Los investigadores sugieren que la capacidad de moverse en tierra puede haber estado limitada debido a la selección de otros rasgos, como la alimentación en el agua, que vinculó a los primeros tetrápodos a su hábitat acuático ancestral
La transición del agua a la tierra es una de las más importantes e inspiradoras de las grandes transiciones en la evolución de los vertebrados. Y la cuestión de cómo y cuándo los tetrápodos pasaron del agua a la tierra ha sido durante mucho tiempo una fuente de asombro y debate científico.
Las primeras ideas postulaban que algunos peces quedaban varados en pequeños cuerpos de agua en tierra debido a su desecación, y que el hecho de estar fuera del agua proporcionaba la presión selectiva para evolucionar más apéndices similares a las extremidades para volver a ella. En el decenio de 1990 unos nuevos especímenes descubiertos sugirieron que los primeros tetrápodos conservaban muchos rasgos acuáticos, como las branquias y la aleta de la cola, y que las extremidades pudieron haber evolucionado en el agua antes de que los tetrápodos se adaptaran a la vida en la tierra. Sin embargo, aún existe incertidumbre sobre cuándo tuvo lugar la transición del agua a la tierra y cómo eran realmente los primeros tetrápodos terrestres.
En un documento publicado en la revista Nature se abordan estas cuestiones utilizando datos fósiles de alta resolución y se muestra que, aunque estos primeros tetrápodos todavía estaban ligados al agua y tenían características acuáticas, también tenían adaptaciones que indican cierta capacidad para desplazarse en tierra. Aunque, puede que no fueran muy buenos para hacerlo, al menos para los estándares de hoy en día.
El autor principal, Blake Dickson, del Departamento de Biología Orgánica y Evolutiva de la Universidad de Harvard, y la autora principal, Stephanie Pierce, Profesora Asociada en el Departamento de Biología Orgánica y Evolutiva y conservadora de paleontología de vertebrados en el Museo de Zoología Comparativa de la Universidad de Harvard, examinaron 40 modelos tridimensionales de húmeros fósiles (hueso de la parte superior del brazo) de animales extintos que servirían de puente en la transición del agua a la tierra.
"Debido a que el registro fósil de la transición a la tierra en los tetrápodos es tan pobre, fuimos a una fuente de fósiles que podría representar mejor la totalidad de la transición desde ser un pez completamente acuático hasta un tetrápodo completamente terrestre", dijo Dickson.
Dos tercios de los fósiles procedían de las colecciones históricas del Museo de Zoología Comparada de Harvard, que se encuentran en todo el mundo. Para llenar los vacíos que faltaban, Pierce se puso en contacto con sus colegas con especímenes clave de Canadá, Escocia y Australia. De importancia para el estudio fueron los nuevos fósiles recientemente descubiertos por los coautores, el Dr. Tim Smithson y la profesora Jennifer Clack, de la Universidad de Cambridge, Reino Unido, como parte del proyecto TW:eed, una iniciativa diseñada para comprender la temprana evolución de los tetrápodos terrestres.
Los investigadores eligieron el hueso del húmero porque no solo es abundante y está bien conservado en el registro fósil, sino que también está presente en todos los sarcopterigios, un grupo de animales que incluye el pez celacanto y todos los tetrápodos, incluidos todos sus representantes fósiles. "Esperábamos que el húmero llevara una fuerte señal funcional a medida que los animales pasaran de ser un pez completamente acuático a ser tetrápodos completamente terrestres, y que pudiéramos usar eso para predecir cuándo los tetrápodos empezaron a moverse en tierra", dijo Pierce. "Encontramos que la habilidad terrestre parece coincidir con el origen de las extremidades, lo que es realmente emocionante".
El húmero ancla la pata delantera en el cuerpo, alberga muchos músculos, y debe resistir mucho estrés durante el movimiento basado en las extremidades. Debido a esto, contiene una gran cantidad de información funcional crítica relacionada con el movimiento y la ecología de un animal. Los investigadores han sugerido que los cambios evolutivos en la forma del hueso del húmero, desde el corto y rechoncho en los peces hasta el más alargado y caracterizado en los tetrápodos, tuvieron importantes implicaciones funcionales relacionadas con la transición a la locomoción terrestre. Esta idea raramente ha sido investigada desde una perspectiva cuantitativa, es decir, hasta ahora.
Los investigadores sugieren que la capacidad de moverse en tierra puede haber estado limitada debido a la selección de otros rasgos, como la alimentación en el agua, que vinculó a los primeros tetrápodos a su hábitat acuático ancestral. Una vez que los tetrápodos se liberaron de esta limitación, el húmero quedó libre para desarrollar morfologías y funciones que mejoraron la locomoción basada en las extremidades y la futura invasión de los ecosistemas terrestres.
