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1 · La Tierra antes de nosotros ciencia y técnica

Los primeros anfibios

hace unos 375 millones de años Aguas poco profundas y orillas de los continentes

En breve

Algunos peces con aletas robustas vivían en aguas poco profundas y pobres en oxígeno. A lo largo de muchas generaciones, las aletas y el esqueleto se adaptaron para sostener el cuerpo también fuera del agua. Tiktaalik, que vivió hace unos 375 millones de años, tenía branquias y escamas, pero también un cuello móvil y aletas con una muñeca flexible. Los primeros animales de cuatro patas aún conservaban muchos rasgos acuáticos.

Por qué es importante El paso del agua a la tierra dio origen a la línea evolutiva de anfibios, reptiles, aves y mamíferos.

Fuente: Natural History Museum (Londres), «Prehistoric fish: 11 of the largest, weirdest and most significant»

Ilustración: Los primeros anfibios (Aguas poco profundas y orillas de los continentes)
Ilustración creada con IA para Storiascopio

Ficha para estudiar unos 6 minutos de lectura

La historia

Un científico que sabía dónde excavar

En 2004 el paleontólogo estadounidense Neil Shubin y sus colegas Ted Daeschler y Farish Jenkins buscaban algo que nadie había encontrado nunca: un animal a medio camino entre un pez y un animal de cuatro patas. No buscaron al azar. Sabían que en el Devónico, hace unos 375 millones de años, había habido un paso del agua a la tierra. Sabían también que hacía falta una roca de la edad justa, formada en antiguos ríos y pantanos. La encontraron en la isla de Ellesmere, en el Ártico canadiense, donde hoy hace un frío extremo pero entonces el clima era cálido.

Tras años de expediciones, en el verano de 2004 uno de los investigadores vio un hocico plano que sobresalía de una roca. Era el fósil de un gran pez de hasta unos dos metros y medio de largo. Lo bautizaron Tiktaalik roseae. «Tiktaalik» es una palabra de la lengua inuktitut, hablada por los inuit de Canadá, y significa «gran pez de agua dulce»: se consultó a los ancianos de la comunidad local para elegir el nombre. El descubrimiento se anunció en 2006 en la revista Nature.

Un pez que parece un cocodrilo

Tiktaalik tenía rasgos de pez: escamas, branquias, aletas con radios. Pero tenía también rasgos de animal de cuatro patas. Su cabeza era plana, con los ojos arriba, como la de un cocodrilo, y las fosas nasales abiertas en el hocico; tenía cuello, algo que los peces no tienen: podía girar la cabeza sin mover todo el cuerpo. Tenía costillas robustas, que sostenían el cuerpo, y probablemente también pulmones primitivos, además de las branquias.

La parte más importante eran las aletas delanteras. Dentro tenían huesos que se corresponden con el brazo, el antebrazo y la muñeca de nuestros miembros: un hueso superior, dos huesos más abajo y pequeños huesos de la muñeca. Las aletas se doblaban, como un codo, y permitían empujar el cuerpo contra el fondo. Todavía no eran patas con dedos, pero podían permitir al animal sostenerse en aguas poco profundas, o arrastrarse unos instantes fuera, sobre el fango. Los científicos han llamado a los animales de este tipo, a medio camino, «formas de transición» o, con un nombre un poco de broma, «pezápodos».

Del agua a la tierra, por etapas

Tiktaalik no es el antepasado directo de todos los animales de cuatro patas, sino una especie cercana a ese grupo y un ejemplo de cómo podía ser. Otros fósiles cuentan las etapas siguientes. Acanthostega, encontrado en Groenlandia y estudiado a fondo desde los años ochenta por la paleontóloga británica Jenny Clack, ya tenía verdaderas patas con ocho dedos, pero vivía sobre todo en el agua y tenía también branquias. Ichthyostega, también de Groenlandia, tenía patas más robustas y quizá se arrastraba por tierra. A estos animales se les llama tetrápodos primitivos, es decir, «de cuatro patas».

Un descubrimiento reciente ha complicado un poco el cuadro. En 2010 un grupo de paleontólogos, entre ellos algunos polacos, describió, en Polonia, unas huellas de patas de hace unos 390-395 millones de años: serían más antiguas que Tiktaalik. Si de verdad son huellas de tetrápodos, los primeros animales de cuatro patas ya existían antes del pez Tiktaalik, que sería entonces un «primo» superviviente de formas más antiguas. Los científicos todavía lo discuten.

¿Por qué salir del agua?

