Los científicos usan el registro fósil para hacer juicios sobre la fisiología y el comportamiento de las especies. ¿Pero son correctas esas interpretaciones? Nueva investigación de un equipo de investigadores dirigido por Matthew Ravosa, profesor de biología y profesor concurrente de ingeniería y antropología aeroespacial y mecánicaen la Universidad de Notre Dame, cuestiona cómo interpretamos el comportamiento de los organismos extintos a partir de sus restos fósiles, y el mayor papel de la plasticidad, o el ajuste adaptativo del vínculo entre la anatomía y el comportamiento, en la determinación de la diversidad de la evolución..
Reuniendo múltiples conjuntos de datos del trabajo de su laboratorio estudiando el papel de la dieta en el crecimiento musculoesquelético en el cráneo y la cavidad oral de los mamíferos, Ravosa señaló que tales experimentos de plasticidad a largo plazo pueden informar de manera única nuestra comprensión de cómo funciona una estructura anatómica durante la vida de un organismoen la naturaleza. Esto a su vez enriquece enormemente nuestra capacidad de reconstruir los comportamientos y los estilos de vida de los organismos extintos. Su nuevo estudio ofrece varios hallazgos clave a este respecto.
"Primero, observamos que las propiedades mecánicas de los alimentos tienen un efecto sorprendentemente grande sobre el desarrollo y la función del complejo de alimentación en los mamíferos", dijo. "Durante el crecimiento postnatal, mostramos que la variación relacionada con la dieta en las tensiones de masticación induce una cascadade cambios a nivel tisular, celular, proteico y genético para mantener la integridad de las estructuras craneomandibulares involucradas en el procesamiento de alimentos. Curiosamente, la magnitud de tales cambios varía de un sitio a otro y depende del nivel de análisis. Por lo tanto, solo ciertoslos huesos y las medidas del cráneo hacen un buen trabajo al transmitir una señal dietética en el registro fósil.
"En segundo lugar, además de señalar un papel considerablemente mayor para la plasticidad adaptativa en la evolución morfológica, nuestra investigación ofrece una nueva visión de las limitaciones de las interpretaciones funcionales de los fósiles. Debido a que el registro paleontológico consiste en gran parte en restos esqueléticos, mostramos que no se tiene en cuentalas disparidades en las respuestas de los tejidos duros frente a los tejidos blandos también pueden dar lugar a caracterizaciones incorrectas de los cambios adaptativos en mamíferos extintos ".
"Tercero, dada la naturaleza a largo plazo de nuestros experimentos, podemos demostrar que un inicio posnatal temprano y una duración prolongada de un patrón de carga relacionado con la dieta puede dar como resultado niveles de variación en las mandíbulas de una sola especie a la parcon lo observado entre las especies. De hecho, la marcada variación en la forma y función de la mandíbula puede caracterizar a los adultos específicos que difieren únicamente en la edad, lo que complica en gran medida las interpretaciones paleontológicas del comportamiento de alimentación.
"Para impartir una perspectiva más naturalista a nuestros estudios de plasticidad basados en el laboratorio, recientemente modelamos la variación estacional en las propiedades mecánicas de los alimentos y la carga alterada en los mamíferos en crecimiento. Para rastrear la influencia de los cambios 'estacionales' simulados en la dieta sobre las respuestas de plasticidad en elEn la cavidad oral, realizamos imágenes quincenales de la formación de hueso desde el destete hasta la edad adulta. Estos análisis longitudinales muestran que los efectos morfológicos de la "estacionalidad" en la dieta se detectan solo en algunos sitios craneales, lo que dificulta aún más nuestra capacidad para reconstruir con precisión la biología de los organismos fósiles representadospor especímenes fragmentarios y singulares "
El estudio fue a la vez multidisciplinario y altamente colaborativo, con becarios postdoctorales, técnicos de investigación, estudiantes de posgrado y estudiantes de pregrado que aplicaron imágenes modernas, enfoques biológicos y anatómicos celulares.
Por sorprendente que parezca, el análisis que Ravosa está realizando sobre los procesos evolutivos puede ofrecer información sobre las condiciones que nos aquejan hoy, como la enfermedad articular.
"Nuestros experimentos rastrean las respuestas del tejido conectivo en modelos animales que exhiben comportamientos de alimentación similares y patrones de crecimiento óseo como los humanos", dijo Ravosa. "La naturaleza a largo plazo de esta investigación experimental también nos informa sobre la formación de hueso postnatal, lo cual es notablementepronunciado y bastante variable entre los sitios esqueléticos. Debido a un enfoque en los tejidos duros y blandos de las articulaciones, hemos podido detallar las respuestas coordinadas de huesos y cartílagos sometidos a tensiones alteradas, tal como ocurre durante la vida de un organismo.La perspectiva integradora nos permite obtener una visión considerable del inicio y la progresión de las enfermedades articulares, lo que implica tejidos específicos y patrones de expresión de proteínas durante el envejecimiento ".
El estudio aparece en la revista Revisiones biológicas .
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Materiales proporcionado por Universidad de Notre Dame . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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