La composición de nuestra columna vertebral constituye un
rasgo que distingue a los mamíferos de los reptiles, además de la sangre
caliente o la agilidad, según una nueva investigación.
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STEPHANIE E. PIERCE, MUSEUM OF COMPARATIVE ZOOLOGY
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"La columna vertebral es básicamente como una serie de
cuentas en una cuerda, con cada cuenta que representa un solo hueso, una
vértebra --afirma Stephanie Pierce, conservadora de Paleontología de
Vertebrados en Harvard--. En la mayoría de los animales de cuatro patas, como
las lagartijas, todas las vértebras se ven y funcionan de la misma
manera".
"Pero las columnas vertebrales de los mamíferos son
diferentes. Las distintas 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 pueden adaptarse a diversas formas de
vida, como correr o volar, cavar y escalar", detalla.
Aunque las columnas vertebrales de los mamíferos están
especializadas, se cree que las regiones que las sustentan son antiguas, y se
remontan a los primeros animales terrestres. Los mamíferos aprovecharon al
máximo el modelo anatómico existente, o eso creían los científicos; pero el
nuevo estudio --publicado esta semana en la revista 'Science-- está desafiando
esta idea mirando el registro fósil.
"No hay animales vivos hoy que registren la transición
de un ancestro de 'lagarto' a un mamífero --explica Katrina Jones, autora
principal del estudio, publicado en Science--. Para hacer eso, tenemos que
bucear en el registro fósil y observar a los extintos precursores de los
mamíferos, los sinápsidos no mamíferos".
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 más de 25 vértebras en su lugar es
increíblemente raro", señala Jones. Para abordar este problema, los
científicos analizaron colecciones de museos de todo el mundo para estudiar los
fósiles de animales mejor conservados que vivieron hace unos 320 millones de
años.
UN CAMBIO TEMPRANO EN LAS COLUMNAS VERTEBRALES DE LOS
MAMÍFEROS
"Mirando hacia el pasado antiguo, un cambio temprano en
las columnas vertebrales de los mamíferos fue un primer paso importante en su
evolución", subraya Dena Smith, directora del programa en la División de
Ciencias de la Tierra de la NSF, que financió la investigación. "Los
cambios en la columna vertebral a lo largo del tiempo permitieron a los
mamíferos desarrollarse en la miríada de especies que conocemos hoy en
día", añade.
Pierce y Jones, junto con el coautor Ken Angielczyk, del
'Field Museum' en Chicago, Estados Unidos, examinaron docenas de columnas
vertebrales fósiles, así como más de 1.000 vértebras de animales vivos, incluidos
ratones, cocodrilos, lagartos y anfibios. Querían descubrir si las regiones
vertebrales de los mamíferos eran tan antiguas como se pensaba, o si los
mamíferos estaban haciendo algo único.
Si las regiones vertebrales se hubieran mantenido sin
cambios a lo largo de la evolución, según la hipótesis, esperaríamos ver las
mismas regiones en los sinápsidos no mamíferos que vemos hoy en los
mamíferos", plantea Pierce. Pero parece no ser así: cuando los
investigadores compararon el posicionamiento y la forma de las vértebras,
encontraron que la columna vertebral había ganado nuevas regiones durante la
evolución de los mamíferos.
"Los sinápsidos no mamíferos más antiguos tenían menos
regiones que los mamíferos vivos", afirma Jones. Hace unos 250 millones de
años, una nueva región evolucionó cerca de los hombros y las patas delanteras y
comenzaron a aparecer cambios dramáticos en las extremidades anteriores de
animales conocidos como terápsidos no mamíferos. Estos desarrollos simultáneos,
creen los científicos, probablemente ocurrieron junto con cambios en la forma
en que las criaturas caminaron y corrieron.
"Parece haber algún tipo de diafonía durante el
desarrollo entre los tejidos que forman las vértebras y el omóplato --plantea
Pierce--. Creemos que esta interacción resultó en la adición de una región
cerca del hombro a medida que las extremidades anteriores de nuestros
antepasados evolucionaron para adoptar nuevas formas y funciones".
Más tarde, una región emergió cerca de la pelvis. "Es
esta última región, la región lumbar sin costillas, la que parece ser capaz de
adaptarse más a los diferentes entornos", subraya Pierce. El paso final en
la construcción de la columna vertebral del mamífero puede estar relacionado
con los cambios en los genes Hox, importantes para las regiones de la columna
al principio de su desarrollo.
"Hemos podido establecer conexiones entre los cambios
en los esqueletos de animales extintos e ideas en la biología y la genética del
desarrollo moderno --concluye Jones--. Este enfoque combinado nos ayuda a
comprender qué hace que un mamífero sea un mamífero".
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