La historia que a menudo se cuenta sobre los cocodrilos es que se encuentran entre las criaturas más perfectamente adaptadas del planeta: fósiles vivos que han permanecido prácticamente sin cambios durante millones de años.
La realidad es mucho más interesante.
A lo largo de su historia evolutiva, los cocodrilos, los caimanes y sus parientes han desarrollado repetidamente formas similares de calaveras adultas en respuesta a especializaciones dietéticas: hocicos largos para comer pescado; hocicos cortos para presas más duras y hocicos moderados para presas grandes.
¿Pero cómo se genera tal convergencia a gran escala?
La investigación dirigida por Stephanie Pierce, Profesora Asociada de Biología Organística y Evolutiva, y la estudiante graduada Zachary Morris tuvo como objetivo abordar esta cuestión comparando el desarrollo embrionario con el crecimiento posterior en todas las especies de cocodrilos vivos. Su trabajo demuestra que la diversidad de formas de cráneo encontradashoy se realiza alterando los patrones de desarrollo durante la evolución. El estudio se describe en un artículo publicado el 20 de febrero en el Actas de la Royal Society B .
El trabajo se realizó en colaboración con Arkhat Abzhanov en el Imperial College de Londres y Kent Vliet en la Universidad de Florida.
"Este estudio es solo una instantánea de la evolución de los cocodrilos", dijo Pierce. "Pero muestra que han estado jugando con su estrategia de desarrollo para adaptarse a su entorno, para que puedan tener el mayor éxito posible".
Ese éxito, dijeron Pierce y Morris, se debe en parte a su sorprendente plasticidad.
"A menudo se cree que los cocodrilos no han cambiado con el tiempo", dijo Morris. "Pero nuestro análisis sugiere que han desarrollado un juego de herramientas de desarrollo muy flexible ... por lo tanto, dado el tiempo suficiente y la presión selectiva, pueden alterar la velocidad ymomento del desarrollo que resulta en formas ecológicamente diferentes con formas de hocico largo, corto y moderado "
Y lo más importante, dijo Morris, esas formas generales no se limitan únicamente a los cocodrilos vivos, sino que han evolucionado de forma independiente varias veces en el registro fósil.
"Hay una gran convergencia que no se apreció inicialmente", dijo Pierce. "En el pasado, la forma del cráneo se usaba para asignar relaciones evolutivas, por lo que si un animal tenía un hocico corto, estaba relacionado contodas las otras especies de hocico corto. Pero con análisis modernos, hemos podido determinar que muchos de los animales que tienen hocicos de forma similar en realidad no están relacionados entre sí. La adquisición independiente de la misma forma de hocico probablemente se debaa tener presiones ecológicas similares, como comer alimentos similares "
Cualesquiera que sean esas presiones, dijo Morris, las similitudes en las formas del cráneo adulto deben estar respaldadas por los cambios en el patrón de desarrollo y el crecimiento del cráneo.
"Sabemos, en un sentido general, que una parte importante de lo que hace que un cocodrilo sea diferente de un cocodrilo africano enano o gaviario tiene que ver con los cambios en la ontogenia, o el desarrollo embrionario y el crecimiento post-eclosión", dijo Morris"Dado que estas formas diferentes han evolucionado de forma independiente varias veces, tenemos la oportunidad de ver si existen mecanismos fundamentales subyacentes a la evolución de esas formas".
Esencialmente, dijo Pierce, esa fue la pregunta que ella y Morris se propusieron responder en el documento: si los caminos ontogenéticos que toman varias especies de cocodrilos para alcanzar sus formas adultas son similares o diferentes entre sí.
"Lo que estamos tratando de entender es cómo lo hacen los cocodrilos: ¿cómo convergen, como adultos, en estas mismas formas? ¿Lo están haciendo muy temprano en el desarrollo embrionario o sucede después?"
