Saturday, August 1, 2020

Cinco Y No Cuatro, Dedos En Temnospóndilos

La evolución de los dígitos en las manos de los tetrápodos es todo un espectáculo fósil. En la historia de la vida en la Tierra hemos visto reducciones de todo tipo, traslocaciones de identidad digital, pérdidas completas y un fenómeno de estabilización como ningún otro entre los vertebrados: la fijación del número de dedos en cinco. Y particularmente, los de las manos.

La mano humana, con sus cinco dedos es en realidad una estructura con un número primitivo.

Originalmente, los primeros tetrápodos, como Acanthostega tenían ¡hasta ocho dedos en las manos! Y paulativamente, este número fue decreciendo, a seis en Tulerpeton y finalmente cinco en Pederpes. Este fue un proceso relativamente rápido, pues tomó cerca de 10 a 15 millones de años. La condición pentadáctila fue posteriormente heredada a TODOS los grupos de vertebrados que aparecieron después.

Reconstrucción de Acanthostega del artista Raúl Martín. Note sus ocho deditos.

Sin embargo, algunos grupos presentaron una reducción secundaria. En el caso particular de los anfibios (ver nuestro video de qué es un anfibio), estos presentan hoy únicamente cuatro dígitos.

Rana mostrando sus cuatro dedos en las manos.

Un tritón mostrando sus cuatro dedos en las manos.

Y dado que estos animales son y descienden de temnospóndilos (Temnospondyli), se pensó que éstos animales también tendrían únicamente cuatro dedos en sus miembros delanteros. Sumemos a eso que en los fósiles de temnospóndilos conocidos casi nunca se preservan las manos y tenemos un caso de confusión a lo grande.

El temnospóndilo Eryops, reconstruido con cuatro dedos en las manos, como en lisanfibios. Reconstrucción del artista Ceri Thomas.

Y pues resulta que recién se acaba de reportar el hallazgo de un miembro delantero bastante íntegro de un temnospóndilo, específicamente de Metoposaurus krasiejowensis, que muestra algo interesante: que tenía ¡cinco dedos! 

Miembro delantero izquierdo de Metoposaurus krasiejowensis (ejemplar UOPB 00097). En la parte de abajo vemos las abreviaturas mt: metacarpal, ph: falange, seguidas de un numeral romano que indica el número del dedo. Tomado de Konietzko‐Meier et al. (2020).

Reconstrucción del miembro de Metoposaurus krasiejowensis. Tomado de Konietzko‐Meier et al. (2020).

Pero esto no acaba en un simple tip: ¡hey dibuja a los temnospóndilos con cinco dedos en las manos! No. La cosa se pone interesante cuando se analiza el grado de osificación de las falanges (huesos que conforman los dígitos), pues éste nos puede decir cómo era el patrón de desarrollo de los dedos, si preaxial o postaxial.

Reconstrucción artística de Metoposaurus con el número erróneo de dedos en las manos (antes del descubrimiento actual, desde luego). Arte de Vladislav Egorov.

Y es que, resulta que salamandras y ranas no tienen el mismo tipo de desarrollo. Las ranas tienen desarrollo de dedos postaxial, como nosotros. Es decir, primero surgen los dedos externos (el anular y meñique) y luego el resto, siguiendo en orden hasta el pulgar. Por otro lado, las salamandras tienen un desarrollo de dedos preaxial, donde primero surge el pulgar, luego el índice, el medio y finalmente el anular, deteniéndose en ese punto.

Patrones de desarrollo de miembros, con especial atención a los dígitos (arriba). Note cómo en salamandras el patrón de desarrollo es inverso al resto de tetrápodos. Modificado de Fröbisch et al. (2007). Evolution & development, 9(1), 69-75.

Y esto último es lo que se pensaba para los temnospóndilos, que, al presentar sólo 4 dedos (supuestamente), tendrían una condición preaxial de desarrollo digital, como las salamandras, por lo que esta condición sería ancestral y las ranas la habrían revertido. Pero no, el estudio de la mano de b sugiere que en realidad, los temnospóndilos también tenían desarrollo digital postaxial ¡como nosotros! Punto para la parsimonia, pues resulta que la condición contraria fue adquirida por las salamandras.

Reconstrucción de Metoposaurus con el número correcto de dedos. Obra de Sudipta Kalita.

Estudios como estos clarifican muchísimo la evolución del desarrollo de los miembros de los vertebrados y arrojan nueva luz sobre asuntos que parecieran distantes, como el desarrollo embrionario y de los patrones de surgimiento de dedos en animales modernos, respondiendo viejas interrogantes. Esperemos que más estudios como este puedan responder más preguntas sobre las manos y dedos en otros grupos.


Fuente:

Konietzko‐Meier, D., Teschner, E. M., Bodzioch, A., & Sander, P. M. (2020). Pentadactyl manus of the Metoposaurus krasiejowensis from the Late Triassic of Poland, the first record of pentadactyly among Temnospondyli. Journal of Anatomy.

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