Uno de los primeros animales en salir del agua regresó a ella

Biología

Por: Thomas Stewart

Hace aproximadamente 365 millones de años, un grupo de peces dejó el agua para vivir en la tierra. Estos animales fueron los primeros tetrápodos, un linaje que irradiaría para incluir miles de especies, incluidos anfibios, aves, lagartijas y mamíferos. Los seres humanos somos descendientes de esos primeros tetrápodos y compartimos el legado de su transición del agua a la tierra.

Pero, ¿y si, en lugar de aventurarse en las costas, hubieran dado la vuelta? ¿Y si estos animales, justo en la cúspide de salir del agua, hubieran retrocedido para vivir de nuevo en aguas más abiertas?

Un nuevo fósil sugiere que un pez, de hecho, hizo exactamente eso. A diferencia de otros animales estrechamente relacionados, que usaban sus aletas para sostener sus cuerpos en el fondo del agua y quizás de vez en cuando se aventuraban a salir a tierra, esta criatura recién descubierta tenía aletas construidas para nadar.

Tom Stewart sostiene el fósil Qikiqtania. (Stephanie Sang/CC BY-ND)

En marzo de 2020, estaba en la Universidad de Chicago y era miembro del laboratorio del biólogo Neil Shubin. Estaba trabajando con Justin Lemberg, otro investigador de nuestro grupo, para procesar un fósil que se recolectó en 2004 durante una expedición al Ártico canadiense.

Desde la superficie de la roca en la que estaba incrustado, pudimos ver fragmentos de las mandíbulas, de unos 5 cm de largo y con dientes puntiagudos. También había parches de escamas blancas con textura rugosa. La anatomía nos dio pistas sutiles de que el fósil era un tetrápodo primitivo. Pero queríamos ver dentro de la roca. Así que usamos una tecnología llamada tomografía computarizada, que dispara rayos X a través de la muestra, para buscar cualquier cosa que pudiera estar oculta dentro, fuera de la vista.

El 13 de marzo, escaneamos un trozo de roca sin pretensiones que tenía algunas escamas en la parte superior y descubrimos que contenía una aleta completa enterrada en su interior. Nuestras mandíbulas cayeron. Unos días después, el laboratorio y el campus cerraron, y el COVID-19 nos envió al confinamiento.

La aleta revelada
Una aleta como esta es extremadamente valiosa. Puede dar a los científicos pistas sobre cómo evolucionaron los primeros tetrápodos y cómo vivían hace cientos de millones de años. Por ejemplo, basándonos en la forma de ciertos huesos del esqueleto, podemos hacer predicciones sobre si un animal estaba nadando o caminando.

Aunque ese primer escaneo de la aleta fue prometedor, necesitábamos ver el esqueleto en alta resolución. Tan pronto como se nos permitió regresar al campus, un profesor del departamento de ciencias geofísicas de la universidad nos ayudó a recortar el bloque con una sierra para rocas. Esto hizo que el bloque tuviera más aletas, menos roca, lo que permitió un mejor escaneo y una vista más cercana de la aleta.

Cuando el polvo se despejó y terminamos de analizar los datos de las mandíbulas, las escamas y la aleta, nos dimos cuenta de que este animal era una nueva especie. No solo eso, resulta que este es uno de los parientes más cercanos conocidos de los vertebrados con extremidades, esas criaturas con dedos de manos y pies.

Lo llamamos Qikiqtania wakei. El nombre de su género, pronunciado “kick-kiq-tani-ahh”, se refiere a las palabras inuktitut Qikiqtaaluk o Qikiqtani, el nombre tradicional de la región donde se encontró el fósil.

Cuando este pez estaba vivo, hace muchos cientos de millones de años, este era un ambiente cálido con ríos y arroyos. El nombre de su especie honra al difunto David Wake, un científico y mentor que inspiró a muchos de nosotros en el campo de la biología evolutiva y del desarrollo.

Los esqueletos cuentan cómo vivía un animal
Qikiqtania revela mucho sobre un período crítico en la historia de nuestro linaje. Sus escamas les dicen a los investigadores sin ambigüedades que vivía bajo el agua. Muestran canales sensoriales que le habrían permitido al animal detectar el flujo de agua alrededor de su cuerpo. Sus mandíbulas nos dicen que se alimentaba como un depredador, mordiendo y sujetando a la presa con una serie de colmillos y succionando la comida en su boca. Pero es la aleta pectoral del Qikiqtania lo que más sorprende. Tiene un hueso húmero, al igual que la parte superior de nuestro brazo. Pero el de Qikiqtania tiene una forma muy peculiar.

Los primeros tetrápodos, como Tiktaalik, tienen húmeros que poseen una cresta prominente en la parte inferior y un conjunto característico de protuberancias, donde se unen los músculos. Estas protuberancias óseas nos dicen que los primeros tetrápodos vivían en el fondo de lagos y arroyos, usando sus aletas o brazos para sostenerse, primero en el suelo bajo el agua y luego en tierra.

El húmero de Qikiqtania es diferente. Carece de esas crestas y procesos característicos. En cambio, su húmero es delgado y tiene forma de boomerang, y el resto de la aleta es grande y tiene forma de remo. Esta aleta fue construida para nadar.

Mientras que otros tetrápodos primitivos jugaban al borde del agua, aprendiendo lo que la tierra tenía para ofrecer, Qikiqtania estaba haciendo algo diferente. Su húmero es verdaderamente diferente a cualquier otro conocido. Mis colegas y yo creemos que muestra que Qikiqtania se había alejado de la orilla del agua y evolucionó para vivir, una vez más, fuera del suelo y en aguas abiertas.

La evolución no es una marcha en una sola dirección
La evolución no es un proceso simple y lineal. Aunque podría parecer que los primeros tetrápodos tendían inevitablemente a la vida en la tierra, Qikiqtania muestra exactamente las limitaciones de tal perspectiva direccional.

Este fósil es especial por muchas razones. No es solo milagroso que este pez se haya conservado en la roca durante cientos de millones de años antes de ser descubierto por científicos en el Ártico, en la isla de Ellesmere. No es solo que sea notablemente completo, con toda su anatomía revelada por casualidad en la cúspide de una pandemia global.

También proporciona, por primera vez, una visión de la diversidad más amplia y la gama de estilos de vida de los peces en la transición del agua a la tierra. Ayuda a los investigadores a ver más que una escalera y comprender ese árbol fascinante y enredado.

(Neil Shubin/CC BY-ND)
Arriba: Neil Shubin, quien encontró el fósil, señala al otro lado del valle el sitio donde se descubrió Qikiqtania en la isla de Ellesmere.

Los descubrimientos dependen de la comunidad
Qikiqtania se encontró en tierra inuit y pertenece a esa comunidad. Mis colegas y yo solo pudimos realizar esta investigación gracias a la generosidad y el apoyo de las personas en las aldeas de Resolute Bay y Grise Fiord, los Iviq Hunters and Trappers de Grise Fiord y el Departamento de Patrimonio y Cultura de Nunavut.

A ellos, en nombre de todo nuestro equipo de investigación, “nakurmiik”. Gracias. Las expediciones paleontológicas a su tierra realmente han cambiado la forma en que entendemos la historia de la vida en la Tierra.

El COVID-19 impidió que muchos paleontólogos viajaran y visitaran sitios de campo en todo el mundo en los últimos años. Tenemos muchas ganas de volver, de visitar a viejos amigos y de buscar de nuevo. Quién sabe qué otros animales yacen escondidos, esperando ser descubiertos dentro de bloques de piedra sin pretensiones.

Deja un comentario

Tu dirección de correo electrónico no será publicada.