Para llegar a esas preguntas, Morris CT escaneó docenas de embriones de cocodrilo, fotografió especímenes posteriores a la eclosión en museos de todo el mundo y marcó cada cráneo en lugares específicos para que pudiera rastrear cómo cambió su forma a través del desarrollo.
"No fue algo trivial resolver cómo hacer esto, porque en los especímenes embrionarios más jóvenes, solo tienen férulas de hueso muy pequeñas y delgadas", dijo Morris.
Eventualmente, Morris pudo identificar puntos de referencia para cada espécimen y rastrear cómo cambiaron a través del desarrollo como embriones y en la edad adulta.
"Uno de los resultados realmente interesantes que encontramos es que, con la excepción de dos de las formas de hocico corto más extremas, todos los demás cocodrilos comienzan desde el mismo punto de partida embrionario", dijo Morris. "Pueden hacer, como adultos, una gran variedad de formas funcionalmente diferentes desde este mismo punto de partida "
Y aunque la mayoría de los cocodrilos toman caminos muy similares para llegar a su forma adulta, el estudio encontró que otros toman caminos radicalmente diferentes.
"Lo que encontramos fue que las trayectorias ontogenéticas de las formas cortas son esencialmente idénticas entre sí", dijo Morris. "Pero eso no es cierto para las formas de hocico largo. Tienen formas adultas muy similares, pero tienen muy, muydiferentes formas de llegar allí "
Pierce y Morris llevaron su análisis un paso más allá: utilizaron las trayectorias ontogenéticas de los cocodrilos vivos para retroceder en el tiempo para investigar el patrón de desarrollo del último antepasado común de los cocodrilos modernos.
"Tenemos datos sobre cómo se desarrollan estos animales vivos, por lo que pensamos: 'En función de sus relaciones evolutivas, reconstruyamos cómo se desarrolló su ancestro'", dijo Pierce. "Y luego usemos eso para comprender cómo los animales vivos adquirieron sutrayectorias ontogenéticas ... y cómo cambiaron ligeramente su estrategia de desarrollo para terminar con sus hocicos largos o cortos ".
Lo que mostró ese análisis, dijo Morris, fue que el cocodrilo ancestral probablemente tenía un hocico moderado, similar a los cocodrilos generalistas encontrados hoy en día.
"Entonces, lo que es realmente interesante es si la trayectoria ancestral es similar a la de los cocodrilos generalizados, entonces en algún lugar a lo largo de las ramas evolutivas que conducen a las formas cortas y largas debe haber cambios en el patrón de desarrollo", dijo Morris.
"Emocionantemente", continuó Pierce, "pudimos demostrar que las especies de hocico corto ralentizaron su desarrollo del cocodrilo ancestral de manera similar, mientras que las especies de hocico largo aceleraron el desarrollo o comenzaron con hocicos mucho más largos como embrionesEsencialmente, aumentar o disminuir ligeramente la velocidad y el momento del desarrollo durante la evolución dio como resultado la diversidad de formas de cráneo que vemos hoy ".
En el futuro, Pierce y Morris planean expandir su investigación como parte de un esfuerzo por comprender la evolución de toda la línea de cocodrilos y continuar estudiando el desarrollo embrionario en cocodrilos modernos con el objetivo de identificar las señales genéticas que subyacen a los cambios en el cráneoforma.
"Era importante establecer cómo los cocodrilos modernos generan embrionariamente sus formas de cráneo, para que podamos extrapolar de ellos y hacer comparaciones con los patrones que vemos en el registro fósil", dijo Morris. "Pero también queremos ver si podemosvincular estos cambios a un mecanismo genético específico, para que podamos entender los mecanismos evolutivos más amplios que dan lugar a este tipo de patrones convergentes ".
Esta investigación fue apoyada con fondos del Departamento de Biología Organística y Evolutiva de la Universidad de Harvard, el Premio de la Sociedad de Paleontología de Vertebrados de Wood y la Fundación Nacional de Ciencias.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionados por Universidad de Harvard . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
Referencia del diario :
Cite esta página :