El posible vínculo evolutivo entre los pelos de los mamíferos, las plumas de las aves y las escamas de los reptiles se ha debatido durante décadas. Hoy, investigadores de la Universidad de Ginebra UNIGE y el Instituto Suizo de Bioinformática SIB, Suiza, demuestran que toda esta pielLos apéndices son homólogos: comparten un ancestro común. Sobre la base de nuevos análisis del desarrollo embrionario, los biólogos suizos evidenciaron firmas moleculares y microanatómicas que son idénticas entre pelos, plumas y escamas en sus primeras etapas de desarrollo. Estas nuevas observaciones, publicadasen avances científicos , indica que las tres estructuras evolucionaron a partir de su ancestro reptil común.
Los pelos de los mamíferos y las plumas de las aves se desarrollan a partir de una estructura primordial similar llamada 'placode': un engrosamiento local de la epidermis con células columnares que reducen su tasa de proliferación y expresan genes muy específicos. Esta observación ha desconcertado a los biólogos evolutivos y del desarrollo durante muchos años.años porque las aves y los mamíferos no son grupos hermanos: evolucionaron a partir de diferentes linajes de reptiles. Sin embargo, según estudios anteriores, las escamas de los reptiles no se desarrollan a partir de una placa anatómica. Esto implicaría que las aves y los mamíferos han "inventado" placas de forma independiente durante su evolución..
Revelado el origen evolutivo único de las placodas
En 2015, un equipo de la Universidad de Yale EE. UU. Publicó un artículo que mostraba que las escamas, los pelos y las plumas comparten firmas moleculares durante su desarrollo. Estos resultados alimentaron un viejo debate entre dos escuelas. Uno defiende que estas firmas moleculares sugieren una evolución comúnorigen de los apéndices de la piel, mientras que el otro propone que los mismos genes se reutilicen para desarrollar diferentes apéndices de la piel.
Hoy, Nicolas Di-Poï y Michel C. Milinkovitch en el Departamento de Genética y Evolución de la Facultad de Ciencias de la UNIGE y en el SIB ponen fin a esta larga controversia al demostrar que las escamas en los reptiles se desarrollan a partir de un placode con todas las características anatómicasy firmas moleculares de placodes de aves y mamíferos. Los dos científicos observaron y analizaron con precisión las características morfológicas y moleculares de la piel durante el desarrollo embrionario en cocodrilos, serpientes y lagartos. 'Nuestro estudio no solo proporciona nuevos datos moleculares que complementan el trabajo del equipo estadounidense, sino queTambién revela hechos microanatómicos clave, explica Michel Milinkovitch.De hecho, hemos identificado en reptiles nuevas firmas moleculares que son idénticas a las observadas durante el desarrollo de pelos y plumas, así como la presencia de la misma placa anatómica que en mamíferos y aves.Esto indica que los tres tipos de apéndices de piel son homólogos: las escamas de reptil, las plumas de ave y thLos pelos de los mamíferos, a pesar de sus formas finales muy diferentes, evolucionaron a partir de las escamas de su antepasado común reptil. '
Un gen clave para el desarrollo de los apéndices de la piel
Durante su nuevo estudio, los investigadores de UNIGE y SIB también investigaron el dragón barbudo, una especie de lagarto que se presenta en tres variantes. La primera es la forma normal de tipo salvaje. La segunda tiene escamas de tamaño reducido porque tiene unacopia de una mutación genética natural. La tercera tiene dos copias de la mutación ... y carece de todas las escalas. Al comparar el genoma de estas tres variantes, Di-Poï y Milinkovitch han descubierto el gen afectado por esta mutación. "Identificamos queEl aspecto peculiar de estos lagartos desnudos se debe a la alteración de la ectodisplasina-A EDA, un gen cuyas mutaciones en humanos y ratones son conocidas por generar anomalías sustanciales en el desarrollo de dientes, glándulas, uñas y pelos '', dice Michel.Milinkovitch.Los investigadores suizos han demostrado que, cuando la EDA no funciona correctamente en los lagartos, no logran desarrollar una placa de escala adecuada, exactamente como los mamíferos o aves afectados con mutaciones similares en ese mismo gen no pueden desarrollar pelos adecuados or placodes de plumas.Todos estos datos indican coherentemente la ascendencia común entre escamas, plumas y pelos.
El próximo desafío para el equipo suizo, y muchos otros investigadores de todo el mundo, es descifrar los mecanismos finos que explican la diversidad de formas de apéndices de la piel. ¿Cómo la piel escamosa ancestral ha dado lugar a morfologías muy diferentes de escamas, plumasy cabellos, así como la asombrosa variedad de formas que estos apéndices pueden tomar? Es de esperar que estos estudios futuros afinen nuestra comprensión de los mecanismos físicos y moleculares que generan la complejidad y diversidad de la vida durante la evolución.
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Materiales proporcionados por Universidad de Genève . Nota: el contenido se puede editar por estilo y longitud.
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