La columna en cuadrúpedos se forma igual que hace 300 millones de años
Un estudio realizado por investigadores del Museum für Naturkunde de Berlín revela la evolución de los patrones de osificación de la columna vertebral de los vertebrados cuadrúpedos.
Antoine Verrière y sus colegas lograron reconstruir los patrones de formación de los huesos de la columna vertebral en el antepasado de todos los vertebrados terrestres basándose en un amplio conjunto de datos de vertebrados modernos y fósiles con la inclusión de nuevos datos poco comunes del reptil Mesosaurus tenuidens, de 300 millones de años de antigüedad. Los resultados se publican en Scientific Reports.
La columna vertebral es la característica que define y da nombre a todos los vertebrados y, en general, se conoce bien su desarrollo. Sin embargo, algunos aspectos cruciales de su historia evolutiva siguen siendo enigmáticos. Un nuevo estudio realizado por un equipo de la Humboldt-Universität zu Berlin y el Museum für Naturkunde de Berlín (Alemania) desvela nuevos aspectos de esta historia.
El paleontólogo Antoine Verrière, primer autor del estudio realizado como parte de su investigación doctoral, afirma que el proyecto comenzó con fósiles excepcionalmente bien conservados del reptil Mesosaurus tenuidens. Mesosaurus fue el primer reptil que se adaptó a la vida en el agua. Con un largo hocico y una poderosa cola nadadora, habitaba en un mar interior en las zonas meridionales del supercontinente Pangea.
"En algunos ejemplares juveniles poco comunes, observamos que los arcos neurales, las espinas que se asientan sobre la parte principal de una vértebra, se iban cerrando desde la cabeza hasta la cola a medida que los animales crecían, como una cremallera. Queríamos saber cómo encajaba este patrón en la historia evolutiva de los vertebrados terrestres, pero enseguida nos dimos cuenta de que había muy poca información disponible. Así que decidimos investigarlo nosotros mismos", explicó en un comunicado.
El equipo analizó cuatro de los principales patrones de desarrollo en la columna vertebral de los amniotas:
- La osificación del centrum (el cuerpo principal de una vértebra) - La osificación de los arcos neurales pares - La fusión de los elementos del arco neural inicialmente formados en una columna vertebral - La fusión de los arcos neurales con el centrum, también llamada fusión neurocentral.
Utilizaron modelos estadísticos para trazar la evolución de estos patrones a lo largo de los aproximadamente 300 millones de años de historia de los vertebrados terrestres y reconstruir así los patrones del antepasado común de todos los vertebrados terrestres.
"Lo que más nos sorprendió fue que estos patrones parecen haber permanecido relativamente estables durante los últimos 300 millones de años", afirma el Prof. Jörg Fröbisch. "Los vertebrados modernos y extintos son enormemente diversos en cuanto a sus formas corporales y estilos de vida, y los elementos de sus columnas vertebrales están organizados en unidades complejas que difieren enormemente entre especies. Sin embargo, los patrones de osificación eran mucho más conservadores de lo que cabía esperar por la gran diversidad morfológica".
Aunque los patrones estudiados se han mantenido relativamente estables a lo largo de la evolución, dado el enorme intervalo temporal considerado, se produjeron algunas desviaciones. En particular, las aves, los mamíferos y los reptiles escamosos desarrollaron sus propios modos específicos de osificación vertebral, que difieren de la condición ancestral de los amniotas. Sin embargo, dentro de estos grupos, los patrones también eran sorprendentemente estables.
"Los avestruces y las gaviotas, por ejemplo, tienen anatomías y estilos de vida muy diferentes, pero sus columnas vertebrales se osifican de forma similar. Esto demuestra que pueden observarse algunos cambios entre los principales linajes de vertebrados terrestres, pero dentro de cada uno de los linajes principales, el desarrollo de la columna vertebral se mantuvo de nuevo bastante estable", afirma la profesora Nadia Fröbisch.
"Nuestro estudio es otro gran ejemplo de cómo los datos de fósiles y animales modernos pueden unirse para obtener una imagen mucho más profunda del desarrollo y la evolución de las principales estructuras corporales", afirma Antoine Verrière.
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