Animal vertebrado sin extremidades

Dibamidae

Grace Panganiban Steven M. Irvine Chris Lowe Henry Roehl Laura S. Corley Beverley Sherbon Jennifer K. Grenier John F. Fallon Judith Kimble Muriel Walker Gregory A. Wray Billie J. Swalla Mark Q. Martindale Sean B. Carroll
Los animales han desarrollado diversos apéndices adaptados para la locomoción, la alimentación y otras funciones. La genética que subyace a la formación de apéndices se conoce mejor en insectos y vertebrados. La expresión de la homeoproteína Distal-less (Dll) durante el crecimiento de las extremidades de los artrópodos y de los ortólogos de Dll (Dlx) en las aletas de los peces y en las yemas de las extremidades de los tetrápodos nos llevó a examinar si la expresión de este gen regulador puede ser una característica general de la formación de apéndices en los protostomas y deuterostomas. Encontramos que Dll se expresa a lo largo del eje proximodistal de los parapodios de anélidos poliquetos en desarrollo, los lobopodios de onicóforos, las ampollas de ascidias e incluso los pies tubulares de equinodermos. La expresión de Dll/Dlx en apéndices tan diversos en estos seis filos de celomados podría ser convergente, pero esto habría requerido la cooptación independiente de Dll/Dlx varias veces en la evolución. Parece más probable que la expresión ectodérmica de Dll/Dlx a lo largo de los ejes proximodistales se haya originado una vez en un ancestro común y se haya utilizado posteriormente para modelar las excrecencias de la pared corporal en una variedad de organismos. Sugerimos que este ancestro pre-cámbrico de la mayoría de los protostomas y los deuterostomas poseía elementos de la maquinaria genética para los apéndices e incluso puede haberlos portado.

Anguidae

La condición de no tener más de cinco dedos de las manos o de los pies -en este contexto, «la mayoría de las especies» se refiere a un subgrupo de vertebrados con mandíbula- evolucionó probablemente antes de la divergencia evolutiva de los anfibios (ranas, sapos, salamandras y cecilias) y los amniotas (aves, mamíferos y reptiles en el sentido más amplio del término). Este acontecimiento data de hace aproximadamente 340 millones de años, en el periodo Carbonífero inferior. Antes de esta división, hay pruebas de que los tetrápodos de hace unos 360 millones de años tenían extremidades con seis, siete y ocho dígitos. La reducción de estos patrones polidáctilos a las disposiciones más familiares de cinco o menos dígitos acompañó a la evolución de las sofisticadas articulaciones de las muñecas y los tobillos, tanto en términos del número de huesos presentes como de las complejas articulaciones entre las partes constituyentes.
Los primeros experimentos evolutivos de hexa u octodactilia (es decir, criaturas con seis u ocho dígitos) se asociaron con esqueletos de extremidades bastante simples, muy parecidos a los presentes en las aletas de las ballenas y delfines modernos. Esto podría proporcionar una pista funcional sobre una de las razones de la reducción del número de dígitos, que está relacionada con las exigencias funcionales de las extremidades simples para «caminar». A diferencia de los remos, estas extremidades tienen que proporcionar una compra en una serie de sustratos, proporcionar la plataforma para un empuje eficiente y permitir cierta rotación en relación con los huesos de las extremidades inferiores y superiores mientras el resto del cuerpo se desplaza hacia adelante. En los escasos casos de evolución secundaria de las extremidades polidáctilas en el registro fósil, el fenómeno se asocia a los taxones acuáticos. El caso clásico es el de las palas de los ictiosaurios, reptiles marinos extintos parecidos a los peces que vivieron hace más de 65 millones de años.

Animal vertebrado sin extremidades 2021

Un tropo popular de la ciencia ficción es un mundo en el que gobiernan criaturas con planes corporales inusuales. Desde los marcianos octopoides de La guerra de los mundos hasta los «bichos» gigantes de Starship Troopers, la idea de que una raza de criaturas sin espinas pueda suponer una amenaza real para la humanidad tiene un atractivo espeluznante. Es discutible si somos o no los organismos «dominantes» de la Tierra. Pero somos vertebrados, al igual que la mayoría de los grandes y carismáticos animales que caminan, nadan y vuelan. Es natural que nos sintamos atraídos por lo que Henry Gee, editor jefe de Nature, llama «nuestro propio rincón de la creación». La columna vertebral es sin duda una innovación útil, ya que proporciona apoyo al cuerpo y una valiosa protección a la médula espinal. El hecho de que nuestro cuerpo esté sostenido por un esqueleto interno, en lugar de uno externo, también permite una mayor amplitud de movimientos, y significa que los vertebrados pueden crecer hasta un tamaño mucho mayor que el de cualquier invertebrado.Pero teniendo en cuenta que más del 90% de los animales se las arreglan perfectamente sin columna vertebral, no es obvio por qué surgió esta novedad en primer lugar. ¿Cómo surgió la columna vertebral de un mundo sin espinas?

Caecilios

Tomamos reconstrucciones de tomografía por microordenador o µCT de cada hueso del esqueleto de Ichthyostega y las articulamos en 3D utilizando software comercial (3D Studio Max y SIMM). Manipulando el modelo 3D pudimos comprobar cómo podían o no moverse las extremidades de Ichthyostega en vida. En concreto, estimamos la amplitud de movimiento (enlaces aquí y aquí) en cada una de las principales articulaciones de las extremidades (hombro, codo, cadera, rodilla). La muñeca/tobillo y los dedos de las manos/dedos de los pies no se trataron con ningún detalle numérico porque tienen menos impacto en el movimiento de toda la extremidad, no se conservan (por ejemplo, el antepié o la mano) o parecen haber tenido poco movimiento (tobillo). Nuestras estimaciones se hicieron moviendo las articulaciones en planos controlados e inspeccionando visualmente cada postura de la extremidad que estaba permitida o prohibida por las articulaciones.
Para examinar la fiabilidad de nuestro modelo a la hora de predecir el movimiento de las extremidades, construimos modelos de esqueleto similares de cinco animales modernos con al menos un vago parecido a Ichthyostega, incluyendo un cocodrilo y una foca. A continuación, comparamos los rangos de movimiento del esqueleto con los de las extremidades de animales cadavéricos (muertos) para asegurarnos de que nuestras mediciones eran realistas. Esta prueba demostró que nuestros modelos informáticos siempre tendían a sobrestimar los rangos de movimiento, lo que indicaba que los tejidos blandos, como los ligamentos de sujeción y los músculos voluminosos, sólo disminuían la movilidad de las articulaciones. Por tanto, nuestra técnica de modelado en 3D tendía a sobreestimar la amplitud de movimiento de las articulaciones, lo que acabó siendo un sesgo que, afortunadamente, reforzó nuestras conclusiones.