Uno de los eventos más importantes en la historia de la vida fue cuando los peces evolucionaron en tetrápodos, arrastrándose fuera del agua y finalmente conquistando la tierra. El término tetrápodo se refiere a vertebrados de cuatro extremidades, incluidos los humanos.
Para completar esta transición, fueron necesarios varios cambios anatómicos. Uno de los más importantes fue la evolución de manos y pies.
Trabajando con investigadores de la Universidad de Quebec, en 2010 descubrimos el primer espécimen completo de Elpistostege watsoni. Este pez tetrápodo vivió hace más de 380 millones de años y pertenecía a un grupo llamado elpistostegalianos.
Nuestra investigación basada en este espécimen, publicado en Nature, sugiere que las manos humanas probablemente evolucionaron a partir de las aletas de este pez, al que nos referiremos por su nombre de género, Elpistostege.
Los elpistostegalianos son un grupo extinto que muestra características de los peces con aletas lobuladas y los primeros tetrápodos. Probablemente estuvieron involucrados en cerrar la brecha entre los peces prehistóricos y los animales capaces de vivir en tierra.
Por lo tanto, nuestro último hallazgo ofrece información valiosa sobre la evolución de la mano de vertebrados.
El mejor espécimen que hemos encontrado
Para comprender cómo las aletas de los peces se convirtieron en extremidades (brazos y piernas con dígitos) a través de la evolución, estudiamos los fósiles de peces extintos con aletas lobuladas y los primeros tetrápodos.
Las aletas lobuladas incluyen peces óseos (Osteichthyes) con aletas robustas, como peces pulmón y celacantos.
Los elpistostegalianos vivieron entre 393 y 359 millones de años atrás, durante los tiempos del Devónico Medio y Alto. Nuestro hallazgo de un Elpistostege completo de 1.57m, descubierto del Parque Nacional Miguasha en Quebec, Canadá, es la primera instancia de un esqueleto completo de cualquier fósil de pez elpistostegaliano.
Esta animación muestra cómo podría haber sido Elpistostege cuando estaba vivo, y resalta las similitudes cercanas en su esqueleto de aleta pectoral con los huesos de nuestro brazo y mano humanos.
Antes de esto, el espécimen elpistostegaliano más completo era un esqueleto de Tiktaalik roseae encontrado en el Ártico canadiense en 2004, pero le faltaba la parte extrema de su aleta.
Cuando las aletas se convirtieron en extremidades
El origen de los dígitos en los vertebrados terrestres es objeto de acalorados debates.
Los pequeños huesos en la punta de las aletas pectorales de los peces, como Elpistostege, se denominan huesos “radiales”. Cuando los radiales forman una serie de filas, como dígitos, son esencialmente lo mismo que los dedos en los tetrápodos.
La única diferencia es que, en estos peces avanzados, los dígitos todavía están bloqueados dentro de la aleta, y aún no se mueven libremente como dedos humanos.
Nuestra muestra de Elpistostege recientemente descubierta revela la presencia de un húmero (brazo), radio y cúbito (antebrazo), filas de huesos del carpo (muñeca) y huesos más pequeños organizados en filas discretas.
Creemos que esta es la primera evidencia de huesos de dígitos encontrados en una aleta de pez con rayos de aleta (los rayos óseos que sostienen la aleta). Esto sugiere que los dedos de los vertebrados, incluidos los de las manos humanas, evolucionaron primero como hileras de huesos de dígitos en las aletas de los peces de Elpistostegal.
¿Cuál es la ventaja evolutiva?
Desde una perspectiva evolutiva, las filas de huesos de dígitos en aletas de peces prehistóricas habrían proporcionado flexibilidad para que la aleta soporte más efectivamente el peso.
Esto podría haber sido útil cuando Elpistostege estaba caminando en las aguas poco profundas o tratando de salir del agua a la tierra. Eventualmente, el mayor uso de tales aletas habría llevado a la pérdida de rayos de aletas y a la aparición de dígitos en filas, formando un área de superficie más grande para que la extremidad agarre la superficie de la tierra.
Nuestro espécimen muestra muchas características desconocidas antes, y formará la base de una serie de documentos futuros que describen en detalle su cráneo y otros aspectos de su esqueleto corporal.
Elpistostege difumina la línea entre peces y vertebrados capaces de vivir en tierra. No es necesariamente nuestro ancestro, pero ahora es el ejemplo más cercano que tenemos de un “fósil de transición”, cerrando la brecha entre los peces y los tetrápodos.
La imágen completa
El primer fósil de Elpistostege, un fragmento de cráneo, se encontró a fines de la década de 1930. Se pensaba que pertenecía a un anfibio temprano. A mediados de la década de 1980, se encontró la mitad frontal del cráneo, y se confirmó que era un pez avanzado con aletas lobuladas.
Nuestro nuevo espécimen completo fue descubierto en los acantilados ricos en fósiles del Parque Nacional Miguasha, un sitio del Patrimonio Mundial de la UNESCO en el este de Canadá.
Miguasha es considerado uno de los mejores sitios para estudiar fósiles de peces del período Devónico (conocido como la “Edad de los peces”), ya que contiene una gran cantidad de fósiles de peces con aletas lobuladas, en un estado excepcional de conservación.
Autores: John Long Profesor Estratégico en Paleontología, Universidad de Flinders; Richard Cloutier Profesor de Biología Evolutiva, Université du Québec à Rimouski, Université du Québec à Rimouski (UQAR). Este artículo se vuelve a publicar de The Conversation, bajo una licencia Creative Commons.