Sarcopetrigia: mucho más que peces

No es que de repente no sienta aprecio por los peces. Vamos a ver: el concepto “sarcopterigio” hace referencia en sus orígenes a los llamados peces de aletas lobuladas, diferenciándolos así de los peces de aletas radiadas o actinopterigios.

Esa sería la división más básica de los peces óseos: con aletas lobuladas y con aletas radiadas. Lo que sucede es que los peces de aletas lobuladas del devónico fueron los antepasados de los vertebrados terrestres, los tetrápodos, y en la taxonomía sistemática que busca clasificar en un mismo grupo a todos los descendientes de un mismo antepasado común, el grupo de los sarcopterigios debería por ello incluir a los tetrápodos.

Hay algo más que peces en uno de los grupos más exitosos de la evolución de los vertebrados.

¿Qué son los peces de aletas lobuladas?

Sarcopterigia deriva del griego sarx (carnoso) y pteryx (aleta) por lo que hace referencia a los peces de aletas lobuladas o carnosas, un grupo de peces óseos cuyo origen se rastrea hasta la radiación evolutiva de los peces óseos hace más de 400 millones de años.

Entre sus características universales podemos mencionar:

  • Extremidades pélvicas y pectorales musculosas con huesos macizos.
  • Dientes con esmalte.
  • Anillo esclerótico con más de cuatro placas.

La taxonomía de los numerosos grupos de peces de aletas lobuladas fósiles es algo confusa. Históricamente se han separado los dos grupos supervivientes (celacantos y dipnoos) y se han clasificado todas las especies fósiles dentro de un cajón de sastre llamado Rhipidistia dentro del cual estarían los antepasados de los tetrápodos.

Pero esta visión ya no se sostiene, por lo que se ha dividido a los ripisditios en varios grupos con un nivel taxonómico equivalente a “Actinistia” (celacantos) y dipnoos. Los tetrápodos serían el tercer grupo superviviente.

Los primeros restos fósiles de sarcopterigios datan del período silúrico. El primer pez pulmonado encontrado en el registro fósil es el Diabolichthyes (410 millones de años) y el primer celacanto el Eoactinistia (409).

En 2017 el doctor Brian Choo de la Flinder University publicó el descubrimiento de Sparalepsis tingi, un fósil datado hace 423 millones de años que destaca por presentar unas escamas alargadas dispuesta unas sobre otras de forma que parece recordar a un escudo y que presentaba fajas pectorales y pélvicas con un soporte óseo, características que se consideraban exclusivas de los peces acorazados o placodermos. Choo considera que Sparalepsis  y sus parientes Psaroleis y Guiyu podrían representar una radiación basal de los sarcopterigios.

De este modo, los sarcopterigios podrían estar emparentados con los placodermos.

Los antiguos peces de aletas lobuladas

Durante mucho tiempo se ha considerado a estos peces de aletas carnosas como criaturas primitivas y asociadas a hábitats minoritarios en las aguas, en contraste con la poderosa radiación adaptativa de los peces de aletas radiadas.

Sin embargo, esto no ha sido siempre así: en el devónico y carbonífero los peces de aletas carnosas disfrutaron de una considerable radiación adaptativa que les llevó a ocupar numerosos nichos ecológicos en las aguas, pantanos y tierra, hasta el punto de que llegaron a habitar más nichos que los peces de aletas radiadas con un amplio abanico de formas y tamaños.

Un ejemplo es Hyneria, un pariente del celacanto de 3,8 metros de largo que detentaba un rol de gran depredador en las aguas dulces del devónico. Tenía las mismas aletas lobuladas y con estructuras óseas, pero que pudiera utilizarlas para moverse fuera del agua no está claro a pesar de lo que vimos en Wlaking With Dinosaurs.

Rhizodus, monstruo de aletas lobuladas

Mayor aún, el Rhizodus llegaba a los 6 metros de largo y se dedicaba a dar caza a peces (de aletas lobuladas, radiadas o tiburones) y anfibios durante el carbonífero en lo que llegaría a ser Australia.

Más pequeño, Megamastax (“Boca Grande”) rondaba el metro de largo y tenía una boca grande y con dientes macizos para dedicarse a una dieta de presas acorazadas como trilobites o braquiópodos.

Pero si hay un sarcopterigio icónico es el Eusthenopteron, que presentaba unas robustas y musculosas aletas lobuladas y un pulmón que le permitía respirar aire, lo cual lo ha convertido desde hace muchos años en un poderoso candidato a ser el antepasado de los tetrápodos terrestres. El Pandericthys es uno de sus principales rivales por este honor.

Si hay un sarcopterigio fósil que nos parecería extraño es el Tiktaalik, una criatura descubierta en 2004 en Nunavut, Canadá, que presenta unas estructuras similares a patas pero que todavía eran aletas carnosas. Muy probablemente, utilizaba estas patas–aletas para moverse dentro del agua y salir de ella arrastrándose. Tenía pulmón y agallas interiores.

Los modernos peces de aletas lobuladas

La edad dorada de los peces de aletas lobuladas fue del devónico al pérmico, en la posterior época de los dinosaurios siguieron siendo un grupo diverso e importante, en el que había muchos peces emparentados con los celacantos en el mar.

No está muy claro porqué pero no tuvieron tanto éxito con la famosa extinción de finales del cretácico, que diezmó su diversidad y los dejó reducidos a su actual posición de “reliquias” en entornos extremos hacia los que se ven empujados los peores competidores.

De hecho, se habían descubierto numerosos fósiles del género Latimeria en esquistos que llegaban hasta el cretácico superior, desapareciendo entonces del registro fósil. Por ello se consideraba un género extinto junto a los dinosaurios.

Hasta que en 1938 tuvo lugar el famoso descubrimiento en East London cerca de la boca del río Chalumna en Sudáfrica de un celacanto vivo que fue clasificado dentro de la especie Latimeria chalumnae. Fue todo un terremoto: una criatura extinta apareció viva.

Poco después fueron descubiertos más ejemplares y en 1998 se descubrió otra especie de celacanto (Latimeria medanoensis) en Sulawesi, lo cual nos da una idea de su amplia distribución y diversidad.

Los celacantos son peces depredadores que viven a profundidades de 150 – 250 metros y utilizan sus aletas carnosas con gran capacidad de rotación como remos. Puede ser grises azulados o dorados. De día se refugian en cuevas y acantilados submarinos y por la noche salen a menores profundidades para cazar. Poseen una vejiga natatoria que contiene aceite.

Recurren a la fecundación interna y las hembras ponen huevos de gran tamaño (9 cm de diámetro y 300 gramos de peso).

El otro grupo de peces sarcopterigios supervivientes son los peces pulmonados o dipnoos, están restringidos a las aguas dulces y varios de ellos están adaptados para las sequías. Están divididos en tres géneros: Protopterus en África, Neoceratodus en Australia y Lepidosiren en Sudamérica.

Los tres géneros presentan aletas pectorales y pélvicas lobuladas, pulmones conectados a la faringe que les permiten respirar aire y mandíbulas fusionadas para devorar presas duras.

Tanto Protopterus como Lepidosiren se han adaptado a las sequías enterrándose en el fango y respirando aire. Los ejemplares de Neoceratodus son los mayores peces pulmonados pudiendo llegar a 1,4 metros de largo.

El origen de los tetrápodos

Y llegamos a nuestro propio grupo: los vertebrados terrestres o tetrápodos. Dentro de los sarcopterigios tenemos las siguiente características:

  • Extremidades formadas por tres regiones: estilopodio, zeugopodio y autopodio. No está claro si esta última parte (los dedos) son un invento de los tetrápodos.
  • Pérdida de huesos que unen la cabeza al arco pectoral, lo que permite la movilidad del cuello.
  • Espina vertebral rígida y notocorda fuera del cráneo.
  • Pérdida del opérculo.
  • Costilla sacra.

Entre los peces de aletas radiadas o actinopterigios hay ejemplos vivos y fósiles de variedades anfibias como los famosos saltarines del fango (gobios del género Periophtalmus) o los peces gato africanos pero ninguno de ellos parece haber ido más allá de una vida arrastrándose por el fango.

Parece que para progresar más en tierra eran necesarias extremidades más potentes.

Históricamente se consideraba que los vertebrados craneados terrestres descendían de los peces de aletas lobuladas del devónico o carbonífero que eran referidos como crosopterigios dentro del grupo de los ripidistios y la mayor controversia actual en el tema está justamente en la desaparición de estos como grupo natural.

Tiktaalik criatura entre dos mundos

Clasificando donde fuera a los antepasados, la aparición de los tetrápodos está asociada a la radiación adaptativa de los sarcopterigios en el carbonífero hace entre 385 y 365 millones de años.

Una de las primeras teorías fue propuesta por Alfred S. Romer en 1933 cuando observó que nnumerosos fósiles de peces devónicos fueron encontrados en areniscas rojas, depósitos asociados por los geólogos a condiciones áridas. Así, propuso aque algunos peces de aletas lobuladas de la época como Eusthenopteron se vieron atrapados por una climatología más árida en charcas. En esta tesitura, pudieron emplear sus pulmones para respirar aire y sus aletas lobuladas para moverse de una charca a otra.

Esta forma de vida implicó la necesidad de moverse mejor fuera del agua, lo que hizo que sus aletas fueran desarrollando tanto su musculatura como sus elementos óseos para moverse mejor fuera del agua.

Esto hizo pasar del Eustenopteron al Pandericthys, mejor preparado para moverse con las aletas, y de ahí al Tiktaalik, que tenía aletas que podía flexionar como si fueran patas.

