Las caricaturas que ilustran la evolución representan a los primeros vertebrados que generan extremidades primordiales a medida que avanzan hacia la tierra por primera vez. Pero los nuevos hallazgos indican que algunas de estas primeras criaturas ambulatorias pueden haberse quedado bajo el agua, engendrando descendientes que hoy exhiben un comportamiento de caminar en el fondo del océanoLos resultados aparecen el 8 de febrero en la revista Celda .
"En general se ha pensado que la capacidad de caminar es algo que evolucionó a medida que los vertebrados hicieron la transición del mar a la tierra", dice el autor principal Jeremy Dasen, neurobiólogo del desarrollo del Departamento de Neurociencia y Fisiología de la Facultad de Medicina de la Universidad de Nueva York"Nos sorprendió saber que ciertas especies de peces también pueden caminar. Además, utilizan un programa de desarrollo neuronal y genético que es casi idéntico al utilizado por los vertebrados superiores, incluidos los humanos".
Los investigadores se centraron en el desarrollo neuronal de un tipo de pez llamado patín pequeño Leucoraja erinacea .Relacionado con los tiburones y las rayas, se considera que estos peces cartilaginosos se encuentran entre los vertebrados más primitivos, ya que han cambiado poco de sus antepasados que vivieron hace cientos de millones de años.
Los patines pequeños tienen dos conjuntos de aletas: aletas pectorales grandes, que usan para nadar, y aletas pélvicas más pequeñas, que usan para caminar a lo largo del fondo del océano. Investigaciones anteriores habían demostrado que estos peces usan movimientos alternos de izquierda a derecha cuandocaminan, de manera similar a los movimientos utilizados por los animales que caminan por la tierra, lo que los convierte en un modelo valioso para estudiar.
Los investigadores utilizaron una tecnología llamada secuenciación de ARN RNA-seq para evaluar el repertorio de genes que se expresan en las neuronas motoras del patín. Descubrieron que muchos de estos genes se conservan entre patines y mamíferos. Además, descubrieron quelos subtipos neuronales que son esenciales para controlar los músculos que regulan la flexión y el enderezamiento de las extremidades están presentes en las neuronas motoras del patín ". Estos hallazgos sugieren [que] el programa genético que determina la capacidad de los nervios de la médula espinal paralos músculos articulados en realidad se originaron millones de años antes de lo que supusimos que aparecieron ", dice Dasen." Este movimiento basado en aletas y movimientos de caminar usan el mismo programa de desarrollo ".
El descubrimiento fue más allá de los nervios que controlan los músculos. Los investigadores también observaron un nivel más alto de circuitos: las interneuronas, que se conectan a las neuronas motoras y les dicen que activen los músculos. Las interneuronas se ensamblan en circuitos llamados generadores de patrones centrales GPCLas GPC determinan la secuencia en la que se activan los diferentes músculos, controlando así la locomoción. "Encontramos que las interneuronas, casi una docena de tipos, también están altamente conservadas entre los patines y los mamíferos terrestres", dice Dasen.
El equipo de Dasen planea usar los pequeños patines para estudiar cómo las neuronas motoras se conectan con otros tipos de neuronas y cómo están reguladas ". Es difícil estudiar los circuitos que controlan caminar en organismos superiores como ratones y polluelos porque hay muchos más"Los músculos y los tipos de neuronas que facilitan ese comportamiento", dice. "Creemos que esta especie servirá como un sistema modelo útil para continuar ejercitando los nervios que controlan la marcha y cómo se desarrollan".
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