A nosotros nos parece un paso enorme, pero quizá no lo fue. Las aguas poco profundas del Devónico eran cálidas, pobres en oxígeno y estaban llenas de depredadores. Un pez con pulmones y aletas robustas podía respirar el aire en la superficie y desplazarse entre las charcas. Con el tiempo, poco a poco, quien conseguía permanecer fuera del agua más tiempo encontraba comida sin competidores: insectos, gusanos y otros animalillos que vivían entre las plantas. No fue una elección, sino una lenta ventaja que se fue acumulando durante millones de años.

Los descendientes de aquellos primeros animales de cuatro patas son los anfibios, los reptiles, las aves y los mamíferos, incluidos nosotros. Cuando mueves la mano y la muñeca, usas un diseño de huesos nacido en aletas como las de Tiktaalik.

Por qué ocurrió

El paso del agua a la tierra ocurrió porque, en el Devónico, las tierras emergidas ofrecían muchas oportunidades. Las plantas habían formado bosques y pantanos, y con las plantas había insectos y otros invertebrados para comer. Las aguas poco profundas eran pobres en oxígeno, así que los peces que sabían respirar aire tenían una ventaja.

Para cambiar de manera tan grande hicieron falta también modificaciones en los genes. Investigaciones recientes muestran que los mismos genes que forman las aletas de los peces forman también las manos y los pies, pero que en los tetrápodos se activaron de otra manera, en una zona que da origen a los dedos. En el laboratorio, modificando algunos de estos genes en peces cebra, los investigadores han obtenido aletas con partes parecidas a pequeños dedos.

La evolución no tiene un proyecto: cada pequeño paso fue útil en aquel momento. Las aletas robustas servían en aguas poco profundas; solo mucho después se convirtieron en patas.

Qué cambió

La llegada de los vertebrados a la tierra firme abrió un nuevo capítulo en la historia de la vida. En los millones de años siguientes aparecieron los anfibios, luego los reptiles, que rompieron el vínculo con el agua poniendo huevos con cáscara, y de estos, por los distintos caminos de la historia, los dinosaurios, las aves y los mamíferos.

El descubrimiento de Tiktaalik tuvo también un valor científico especial, porque la predicción hecha por Shubin y sus colegas, de que en rocas de cierta edad y de cierto tipo se encontraría una forma de transición, se cumplió. Es un ejemplo de cómo funciona la ciencia: se hace una hipótesis, se va a comprobarla y se mira si es cierta. El fósil se ha hecho famoso en los libros de texto de todo el mundo.

Hoy sabemos que muchos rasgos de nuestro cuerpo derivan de aquella época: el antebrazo con dos huesos, los dedos, el cuello, la manera de respirar con pulmones. Neil Shubin contó esta historia en el libro «Your Inner Fish», en el que explica cómo la anatomía humana lleva las huellas de nuestros antepasados acuáticos.

Personas y lugares clave

Personas

Neil Shubin
Paleontólogo estadounidense de la Universidad de Chicago. Dirigió la expedición que encontró Tiktaalik y escribió el libro «Your Inner Fish» (el pez que llevamos dentro).
Ted Daeschler
Paleontólogo de la Academia de Ciencias Naturales de Filadelfia. Codescubridor de Tiktaalik.
Jenny Clack
Paleontóloga británica (1947-2020). Estudió Acanthostega e Ichthyostega y mostró que los primeros tetrápodos tenían más de cinco dedos.

Lugares

Isla de Ellesmere, Nunavut (Canadá)
Isla del Ártico donde en 2004 se encontró Tiktaalik, en rocas que hace 375 millones de años eran ríos en una región cálida.
Groenlandia oriental
Lugar en el que se encontraron Acanthostega e Ichthyostega, tetrápodos de unos 365 millones de años.
Zachełmie, Polonia
Cantera donde se han descubierto huellas de unos 390-395 millones de años, quizá de tetrápodos.

Para saber

  • Tiktaalik es un nombre inuktitut: para elegirlo se consultó a los ancianos de la comunidad inuit de Nunavut, la región canadiense en la que se encuentran las rocas.
  • Antes del descubrimiento, Shubin y sus colegas habían elegido el lugar basándose en un mapa geológico: buscaban rocas de ríos de hace 375 millones de años que afloraran en la superficie.
  • El cuello de Tiktaalik es una novedad: en los peces la cabeza está unida a los hombros, mientras que en él la cabeza podía moverse sola.
  • Acanthostega tenía ocho dedos en cada pata: la regla de los cinco dedos llegó después.
  • Nuestra muñeca y nuestro codo tienen una estructura que se encuentra en las aletas de Tiktaalik: el hueso del brazo, dos del antebrazo, luego los pequeños huesos de la muñeca.

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