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17th of October 2018

Ciencia



La columna vertebral hace únicos a los mamíferos

Actualizado 21/09/2018 12:40:56 CET

   MADRID, 21 Sep. (EUROPA PRESS) -

   La composición de nuestra columna vertebral constituye un rasgo que distingue a los mamíferos de los reptiles, además de la sangre caliente o la agilidad, según una nueva investigación.

   "La columna vertebral es básicamente como una serie de cuentas en una cuerda, con cada cuenta que representa un solo hueso, una vértebra --afirma Stephanie Pierce, conservadora de Paleontología de Vertebrados en Harvard--. En la mayoría de los animales de cuatro patas, como las lagartijas, todas las vértebras se ven y funcionan de la misma manera".

   "Pero las columnas vertebrales de los mamíferos son diferentes. Las distintas secciones o regiones de la columna vertebral, como el cuello, el tórax y la parte inferior de la espalda, adoptan formas muy diferentes. Funcionan por separado y pueden adaptarse a diversas formas de vida, como correr o volar, cavar y escalar", detalla.

   Aunque las columnas vertebrales de los mamíferos están especializadas, se cree que las regiones que las sustentan son antiguas, y se remontan a los primeros animales terrestres. Los mamíferos aprovecharon al máximo el modelo anatómico existente, o eso creían los científicos; pero el nuevo estudio --publicado esta semana en la revista 'Science-- está desafiando esta idea mirando el registro fósil.

   "No hay animales vivos hoy que registren la transición de un ancestro de 'lagarto' a un mamífero --explica Katrina Jones, autora principal del estudio, publicado en Science--. Para hacer eso, tenemos que bucear en el registro fósil y observar a los extintos precursores de los mamíferos, los sinápsidos no mamíferos".

   Estos ancestros antiguos tienen la clave para comprender el origen de las características específicas de los mamíferos, incluida la columna vertebral. Pero estudiar fósiles no es fácil. "Los fósiles son escasos y encontrar animales extintos con más de 25 vértebras en su lugar es increíblemente raro", señala Jones. Para abordar este problema, los científicos analizaron colecciones de museos de todo el mundo para estudiar los fósiles de animales mejor conservados que vivieron hace unos 320 millones de años.

UN CAMBIO TEMPRANO EN LAS COLUMNAS VERTEBRALES DE LOS MAMÍFEROS

   "Mirando hacia el pasado antiguo, un cambio temprano en las columnas vertebrales de los mamíferos fue un primer paso importante en su evolución", subraya Dena Smith, directora del programa en la División de Ciencias de la Tierra de la NSF, que financió la investigación. "Los cambios en la columna vertebral a lo largo del tiempo permitieron a los mamíferos desarrollarse en la miríada de especies que conocemos hoy en día", añade.

   Pierce y Jones, junto con el coautor Ken Angielczyk, del 'Field Museum' en Chicago, Estados Unidos, examinaron docenas de columnas vertebrales fósiles, así como más de 1.000 vértebras de animales vivos, incluidos ratones, cocodrilos, lagartos y anfibios. Querían descubrir si las regiones vertebrales de los mamíferos eran tan antiguas como se pensaba, o si los mamíferos estaban haciendo algo único.

   "Si las regiones vertebrales se hubieran mantenido sin cambios a lo largo de la evolución, según la hipótesis, esperaríamos ver las mismas regiones en los sinápsidos no mamíferos que vemos hoy en los mamíferos", plantea Pierce. Pero parece no ser así: cuando los investigadores compararon el posicionamiento y la forma de las vértebras, encontraron que la columna vertebral había ganado nuevas regiones durante la evolución de los mamíferos.

   "Los sinápsidos no mamíferos más antiguos tenían menos regiones que los mamíferos vivos", afirma Jones. Hace unos 250 millones de años, una nueva región evolucionó cerca de los hombros y las patas delanteras y comenzaron a aparecer cambios dramáticos en las extremidades anteriores de animales conocidos como terápsidos no mamíferos. Estos desarrollos simultáneos, creen los científicos, probablemente ocurrieron junto con cambios en la forma en que las criaturas caminaron y corrieron.

   "Parece haber algún tipo de diafonía durante el desarrollo entre los tejidos que forman las vértebras y el omóplato --plantea Pierce--. Creemos que esta interacción resultó en la adición de una región cerca del hombro a medida que las extremidades anteriores de nuestros antepasados evolucionaron para adoptar nuevas formas y funciones".

   Más tarde, una región emergió cerca de la pelvis. "Es esta última región, la región lumbar sin costillas, la que parece ser capaz de adaptarse más a los diferentes entornos", subraya Pierce. El paso final en la construcción de la columna vertebral del mamífero puede estar relacionado con los cambios en los genes Hox, importantes para las regiones de la columna al principio de su desarrollo.

   "Hemos podido establecer conexiones entre los cambios en los esqueletos de animales extintos e ideas en la biología y la genética del desarrollo moderno --concluye Jones--. Este enfoque combinado nos ayuda a comprender qué hace que un mamífero sea un mamífero".

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