Los dedos son una innovación y no derivan de las aletas de los peces

Según la teoría clásica, unos peces se aventuran a salir del agua, encuentran en tierra firme oportunidades para vivir y acaban convirtiendo sus aletas en patas con dedos, tan útiles para moverse en el suelo. No es así: los pies y manos de los tetrápodos, o cuatropatas, son una innovación evolutiva independiente de las aletas de los peces actuales. Los animales que acabarían siendo mamíferos, anfibios, pájaros y reptiles salieron del agua andando, con extremidades derivadas ya de las de unos peces muy primitivos capaces de pasearse por el fondo del mar.Los biólogos han descubierto en los genes la evidencia de este punto crucial de la evolución de las especies. En un experimento de biología molecular, tres investigadores de la Universidad de Ginebra han estudiado ratones y peces corrientes de acuario y han descubierto que unos genes responsables de la formación de las extremidades en los primeros faltan en los segundos. En el último número de la revista Nature, Denis Duboule, Paolo Sordino y Frank van der Hoeven dan a conocer este hallazgo suyo que confirma una atrevida teoría evolutiva sobre la formación de los dedos propuesta, en 1986, por el biólogo español Pere Alberch y el paleontólogo estadounidense Neil Shubin.Durante décadas, los especialistas en evolución han buscado una homología entre las aletas de los peces y las extremidades de los tetrápodos, entre los radios de las aletas y los dedos. La cuestión era cómo hacer derivar un pie o una mano de una aleta de pez, y el debate se mantenía estancado acerca de qué dedo sería el eje de esa morfología a partir del cual irradiarían los demás. ¿Sería el dedo corazón, el índice?

Alberch y Shubin, que realizaba su tesis doctoral en la Universidad de Harvard (EÉ UU) con él, propusieron una alternativa radical: hay unas reglas de segmentación y bifurcación, con una pauta temporal por la que se van desarrollando los elementos que acabarán formando una pata y los dedos. Además, ellos demostraron que no hay ningún eje privilegiado entre los dedos, sino que es la prolongación de la parte posterior de la pata la que crece curvándose hacia la parte anterior, y en el borde externo van creciendo los dedos.

"Nuestra alternativa suponía que los dedos no tienen ninguna homología con las aletas, es decir, que los dedos son huesos completamente nuevos que han sido inventados por los tetrápodos y no proceden de los peces", afirma Alberch, actualmente director del Museo Nacional de Ciencias Naturales en Madrid. Su trabajo, hecho a nivel celular, es considerado una aportación fundamental por los expertos.

Ahora las avanzadas técnicas de ingeniería genética han confirmado la teoría Shubin-Alberch. Si la formación de los dedos no tiene nada que ver con las aletas, tendría que haber en los tetrápodos unos genes encargados de producir dedos, genes ausentes o que no se expresasen en los peces. Esos genes son los Hox, especialmente el Hox 13, y el grupo de Duboule los ha encontrado en ratones pero no en las, zebritas (Danio reria) , unos peces de acuario.

Andando por el mar

Así las cosas, ¿de quién derivan los tetrápodos? Desde luego no de las merluzas, las sardinas, las truchas o las zebritas, tampoco de los tiburones, sino de un grupo muy primitivo de peces pulmonados que ya en el periodo devónico, hace casi 500 millones de años, desarrollaron patas y anduvieron por el fondo del agua. "De ellos evolucionaron los primeros anfibios (ya tetrápodos) como el Acanthosega y el Icthiosega, que parecían unos cocodrilos con patas pero con cola de pez", explica Alberch. "Son nuestro antepasados y se han encontrado fósiles de ellos, por ejemplo, en Groenlandia".

Los dedos son estructuras que aparecen en la transición entre aquellos peces arcaicos y los tetrápodos, mientras que la mayoría de los peces, los teleósteos, ya estaban separados evolutivamente. "Los primeros tetrápodos, que tenían entre seis y nueve dedos, eran acuáticos, nosotros salimos del agua andando a finales del devónico", comenta Alberch.

Craig Nelson y Cliff Tabin, de la Escuela de Medicina de Harvard, recuerdan en Nature que el patrón de formación de los dedos no se ha observado en el desarrollo de ningún apéndice de no tetrápodos, y proponen ahora estudiar la expresión de los genes Hox en el desarrollo de las aletas de peces primitivos que persisten, como los celacantos.

Otra cuestión es cuántos dedos y por qué, tienen la mayoría de los tetrápodos. Al parecer, el número de dígitos se ha reducido en la mayoría de las especies, quizá por razones prácticas.