En la evolución de los tetrápodos, la posición de las patas traseras se ha diversificado junto con la fórmula vertebral, que es el número de pequeños huesos que forman la vértebra. Los tetrápodos, como su nombre lo indica, son especies que tienen cuatro patas. Sin embargo, este grupo también incluye muchos otros animales sin cuatro patas, como serpientes y pájaros. Esto se debe a que los tetrápodos incluyen todos los organismos, vivos y extintos, que descienden del último ancestro común de anfibios, reptiles y mamíferos, incluso si en segundo lugar han perdido sus «cuatro patas».
Aunque los investigadores han estudiado durante mucho tiempo la anatomía de los tetrápodos, aún no está claro cómo se forman las posiciones específicas de las especies de las partes del cuerpo de estas especies, por ejemplo, la posición de las patas traseras a lo largo del cuerpo, en el desarrollo temprano. Esclarecer este misterio será un paso importante en la biología de la evolución.
Esta pieza crucial del rompecabezas finalmente ha sido encontrada por un equipo de investigadores de la Universidad de Nagoya en Japón. Los investigadores demostraron que una proteína llamada GDF11, que está involucrada en el desarrollo embrionario, juega un papel vital en la posición final de las vértebras sacras y las patas traseras. Los resultados del estudio se publicaron en julio de 2017 en Naturaleza Ecología y Evolución.
«En ratones de laboratorio que no producen la proteína GDF11, hemos notado que las vértebras sacras y las patas traseras se desplazan más hacia atrás», dijo Yoshiyuki Matsubara, investigador de la División de Ciencias Biológicas y primer autor del estudio.
Para llegar a esa conclusión, el equipo de investigación comenzó analizando el patrón de expresión del gen de interés y examinando la relación entre el patrón y la posible posición de la columna vertebral y las patas traseras en diferentes etapas de desarrollo en embriones de pollo. A continuación, probaron si el posicionamiento de las patas traseras se puede manipular cambiando el momento de la actividad de GDF11 en los embriones. Por último, para dilucidar por completo el papel de GDF11 en la diversificación de la posición de las patas traseras en los tetrápodos, el equipo examinó la correlación entre la expresión de Gdf11 y la posición de las patas traseras en ocho especies de tetrápodos, incluida la rana con garras africana, la tortuga china de caparazón blando, el gecko ocelote, el geco japonés serpiente rayada, pollito, codorniz, emú y ratón.
«Nuestros resultados también sugieren que el posicionamiento de las patas traseras específico de la especie puede haber sido un efecto del cambio en el momento o la tasa de eventos en el gen que expresa GDF11 durante el desarrollo embrionario», dijo Takayuki Suzuki, último autor del estudio.
Según su conclusión, las serpientes tienen una trompa larga porque el momento de iniciación de la expresión de Gdf11 en la etapa de desarrollo es mucho más tardío que en otras especies de tetrápodos.
Sobre la base de las presentes observaciones, los investigadores propondrán un modelo para explicar el acoplamiento del posicionamiento sacro-trasero en la evolución de los tetrápodos. Esto conducirá a una comprensión más profunda de la diversificación de las posiciones de las patas traseras de los tetrápodos específicos del linaje, una valiosa información en el campo de la evolución.
