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“El mar no tiene caminos, el mar no tiene explicaciones”. Alessandro Baricco

Viernes: el verano astronómico llega con brisa del norte y panza de burro. Precaución con el mar a marea llena.

Cómo los peces evolucionaron para caminar y se convirtieron en humanos

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Foto: Representación en 3D del tiktaalik, un pez caminante extinguido.

Cuando uno piensa en la evolución humana, es muy probable que se imagine a chimpancés explorando antiguos bosques o a los primeros humanos pintando mamuts lanudos en las paredes de las cavernas. Pero los humanos, junto con los osos, los lagartos, los colibríes y el Tyrannosaurus rex, somos en realidad peces de aletas lobuladas.

Puede parecer extraño, pero la prueba está en nuestros genes, nuestra anatomía y en los fósiles. Pertenecemos a un grupo de animales llamados sarcopterigios terrestres, pero los enormes cambios evolutivos han oscurecido nuestro aspecto.

Pensamos que los peces son nadadores expertos, pero en realidad han desarrollado la capacidad de “caminar” al menos cinco veces. Algunas especies tiran de sí mismas hacia delante utilizando aletas delanteras bien desarrolladas, mientras que otras “caminan” por el fondo oceánico.

Nuestro antepasado sarcopterigio desarrolló pulmones y otros mecanismos para respirar aire, extremidades óseas y una columna vertebral más fuerte antes de aventurarse en tierra firme. Estas adaptaciones no sólo fueron útiles en entornos acuáticos, sino que permitieron a nuestros antepasados explorar tierra firme: eran “preadaptaciones” para la vida en tierra.

La transición del agua a la tierra fue uno de los acontecimientos más significativos en la evolución de los vertebrados. Puede que empezara como una forma de escapar de los depredadores, pero el paisaje que descubrieron nuestros antepasados ya era rico en plantas como musgos, colas de caballo y helechos, así como artrópodos (cienpiés) que habían colonizado la tierra millones de años antes.

No estamos solos

Caminar evolucionó en los peces varias veces de forma independiente, lo que lo convierte en un ejemplo de convergencia evolutiva (rasgos similares que evolucionan de forma independiente, como las alas en murciélagos y en aves). Sin embargo, la evolución de la marcha en los peces es poco frecuente. Existen más de 30.000 especies de peces tal y como las conocemos hoy en día (no en el sentido evolutivo), de las cuales sólo un puñado puede “caminar”.

Los sarcopterigios se diferencian de otros tipos de peces en varios aspectos importantes. Por ejemplo, nuestras aletas (extremidades) tienen soportes óseos y lóbulos musculares que nos permiten desplazarnos por tierra.

Se cree que esta adaptación fue crucial para la evolución de los tetrápodos (anfibios, mamíferos, reptiles y aves) durante nuestra transición del agua a la tierra en el Devónico Tardío, hace unos 375 millones de años. Muchos de los genes implicados en la formación de extremidades y dedos en los tetrápodos también se encuentran en sarcopterigios acuáticos como el pez pulmonado (Dipnoi), lo que indica que estos rasgos evolucionaron en nuestro antiguo antepasado común.

Pez celacanto sobre fondo blanco
El pez celacanto aún existe en los mares tropicales. Catmando/Shutterstock

No sabemos qué especie era este antepasado, pero probablemente se parecía al celacanto, que cuenta con un rico registro fósil y es un “fósil viviente” que hoy habita en el océano Índico occidental e Indonesia.

Los peces sarcopterigios que caminan se han extinguido, como Tiktaalik, o han evolucionado tanto que ya no los reconocemos como peces (tetrápodos).

Un ejemplo de pez vivo que camina es el saltarín del fango (de la familia Oxudercidae). Estos peces viven en manglares y marismas y utilizan sus aletas pectorales para caminar por tierra. Estas aletas les ayudan a escapar de los depredadores acuáticos, a buscar comida (consumen materia orgánica en el fango) e incluso a relacionarse en tierra buscando pareja.

Otro ejemplo es el siluro caminante (Clarias batrachus), que utiliza sus aletas pectorales para desplazarse por tierra, lo que le ayuda a escapar de los estanques que se secan y a encontrar nuevos hábitats.

El siluro caminante es una especie de siluro de agua dulce que respira aire. bajaphotos/Shutterstock



¿Cómo evolucionaron por primera vez los genes relacionados con la marcha?

La raya pequeña (Leucoraja erinacea) es un pez cartilaginoso emparentado con las rayas y los tiburones (a diferencia de los peces óseos, incluidos los sarcopterigios). Es otro pez que “camina” bajo el agua con aletas como patas, imitando los movimientos de los animales terrestres.

La raya pequeña es de gran interés para los científicos que investigan la evolución de la locomoción porque evolucionó caminando con aletas independientemente de los sarcopterigios. Sin embargo, hasta ahora, la genética que subyace a la marcha de la raya pequeña era difícil de estudiar debido a la falta de datos de calidad.

Eso cambió hace poco, cuando investigadores de Seúl y Nueva York utilizaron tecnología punta para construir un ensamblaje de alta calidad del genoma de la raya pequeña. Los científicos descubrieron que sólo utiliza diez músculos para caminar con las aletas, mientras que los tetrápodos suelen emplear 50 músculos para mover sus extremidades.

Una gran pregunta sobre la evolución de los vertebrados es: ¿qué genes son importantes para desarrollar los músculos que permiten caminar? Para averiguarlo, el equipo analizó qué genes estaban activos en los nervios que controlan los músculos de las extremidades (nervios motores) en un ratón, un pollo y una raya pequeña.

Descubrieron patrones similares de expresión génica en los nervios motores que ayudan al funcionamiento de estos músculos. Así que los peces que caminan pueden haber seguido varios caminos evolutivos diferentes, pero este reciente estudio sugiere un mecanismo genético común.

El pez se impulsa hacia delante con las aletas por el barro
Hay 32 especies vivas de saltabarros. Polbkt/Shutterstock

Los humanos evolucionaron para ser los mejores caminantes

A finales del Triásico, hace unos 201 millones de años, tanto los dinosaurios como los mamíferos habían desarrollado una excelente capacidad para correr. Los humanos perfeccionaron estas facultades locomotoras, desarrollando numerosas adaptaciones que nos convierten en una de las especies corredoras más eficientes y capaces del planeta.

Estas adaptaciones incluyen un tendón de Aquiles en forma de resorte que ayuda a almacenar energía, una zancada larga y un centro de gravedad equilibrado, y la sudoración para refrescarse. Estas adaptaciones nos permiten correr largas distancias con gran resistencia, aunque a baja velocidad.

Nuestros antepasados utilizaban las carreras para cazar, para escapar de los depredadores y para buscar comida. Ha modelado nuestra anatomía, fisiología y cultura. Y muchos estudios demuestran que caminar y correr son cruciales para nuestro bienestar y salud física.

Ha habido un largo camino desde el origen de la marcha en nuestros antepasados parecidos a los peces que colonizaron la tierra por primera vez. Pero caminar y correr siguen siendo una parte fundamental de nuestras vidas y de nuestro éxito evolutivo.The Conversation

Chris Organ, Assistant Professor of Evolutionary Biology, University of Reading

Este artículo fue publicado originalmente en The Conversation.

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