Hallan un pez que parpadea y es clave para entender la evolución de los animales
Un raro pez que parpadea, el saltarín del fango
(género Periophthalmus), pasa gran parte del día fuera del agua y proporciona
pistas sobre cómo y por qué podría haber evolucionado el parpadeo durante la
transición a la vida en la tierra en nuestros propios antepasados.
Una nueva investigación muestra que estos peces
anfibios han desarrollado un comportamiento de parpadeo que sirve para muchos
de los mismos propósitos que nuestro parpadeo.
Los resultados sugieren que el parpadeo puede estar
entre el conjunto de rasgos que evolucionaron para permitir la transición a la
vida en la tierra en los tetrápodos, el grupo de animales que incluye
mamíferos, aves, reptiles y anfibios, hace unos 375 millones de años.
El estudio fue dirigido por Thomas Stewart, profesor
asistente de biología en la Universidad Estatal de Pensilvania, y Brett Aiello,
profesor asistente de biología en la Universidad de Seton Hill.
"Los animales parpadean por muchas
razones", dijo Stewart. "Nos ayuda a mantener nuestros ojos húmedos y
limpios, nos ayuda a proteger nuestros ojos de lesiones e incluso usamos el
parpadeo para comunicarnos. Estudiar cómo evolucionó por primera vez este
comportamiento ha sido un desafío porque los cambios anatómicos que permiten el
parpadeo se encuentran principalmente en los tejidos blandos, que no se
conservan bien en el registro fósil. El saltarín del fango, que evolucionó su
comportamiento de parpadeo de forma independiente, nos da la oportunidad de
probar cómo y por qué podría haber evolucionado el parpadeo en un pez vivo que
sale regularmente del agua para pasar tiempo en tierra".
Para comprender cómo desarrollaron la capacidad de
parpadear los saltarines del fango, los investigadores analizaron el
comportamiento con vídeos de alta velocidad y compararon la anatomía de los
saltarines del fango con la de un pez estrechamente relacionado ligado al agua
que no parpadea.
Los ojos de los saltarines del fango sobresalen de
la parte superior de sus cabezas, como los ojos de una rana. Para parpadear, el
pez retrae momentáneamente los ojos hacia abajo en las cuencas, donde están
cubiertos por una membrana elástica llamada "copa dérmica". El
parpadeo del saltarín del fango dura aproximadamente el mismo tiempo que un
parpadeo humano.
"Parpadeo en el saltarín del fango parece haber
evolucionado a través de una reorganización de los músculos existentes que
cambiaron su línea de acción y también por la evolución de un nuevo tejido, la
copa dérmica", dijo Aiello. "Este es un resultado muy interesante
porque muestra que puede usarse un sistema muy rudimentario o básico para
conducir un comportamiento complejo. No es necesario desarrollar muchas cosas
nuevas para desarrollar este nuevo comportamiento: los saltarines del fango
simplemente comenzaron a usar de una manera diferente lo que ya tenían".
Para descubrir por qué los saltarines del fango
parpadean en tierra, el equipo consideró los roles que juega el parpadeo en
humanos y otros tetrápodos. En los humanos, las lágrimas son fundamentales para
mantener las células del ojo sanas y oxigenadas, por lo que los investigadores
analizaron si los saltarines del fango también parpadean para mantener los ojos
húmedos.
"Descubrimos que, al igual que los humanos, los
saltarines del fango parpadean con más frecuencia cuando se enfrentan a ojos
secos", dijo Aiello. "Lo increíble es que pueden usar sus parpadeos
para humedecer los ojos, a pesar de que estos peces no han desarrollado ninguna
glándula o conducto lagrimal. Mientras que nuestras lágrimas están formadas por
glándulas alrededor de nuestros ojos y en nuestros párpados, los saltarines del
fango parecen estar mezclando la mucosidad de la piel con el agua de su entorno
para producir una película lagrimal".
El equipo de investigación también probó si el
parpadeo de los saltarines del fango podría activarse para proteger el ojo de
posibles lesiones y si el parpadeo limpiaba los ojos de los peces de polvo o
escombros. En ambos casos la respuesta fue "sí". Por lo tanto,
parpadear en los saltarines del fango parece cumplir tres de las funciones
principales del parpadeo (proteger, limpiar y mantener la humedad) en humanos y
otros tetrápodos.
"Nuestro estudio, que consideró el
comportamiento y la anatomía de un pez vivo que experimentó una transición a la
vida en la tierra, similar a los primeros tetrápodos, nos ayuda a reimaginar
cómo y por qué estos primeros tetrápodos podrían haber estado
parpadeando", dijo Aiello.
"Tener la oportunidad de estudiar cómo y por
qué evolucionó por primera vez este comportamiento brinda una increíble
oportunidad para aprender más sobre la forma en que los humanos llegaron a ser
lo que son y nos da una idea de los cambios asociados con las principales
transiciones en la historia de los animales, como habitar la tierra.
Parpadear es algo que los humanos y otros tetrápodos
hacen constantemente a lo largo del día, a menudo sin siquiera darse cuenta de
que sucede, explicó Aiello. A pesar de ser una acción sutil, parpadear es
bastante complejo y fascinante, porque es un comportamiento único que puede
realizar múltiples funciones, todas críticas para la salud y la seguridad del
ojo de los vertebrados, dijo.
"La transición a la vida en la tierra requirió
muchos cambios anatómicos, incluidos cambios en la alimentación, la locomoción
y la respiración", dijo Stewart. "Basado en el hecho de que el
parpadeo del saltarín del fango, que evolucionó de manera completamente
independiente de nuestros propios antepasados peces, cumple muchas de las
mismas funciones que parpadear en nuestro propio linaje, creemos que
probablemente fue parte del conjunto de rasgos que evolucionaron cuando los
tetrápodos se estaban adaptando a vivir en la tierra".
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