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El inesperado origen de los dedos

Un fósil singular revela que los dedos de la mano surgieron antes de que los vertebrados abandonasen el agua para colonizar la tierra firme.

Elpistostege watsoni, un pez de 375 millones de años estrechamente emparentado con los animales tetrápodos, poseía huesos digitales en las aletas pectorales que le habrían ayudado a sostener el peso del cuerpo en tierra firme. [CHASE STONE]

En síntesis

La evolución de las extremidades en los tetrápodos a partir de las aletas de los peces ha permanecido durante mucho tiempo sumida en la incógnita a causa de la escasez de fósiles que reflejasen la transición.

El reciente descubrimiento del esqueleto completo de un pez de 375 millones de años está dando un vuelco a las ideas arraigadas acerca del origen de la mano y del ascenso de los tetrápodos.

Los cinco dedos que brotan de la palma ofrecen una disposición a la vez flexible y robusta que faculta para tocar el piano, empuñar un martillo o acariciar con suavidad. La mano es la parte del cuerpo que nos resulta más familiar, imprescindible en multitud de tareas cotidianas, como vestirnos, conducir, cocinar o teclear. Pero, desde el punto de vista evolutivo, su origen remoto sigue en buena medida envuelto en el misterio. Las manos de otros animales de cuatro extremidades, denominados tetrápodos, presentan aspectos y propósitos notablemente distintos a los de las nuestras. En las aves y los murciélagos forman parte de las delicadas alas; en el elefante, soportan el peso de unas patas recias como troncos. Pero en unos y otros la estructura básica es idéntica. En 1859, Charles Darwin ya destacó esas semejanzas en El origen de las especies: «¿Qué puede haber más curioso que el que la mano del hombre, hecha para coger; la del topo, hecha para minar; la pata del caballo, la aleta de la marsopa y el ala de un murciélago estén todas construidas según el mismo patrón y encierren huesos semejantes en las mismas posiciones?».

Darwin propuso una explicación elegante: que animales tan distintos compartían el mismo esquema por ser descendientes de un antepasado común provisto de extremidades con dedos. En los más de 160 años que han transcurrido desde que diera a conocer su revolucionaria idea, los biólogos evolutivos han reunido pruebas aportadas por la paleontología, la genética y la embriología que demuestran su acierto. Tantos esfuerzos han iluminado el origen común de los tetrápodos, que tienen en los peces a sus lejanos antepasados; han demostrado que los huesos de la mano humana también se hallan presentes en una rana, un ave o una ballena; y han identificado algunos de los genes que controlan la formación de las manos, las alas y las aletas. Pero el primer capítulo de esta historia, el momento en que la mano y el carpo (muñeca) surgieron del esqueleto de la aleta de un pez ancestral, ha permanecido envuelto en tinieblas porque no se disponía de fósiles lo bastante completos de los protagonistas que abandonaron la vida acuática y se lanzaron a la conquista de la tierra firme.

El pasado marzo presentamos un fósil extraordinario, un esqueleto completo de un pez de 375 millones de años de antigüedad, Elpistostege watsoni, que contribuirá notablemente a colmar las lagunas de nuestro conocimiento. El espécimen conserva
en las aletas unos huesos equiparables a los de nuestros dedos, lo cual demuestra que estos surgieron antes de que los vertebrados abandonasen el agua. Este hallazgo rebate la opinión general sobre el momento y el modo en que la mano apareció y arroja nueva luz sobre el nacimiento de los tetrápodos, un acontecimiento fundamental en la historia de la vida en la Tierra.

Orígenes turbios

Hasta hace poco, lo que un entendido podía saber del proceso evolutivo que condujo de los peces a los primeros tetrápodos dependía básicamente de un puñado de fósiles excepcionales que parecen relacionar ambos grupos zoológicos entre sí. Uno pertenece a un pez de nombre Panderichthys rhombolepis, hallado en la cuenca del Báltico y datado en el Devónico medio o superior, hace entre 384 y 379 millones de años. Dotado de un húmero largo y de una ulna y un radio voluminosos, así como de una anatomía craneana similar a la de un tetrápodo, Panderichthys ofreció las primeras pistas sobre el grupo de peces con miembros más afines a los tetrápodos. El grupo en cuestión es el de los elpistostegalianos, así llamado por el entonces poco conocido Elpistostege, descubierto en el este de Canadá.

En 2006, un grupo de investigación de la Universidad de Chicago encabezado por Neil Shubin anunció el descubrimiento en el Ártico canadiense de otro fósil de elpistostegaliano, Tiktaalik roseae, de 380 millones de años. El hallazgo supuso un punto de inflexión, pues aportó un gran volumen de datos nuevos gracias a una aleta pectoral muy avanzada —más que en cualquier otro pez fósil— y a un esqueleto de los miembros anteriores desarrollado, con articulaciones carpianas móviles. De igual modo, el cráneo mostraba rasgos distintivos, como un hocico largo y aplanado y una caja craneana especializada, ambos caracteres propios de los tetrápodos.

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