Esta explicación, coherente con los postulados de Gould del equilibrio puntuado, gozó de mucha aceptación hasta que los geólogos llegaron a la conclusión de que el color rojo de las areniscas estaba más asociado a la riqueza en materia orgánica que a la desertificación.

En 1980, Ted Deaschler reemplazó los desiertos de Romer por pantanos rodeados por vegetación donde la utilidad de las patas sería moverse entre y sobre los troncos de las plantas o en las zonas pantanosas fuera del agua.

En 1938 se descubrió un fósil de cuatro patas en Groenlandia, el Ichthyostega, que fue considerado el género basal de los tetrápodos hasta que en 1980 fue descubierto otro más antiguo, Acanthostega, en una ubicación cercana.

Ambos cuentan con cuatro patas, aunque tienen siete y ocho dedos en cada extremidad. El paradigma pentadáctilo parece ser algo posterior.

Pero un análisis minucioso de estas criaturas nos muestra que sus patas no eran tan fuertes como para sostenerlos en tierra, además de contar con lóbulos en sus colas y combinar la respiración pulmonar con branquias interiores similares a las de los peces en lugar de las branquias exteriores de los modernos tritones.

Como Tiktaalik, Ichthyostega y Acanthostega, eran criaturas que pasaban la mayor parte del tiempo en el agua y cuando salían de ella lo hacían arrastrándose como las focas.

Sin embargo, eran ya auténticos tetrápodos mucho mejor adaptados a salir del agua que sus predecesores acuático.

Sin embargo, el descubrimiento de una criatura más antigua que Ichhtyostega, Hynerpeton, lo cambió todo debido a que presentaba unas patas mucho más robustas que el primero. Se trataba de un depredador capaz de moverse fuera del agua. Otro ejemplo posterior, el Tulerpeton descubierto en la región de los Tula en Rusia, muestra también extremidades más fuertes.

De todo esto podemos inferir que los primeros tetrápodos se desarrollaron a partir de sarcopterigios que vivían en pantanos y que comenzaron con una vida anfibia que fue adaptándose al entorno terrestre aunque algunos se mantendrían en el agua saliendo poco a la tierra.

Esto tuvo lugar en el carbonífero en las zonas pantanosas de las tierras que llegarían a rodear el Océano Ártico pero en aquellos tiempos se encontraban en latitudes australes ecuatoriales.

A partir de criaturas como Ichthyostega o Hynerpeton ya podemos dejar de hablar de peces y comenzar a hablar anfibios y desde entonces comienza la auténtica radiación adaptativa de los vertebrados terrestres que llevará a la aparición de los anuros, los tetrápodos amniotas capaces de romper con su relación con el agua pero que muestran un interesante patrón a regresar a ella (reptiles marinos, aves acuáticas, cetáceos…) pero también adentrarse en los desiertos, despegar por los cielos…

Alcance y relación entre Sarcopeterrigios

Actualmente no hay consenso sobre cuál es el pariente más cercano de los vertebrados terrestres, si los celacantos o lo peces pulmonados. Hay motivos anatómicos, bioquímicos y genéticos para ambas hipótesis: las cadenas α y β de la hemoglobina señalan a los celacantos mientras que los genes mitocondriales de ARN ribosómico 12S y 16S así como el citocromo b apoyaban a los peces pulmonados. Y el gen mitocondrial cox 1 señala que celacantos y dipnoos están más relacionados los unos con los otros e igualmente separados de nosotros.

La hipótesis ahora más sostenida señala a los peces pulmonados como nuestros parientes más cercanos pero todavía hay muchas incógnitas.

Pero lo realmente importante es que si los sarcopterigios son un grupo monofilético que incluye a todos los descendientes de un mismo antepasado común, el concepto no puede solamente referirse a los peces de aletas lobuladas sino incluir también a los tetrápodos (y con ellos a nosotros).

Esto haría de los sarcopterigios el grupo de vertebrados más diverso y quizá exitoso, superando incluso a los actinopterigios de aletas radiadas. Se trata del grupo madre de los tetrápodos, que están incluidos dentro.

Nosotros, los seres humanos, somos sarcopterigios.

Bibliografía:

Anuncios

Deja un comentario

Archivado bajo Biología, Evolución

Responder

Introduce tus datos o haz clic en un icono para iniciar sesión:

Logo de WordPress.com

Estás comentando usando tu cuenta de WordPress.com. Cerrar sesión /  Cambiar )

Google+ photo

Estás comentando usando tu cuenta de Google+. Cerrar sesión /  Cambiar )

Imagen de Twitter

Estás comentando usando tu cuenta de Twitter. Cerrar sesión /  Cambiar )

Foto de Facebook

Estás comentando usando tu cuenta de Facebook. Cerrar sesión /  Cambiar )

Conectando a %s