Hace cientos de millones de
años algunos peces evolucionaron hacia animales terrestres, sin embargo esta
transición tuvo que implicar una gran remodelación de los procesos
fisiológicos. Y un reciente estudio permite comprender cómo pudo ocurrir ese
importantísimo evento evolutivo.
El paso de aletas a
extremidades en el sistema locomotor de los vertebrados implicó un importante
cambio en el uso de diferentes músculos de diferentes maneras. Esto es así
porque los peces utilizan los músculos de su tronco para nadar, moviendo su
columna vertebral en el proceso locomotor. Por el contrario, los animales
terrestres mantienen sus espinas dorsales inmóviles y usan los músculos de sus
patas para caminar.
Hasta ahora los científicos
siempre pensaron que la transición de la natación a la locomoción terrestre
tuvo que ocurrir de manera gradual a medida que los peces pasaban cada vez más
tiempo en tierra, proceso que iba reordenando el patrón de células nerviosas
que activaban gradualmente más y más músculos específicos, perdiéndose la
actividad de la musculatura del tronco y de la columna vertebral en favor de
los de las extremidades. Sin embargo, parece que el cambio locomotor ocurrió de
manera mucho más rápida y mucho antes en el mar.
Un grupo de investigadores
estadounidenses ha estudiado alevines de “Leucoraja erinacea”, un miembro de la
familia de las majestuosas rayas, encontrado las claves del aparato locomotor
de los animales terrestres.
Estas diminutas crías de pez
se impulsan a través del agua sin mover su espina dorsal, usando sus músculos
pectorales para extender y contraer sus aletas frontales en forma de lóbulo al
mismo tiempo, de manera parecida a como un pájaro bate sus alas. Cuando se
encuentra en el fondo del mar o sobre una superficie es capaz de utilizar sus aletas
traseras para caminar, más o menos como cualquier ser terrestre tal y como se
muestra en el siguiente video:
El pez caminante
Pero quizás lo más llamativo
del caso sea que, tal y como se indica en el estudio mencionado, estos peces
usan las mismas neuronas que los animales terrestres para controlar los
correspondientes músculos para caminar como lo hacen. Es más, los
investigadores encontraron que los genes que dirigen este desarrollo neuronal
también son los mismos en ambos tipos de animales, así los genes que
diferencian la aleta frontal de la aleta posterior en el pez son el mismo tipo
de genes que discriminan las neuronas del brazo de las de las piernas en las
personas.
Teniendo en cuenta que estos
peces estaban presentes en los mares hace la friolera de unos 420 millones de
años, eso significa que las neuronas esenciales para caminar son antiquísimas y
precedieron en unos 60 millones de años a la aparición de los primeros
tetrápodos.
En resumen, un nuevo ejemplo
de lo recicladora que es la selección natural.
https://lacienciaysusdemonios.com/2018/02/13/esa-mas-que-maravillosa-evolucion
تطورت بعض الأسماك، منذ مئات
ملايين الأعوام، إلى حيوانات برية، مع ذلك، فقد استلزم هذا حدوث إعادة صياغة هائلة
للعمليات الفيزيولوجية.
تسمح دراسة حديثة بفهم كيفية وقوع هذا الحادث التطوري
البالغ الأهمية.
استلزم العبور من الزعانف نحو
الأطراف في الجهاز الحركي لدى الفقاريات تحقيق تغيُّر هام في استخدام العضلات
المختلفة بطرق مختلفة. الأمر هو هكذا، لأنّ الأسماك تستخدم عضلات جذعها للسباحة،
حيث تحرك عمودها الفقري في عملية الحركة.
وبصورة معاكسة، تحافظ الحيوانات البرية
على ثبات عمودها الفقري وتستخدم عضلات قوائمها في الحركة.
رأى العلماء، حتى الآن، بأنّ
الإنتقال من السباحة إلى التنقل البري، قد حدث بشكل تدريجي، بحيث أمضت الأسماك
وقتاً أطول على البرّ، وهو ما ساهم بإعادة صياغة نموذج الخلايا العصبية، التي نشَّطت عضلات محددة بصورة أكبر تدريجياً، وبهذا، فقدت القدرة على تنشيط عضلات الجذع
والعمود الفقري لصالح عضلات الأطراف.
مع هذا، يبدو أن التغير الحركي قد حدث بشكل
أسرع وبوقت أقدم بكثير في البحر ذاته.
درس فريق بحث أميركي نوع من
الأسماك (في الصورة أعلاه)، يسمى سكيت الصغير Leucoraja erinacea، والذي
ينتمي إلى عائلة ورنكيات الشكل، فعثروا على أسرار الجهاز الحركي لدى الحيوانات
البرية.
تندفع هذه الكائنت الدقيقة من
الأسماك في المياه دون تحريك عمودها الفقري، حيث تستخدم عضلاتها الصدرية، لتتمدد
وتقلّص زعانفها الأمامية على شكل فصّي بذات الوقت، بما يشبه كيفية خفق الطائر
لجناحيه. عندما تتواجد في أعماق البحر أو على سطحه، فهي قادرة على إستخدام
زعانفها الخلفية للمشي، كأيّ كائن برّي تقريباً.
لكن، ربما، اللافت للإنتباه
في هذه الحالة، وكما تشير الدراسة، تستخدم تلك الأسماك ذات العصبونات المستخدمة
لدى الحيوانات البرية لأجل التحكم بالعضلات الموافقة للمشي كما يجري القيام به. بل
أكثر من هذا، وجد الباحثون بأنّ الجينات، التي تقود هذا النمو العصبيّ، كذلك، هي
ذاتها لدى نوعي الحيوان، فالجينات، التي تميز الزعنفة الأمامية عن الخلفية
لدى السمك، هي من نوع الجينات، التي تميز عصبونات الذراع عن عصبونات السيقان لدى
الأشخاص.
بالأخذ بالحسبان لأمر حضور هذه
الأسماك في البحار منذ حوالي 420 مليون عام، فهذا يعني بأنّ العصبونات الأساسية
الخاصة بالمشي بالغة القدم، وتسبق ظهور أوائل رباعيات الأطراف بحوالي 60 مليون
عام.
باختصار، يشكّل هذا مثال جديد، عن إعادة التدوير، الذي
يشكّله الإنتقاء الطبيعي.
قد يهمكم الإطلاع على مواضيع ذات صلة
دراسة الزعانف: تقدِّم دلائل على تطوُّر قوائم الحيوانات الخلفيّة
أصل وتطوُّر الأسنان: من الحبليّات البدائيّة إلى البشر الحاليين - الجزء الأوّل
أصل وتطوُّر الأسنان: من الحبليّات البدائيّة إلى البشر الحاليين / الجزء الثاني والأخير
يمكن أن يعود أصل مينا الأسنان إلى حراشف الأسماك
ليست هناك تعليقات:
إرسال تعليق