Los primeros animales terrestres tenían menos huesos en el cráneo que los peces, lo que restringía su evolución

Los cráneos de los tetrápodos tenían menos huesos que los de los peces vivos y extintos, lo que limita su evolución durante millones de años, según un estudio más reciente.

Al analizar cráneos fósiles de animales a lo largo de la transición de un entorno acuático a terrestre, investigadores de la Universidad de Bristol, la Universitat Pompeu Fabra de Barcelona y el University College London descubrieron que los tetrápodos tenían conexiones más complejas entre los huesos del cráneo que los peces. Y, en lugar de promover la diversificación de la vida en la tierra, estos cambios en la anatomía del cráneo en realidad restringieron la evolución de los cráneos de tetrápodos.

Los tetrápodos evolucionaron de los peces y fueron los primeros animales terrestres con extremidades y dedos; los ancestros de todo, desde los anfibios hasta los humanos.

La investigación, publicada esta semana en Avances de la cienciacuantificó la organización de los huesos del cráneo en más de 100 animales vivos y fósiles para comprender mejor cómo cambiaron los cráneos a medida que evolucionaron los tetrápodos.

El autor principal, James Rawson, de la Facultad de Ciencias de la Tierra de Bristol, dijo: «Los cráneos de tetrápodos generalmente tienen menos huesos craneales que sus ancestros de peces, pero simplemente contar la cantidad de huesos pierde algunos datos importantes. Usamos una técnica llamada análisis de red, donde la disposición del cráneo huesos, qué huesos se conectan a cuáles, se registra además del número de huesos».

El autor, el Dr. Borja Esteve-Altava, experto en esta técnica, dijo: «Tradicionalmente, la investigación anatómica ha sido principalmente descriptiva o cualitativa. El análisis de redes proporciona un marco matemático sólido para cuantificar las relaciones anatómicas entre los huesos: un tipo de datos que a menudo se pasan por alto en la mayoría de los casos». estudios sobre la evolución morfológica».

Los autores encontraron que los tetrápodos que tenían menos huesos en el cráneo que los peces hacían que la organización de sus cráneos fuera más compleja.

El Sr. Rawson agregó: «Puede parecer extraño, pero tener menos huesos significa que cada uno de esos huesos debe conectarse con más de sus vecinos, lo que resulta en una disposición más compleja. Las ranas y salamandras modernas tenían los cráneos más complejos de todos los animales que estudiamos. .» Los cráneos de los primeros tetrápodos también se consolidaron en una sola unidad, mientras que sus ancestros peces tenían cráneos hechos de varias secciones distintas.

Al observar la variedad de arreglos de los huesos del cráneo a lo largo del tiempo, los autores también descubrieron que el origen de los tetrápodos coincide con una disminución en la variedad de arreglos de los huesos del cráneo. La profesora Emily Rayfield, autora principal del estudio, dijo: «Nos sorprendió descubrir que estos cambios en el cráneo parecían limitar la evolución de los tetrápodos, en lugar de promover la radiación a nuevos hábitats en la tierra. Creemos que la evolución de un cuello, eventos de extinción o un cuello de botella en el desarrollo del cráneo puede ser el responsable».

El Sr. Rawson concluyó: «También vemos una caída similar en la variabilidad estructural de los huesos de las extremidades en los primeros tetrápodos, pero la caída en las extremidades ocurre 10 millones de años antes. Parece que diferentes factores estaban afectando la evolución del cráneo y las extremidades en los primeros tetrápodos, y tenemos mucho más que aprender sobre este momento crucial en nuestra propia historia evolutiva».

«La evolución craneal de los tetrápodos tempranos se caracteriza por una mayor complejidad, restricción y una compensación de la evolución de las extremidades de las aletas», por James Rawson, el Dr. Borja Esteve-Altava, la Dra. Laura Porro, el Dr. Hugo Dutel y la profesora Emily Rayfield en Avances de la ciencia.