Olvida lo que aprendiste en la biología de la secundaria.
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 usted necesita para avanzar, luego manejar las extremidades, los pulmones y el cerebro para trabajar en armonía para llegar a donde usted necesita ir. Los orígenes de esta elaborada estrategia organizativa son turbios: hasta hace poco, la teoría más aceptada es la que se ha visto dibujada en los carteles de Biología de la escuela secundaria, mostrando que la capacidad de caminar evolucionó como vertebrados transicionando desde el mar hasta la tierra.
Pero la nueva investigación, lanzada el jueves, revisa esa teoría de una manera contrariamente intuitiva. En la revista Cell, un equipo internacional de científicos informa que la capacidad de los nervios de la médula espinal para articular los músculos para caminar emergió hace millones de años en el mar.
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“hemos aprendido que algunas de las cosas que generalmente pensamos evolucionaron en especies animales más ‘ avanzadas ‘, tales como las células nerviosas que controlan el caminar, son en realidad mucho más antiguas de lo que se pensaba,” co-autor y neurocientífico de la Universidad de Nueva York Jeremy Dasen, pH. i, dice Inversa.
Esto significa que las primeras criaturas que desarrollaron la capacidad de caminar — el antepasado común que unía a los peces y los humanos — permanecieron bajo el agua. Algunos de sus descendientes finalmente se convirtieron en invertebrados que caminaban en tierra, mientras que otros permanecen en el suelo oceánico hoy, todavía caminando.
Patines
Los patines usan aletas pectorales grandes para nadar y pequeñas aletas pélvicas para caminar.
Uno de estos lechos marinos hunde a los habitantes, el pequeño patín, fue el foco de este nuevo estudio. Los patines, que parecen similares 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 es probable que no pudieras decirlo mirando. Investigaciones anteriores mostraron que agitan sus aletas pélvicas más pequeñas alternando movimientos de izquierda a derecha para arrastrarse a lo largo del fondo oceánico, lo que difícilmente sería perceptible para un buzo que flotaba sobre ellos 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 durante el caminar”, dice Dasen. “sólo podíamos apreciar esto de tomar videos de debajo de los patines mientras están caminando. Esto demostró que muchos de los elementos básicos del caminar, como la alternancia entre las piernas izquierdas y derechas, las extensiones de la pierna y la inflexión, estaban presentes en patines. ”
Dasen y su equipo empezaron a estudiar un grupo de patines como se desarrollaron en sus estuches de huevos. En un embrión de Skate, la cola es la cosa más fuerte que empuja sus locomociones, pero después de que eclosiona, la cola eventualmente recurrir-presumiblemente porque la locomoción a través de las aletas pélvicas está preparada para dominar.
Un experimento de seguimiento de los patines utilizó la secuenciación de ARN para evaluar qué genes se expresaron en las neuronas motoras de Skate y los comparó con genes vinculados a la locomoción de mamíferos. Esto demostró que los patines y los mamíferos tienen en realidad mucho en común, incluyendo 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.
Evolución
Los patines y tetrápodos como los ratones tienen un ancestro común.
“muchos de los genes que estudiamos en patines eran conocidos por ser muy importantes para la función de las neuronas motoras que controlan el caminar en mamíferos”, dice Dasen. “algunos de estos genes producen proteínas que se sabe que funcionan como” interruptores genéticos “, que encienden o apagan los genes. Nuestro estudio muestra que estos mismos interruptores se utilizan tanto en patines como en mamíferos para ayudar a conectar los circuitos nerviosos esenciales para caminar. ”
Tomadas en conjunto, las observaciones indican que los circuitos implicados en el control de las extremidades empezaron con un antepasado vertebrado millones de años antes de que nada caminase sobre tierra. Para cuando nuestros antepasados se movían sobre la arena con sus extremidades primitivas, los procesos que generaban su movimiento se habían establecido durante mucho tiempo. Con esto en mente, Dasen y su equipo continuarán estudiando los pequeños patines para entender cómo se conectan exactamente sus neuronas motoras, con la esperanza de que un día este conocimiento pueda ayudar a personas con graves lesiones medulares.
“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 el caminar”, dice Dasen.
“Esperamos que podamos aprovechar la relativa simplicidad de la aleta de Skate para averiguar algunas de las importantes conexiones nerviosas que hacen posible el caminar, y eventualmente probar si estas mismas conexiones son importantes para los mamíferos”.
Written by Sarah Sloat
https://www.inverse.c om/article/41078-walking-skate-fish-evolution
