El descubrimiento del "pez caminante" recorta la teoría evolutiva de la locomoción humana

Caminar es mucho más complicado que poner un pie delante del otro. Para que eso suceda, las neuronas motoras en el cerebro y la médula espinal deben coordinar instantáneamente los músculos que necesita para avanzar, luego controlar las extremidades, los pulmones y el cerebro para que trabajen en armonía y lo lleven a donde necesita ir. Los orígenes de esta estrategia organizativa elaborada son turbios: hasta hace poco, la teoría más aceptada es la que se ha visto en los carteles de biología de la escuela secundaria, lo que demuestra que la capacidad de caminar evolucionó a medida que los vertebrados pasaban de mar a tierra.

Pero una nueva investigación, publicada el jueves, revisa esa teoría de manera contraintuitiva. En la revista Célula, un equipo internacional de científicos informa que la capacidad de los nervios de la médula espinal para articular los músculos para caminar surgió hace millones de años. en el mar.

"Hemos aprendido que algunas de las cosas que generalmente pensamos que evolucionaron en especies animales más 'avanzadas', como las células nerviosas que controlan la marcha, son en realidad mucho más antiguas de lo que se pensaba anteriormente", es coautor y neurocientífico de la Universidad de Nueva York Jeremy Dasen. Doctorado, dice Inverso.

Esto significa que las primeras criaturas que desarrollaron la capacidad de caminar, el ancestro común que vincula a los peces y los humanos, permanecieron bajo el agua. Algunos de sus descendientes eventualmente se convirtieron en invertebrados caminantes en la tierra, mientras que otros permanecen en el fondo del océano hoy, todavía caminando.

Uno de estos habitantes del fondo marino, el pequeño patín, fue el foco de este nuevo estudio. Los patines, que se parecen a los rayos, son peces cartilaginosos que no han cambiado mucho en los cientos de millones de años que han existido. Y ellos "caminan", pero probablemente no podrías decirlo mirando. Investigaciones anteriores demostraron que agitan sus aletas pélvicas más pequeñas en movimientos alternos de izquierda a derecha para deslizarse a lo largo del fondo del océano, lo que difícilmente sería perceptible para un buceador que flota sobre ellas en el Océano Atlántico occidental.

"Uno de los hallazgos más sorprendentes fue la similitud del movimiento de las aletas pélvicas de los patines con la forma en que usamos nuestras piernas al caminar", dice Dasen. “Solo pudimos apreciar esto al tomar videos de debajo de los patines mientras caminan. Esto demostró que muchos de los elementos básicos de la marcha, como la alternancia entre las piernas derecha e izquierda, las extensiones de las piernas y la flexión, estaban presentes en los patines ".

Dasen y su equipo comenzaron a estudiar un grupo de patines a medida que se desarrollaban en sus cajas de huevos. En un embrión de patín, la cola es la cosa más fuerte que empuja su locomoción, pero después de la eclosión, la cola finalmente retrocede, probablemente porque la locomoción a través de las aletas pélvicas está lista para dominar.

Un experimento de seguimiento en los patines utilizó la secuenciación de ARN para evaluar qué genes se expresaban en las neuronas motoras del patín y los comparó con los genes relacionados con la locomoción de los mamíferos. Esto demostró que los patines y los mamíferos realmente tienen mucho en común, incluidas las moléculas expresadas en las neuronas motoras de los vertebrados terrestres, los interruptores moleculares que controlan los músculos y las interneuronas que controlan la locomoción.

"Se sabe que muchos de los genes que estudiamos en patines son muy importantes para la función de las neuronas motoras que controlan el caminar en los mamíferos", dice Dasen. "Algunos de estos genes producen proteínas que se sabe que funcionan como" interruptores genéticos ", que activan o desactivan los genes. "Nuestro estudio muestra que estos mismos interruptores se usan tanto en patines como en mamíferos para ayudar a conectar los circuitos nerviosos esenciales para caminar".

En conjunto, las observaciones indican que los circuitos involucrados en el control de las extremidades comenzaron con un ancestro vertebrado millones de años antes de que algo caminara en tierra. Cuando nuestros ancestros se movían sobre la arena con sus miembros primordiales, los procesos que generaban su movimiento se habían establecido desde hacía mucho tiempo. Con esto en mente, Dasen y su equipo continuarán estudiando los patines pequeños para comprender cómo se conectan exactamente sus neuronas motoras, con la esperanza de que algún día este conocimiento pueda ayudar a las personas con lesiones espinales graves.

"En realidad, sabemos muy poco acerca de cómo las células nerviosas en el cerebro y la médula espinal se comunican con las neuronas motoras que controlan la marcha", dice Dasen.

"Esperamos poder aprovechar la relativa simplicidad de la aleta de patín para descubrir algunas de las conexiones nerviosas importantes que hacen posible la caminata, y, finalmente, probar si estas mismas conexiones son importantes para los mamíferos".

Si le gustó este artículo, vea este video que explica la investigación creada por los autores del estudio: