¿Las extremidades humanas evolucionaron a partir de las branquias?

Los arcos branquiales de los vertebrados ancestrales pudieron transformarse en las aletas de los tiburones y en las extremidades de los humanos

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cambridge1. Raya recién nacida

Raya recién nacida

Raya Leucoraja erinacea recién nacida.

Foto: Andrew Gillis, University of Cambridge

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cambridge2. Fase embrionaria avanzada

Fase embrionaria avanzada

Raya en fase embrionaria avanzada.

Foto: Andrew Gillis, University of Cambridge

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cambridge3. Esqueleto de un tiburón pequeño

Esqueleto de un tiburón pequeño

Esqueleto de una pintarroja o tiburón pequeño. Se pueden distinguir los pequeños apéndices con forma de dedos que surgen de los arcos branquiales.

Foto: Andrew Gillis, University of Cambridge

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cambridge4. Apéndices de los arcos branquiales

Apéndices de los arcos branquiales

En rojo se pueden ver los apéndices de los arcos branquiales presentes en la cabeza de un tiburón y una raya.

Foto: Andrew Gillis, University of Cambridge

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cambridge5. Embrión de raya

Embrión de raya

Embrión de raya.

Foto: Andrew Gillis, University of Cambridge

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cambridge6. Embrión de raya

Embrión de raya

Micrografía de un embrión de raya.

Foto: Andrew Gillis, University of Cambridge

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cambridge7. Sonic hedgehog

Sonic hedgehog

Embrión de raya. El gen Sonic hedgehog ha sido coloreado de lila oscuro y puede distinguirse a lo largo de cada arco branquial.

Foto: Andrew Gillis, University of Cambridge

Alec Forssmann

20 de abril de 2016

Los últimos análisis en embriones de la raya Leucoraja erinacea indican que las extremidades humanas y las branquias de peces cartilaginosos como los tiburones o las rayas comparten el mismo programa genético. Una de las rarezas de estos peces son unos pequeños apéndices con forma de dedos que surgen de los arcos branquiales, que son los elementos esqueléticos que soportan las branquias y que no se ven desde el exterior. A finales del siglo XIX, Karl Gegenbaur, un anatomista alemán, propuso la siguiente teoría: los pares de aletas que poseen los peces cartilaginosos, y las extremidades de los tetrápodos, son el resultado de la evolución y transformación de los arcos branquiales. "Sin embargo, en el registro fósil no se ha descubierto nada que pueda probar esta teoría", explica la Universidad de Cambridge en un comunicado que se difundió ayer.

Los últimos avances genéticos parecen corroborar la teoría de Karl Gegenbaur, un anatomista alemán

Sin embargo, los últimos avances genéticos parecen corroborar la teoría de Gegenbaur, según la cual las extremidades evolucionaron a partir de las branquias. Un equipo de investigadores, dirigido por Andrew Gillis, de la Universidad de Cambridge, ha aplicado las últimas técnicas genéticas en embriones de Leucoraja erinacea y ha descubierto "similitudes sorprendentes entre el mecanismo genético que interviene en el desarrollo de sus arcos branquiales y el que interviene en las extremidades humanas". Esta coincidencia se debe al gen Sonic hedgehog, descubierto por un equipo de la Escuela Médica Harvard y denominado así en honor del emblemático erizo de la compañía de videojuegos Sega. El estudio reciente, publicado en Development, muestra que las funciones típicas del gen Sonic hedgehog, como el desarrollo de las extremidades (asegurándose que cada dedo tiene el tamaño que le corresponde), son idénticas durante el desarrollo de los arcos branquiales en los embriones de dichas rayas.

"Gegenbaur observó cómo se conectaban los pequeños apéndices a los arcos branquiales y se dio cuenta que mostraban un gran parecido con la forma en que las aletas y las extremidades se articulan con el hombro", dice Gillis. "Estos apéndices se extienden como una serie de dedos en cada uno de los arcos branquiales", añade. Se desprende, por tanto, la siguiente conclusión: los vertebrados ancestrales compartían un mismo código genético y tenían arcos branquiales que se desarrollaron hasta transformarse en aletas, en el caso de las rayas o los tiburones, o en extremidades, en el caso de los humanos.