios a través de la evolución, como se hipotetiza, esperaríamos ver las mismas regiones en las sinapsidas no mamíferas que vemos hoy en los mamíferos", dijo Pierce.
Pero ese no parece ser el caso. Cuando los investigadores compararon el posicionamiento y la forma de las vértebras, encontraron algo sorprendente. La columna había ganado nuevas regiones durante la evolución de los mamíferos.
"Las primeras sinapsides no mamíferas tenían menos regiones que los mamíferos vivos", dijo Jones.
Hace unos 250 millones de años, una nueva región evolucionó cerca de los hombros y las patas delanteras. También comenzaron a aparecer cambios dramáticos en las extremidades anteriores de los animales conocidos como terápsidos no mamíferos.
Estos desarrollos simultáneos, creen los científicos, probablemente ocurrieron junto con cambios en la forma en que las criaturas caminaban y corrían.
"Parece haber algún tipo de conversación cruzada durante el desarrollo entre los tejidos que forman las vértebras y el omóplato", dijo Pierce. "Creemos que esta interacción dio como resultado la adición de una región cerca del hombro como las extremidades anteriores denuestros antepasados evolucionaron para asumir nuevas formas y funciones "
Más tarde, surgió una región cerca de la pelvis. "Es esta última región, la región lumbar sin costillas, la que parece ser capaz de adaptarse más a los diferentes ambientes", dijo Pierce.
El paso final en la construcción de la columna vertebral de los mamíferos puede estar relacionado con cambios en los genes Hox, importantes para las regiones de la columna al inicio de su desarrollo
"Hemos podido establecer conexiones entre los cambios en los esqueletos de animales extintos e ideas en la biología y genética del desarrollo moderno", dijo Jones. "Este enfoque combinado nos está ayudando a comprender qué hace que un mamífero sea un mamífero".
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Materiales proporcionado por Fundación Nacional de Ciencias . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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