El celacanto se conoce como un «fósil vivo» porque su anatomía ha cambiado poco en los últimos 65 millones de años. A pesar de ser uno de los peces más estudiados de la historia, continúa revelando nueva información que podría transformar nuestra comprensión de la evolución de los vertebrados. Esto se revela en un estudio publicado en la revista Avances científicos por investigadores de la Universidad de São Paulo (USP) en Brasil y la Institución Smithsonian en los Estados Unidos.
Al volver a examinar la musculatura craneal del celacanto africano (Latimeria chalumnae), los autores descubrieron que solo el 13% de las novedades de músculo evolutivo previamente identificados para los linajes de vertebrados más grandes eran precisos. El estudio también identificó nueve nuevas transformaciones evolutivas relacionadas con innovaciones en la alimentación y la respiración en estos grupos.
«En última instancia, es aún más similar a los peces cartilaginosos [sharks, rays, and chimaeras] y tetrápodos [birds, mammals, amphibians, and reptiles] que anteriormente pensado. Y aún más distinto de los peces con alas de rayos, que constituyen aproximadamente la mitad de los vertebrados vivos «, dice Aléssio Datovo, profesor del Museo de Zoología (MZ) en USP con el apoyo de FAPESP, quien dirigió el estudio.
Entre las novedades evolutivas identificadas erróneamente como presentes en los celacantos se encuentran los músculos responsables de expandir activamente la cavidad bucofaríngea, que se extiende desde la boca hasta la faringe. Este conjunto de músculos está directamente relacionado con la captura y la respiración de alimentos. Sin embargo, el estudio mostró que estos supuestos músculos en los celacantos eran en realidad ligamentos, que son estructuras incapaces de contracción.
Pez con alas de rayos (actinopterygii) y peces con aleta de lóbulo (sarcoptergii) divergió de un antepasado común hace aproximadamente 420 millones de años. Los sarcopterygii incluyen peces como celacantos y pez pulmonar, así como todos los demás tetrápodos, porque evolucionaron de un antepasado acuático. Estos incluyen mamíferos, pájaros, reptiles y anfibios.
En los peces con alas de rayos, como la carpa del acuario, es fácil ver cómo se mueve la boca para chupar la comida. Esta habilidad le dio a Actinopterygii una ventaja evolutiva significativa; Hoy, comprenden aproximadamente la mitad de todos los vertebrados vivos.
Esta es una diferencia fundamental de otros peces, como celacantos y tiburones, que se alimentan principalmente mordiendo a sus presas.
«En estudios anteriores, se suponía que este conjunto de músculos que daría una mayor capacidad de succión también estaba presente en los celacantos y, por lo tanto, habría evolucionado en el antepasado común de los vertebrados óseos, que ahora mostramos no es cierto. Esto solo apareció al menos 30 millones de años más tarde, en el antepasado común de los peces rayos vivos».
Entre bastidores
Los celacantos son peces extremadamente raros que viven a unos 300 metros debajo de la superficie del agua y pasan sus días en cuevas submarinas.
Una razón por la que han cambiado tan poco desde la extinción de los dinosaurios es que tienen pocos depredadores y viven en un entorno relativamente protegido. Esto ha resultado en cambios lentos en su genoma, como lo demuestra un estudio de 2013 publicado en la revista Naturaleza.
Los celacantos se conocieron por primera vez solo por fósiles de hace unos 400 millones de años. No fue sino hasta 1938 que se descubrió un animal vivo, para asombro de científicos. En 1999, otra especie (Latimeria chalumnae) fue descubierto en aguas asiáticas.
Debido a la rareza de los especímenes en los museos, los investigadores de la USP y el Museo Nacional de Historia Natural de la Institución Smithsonian tuvieron que perseverar para encontrar una institución dispuesta a prestar a los animales para la disección.
El Museo de Campo en Chicago y el Instituto de Ciencias Marinas de Virginia, ambos en los Estados Unidos, finalmente acordaron prestar un espécimen cada uno. Según Datovo, G. David Johnson, coautor del artículo, merece crédito por obtener el préstamo.
Johnson, nacido en 1945, fue «probablemente el mejor anatomista de peces de su tiempo», según Datovo. Murió en noviembre de 2024 después de un accidente doméstico mientras el estudio estaba bajo revisión.
Contribución
«Al contrario de lo que puede parecer, diseccionar un espécimen no significa destruirlo siempre que se haga correctamente», dice Datovo.
El investigador, que ha estado realizando este tipo de estudio durante más de 20 años, pasó seis meses separando todos los músculos y los huesos del cráneo del celacanto. Estas estructuras ahora se conservan y pueden ser estudiadas individualmente por otros científicos, eliminando la necesidad de diseccionar un nuevo animal.
Ver cada músculo y nervio de primera mano permitió a los autores identificar lo que realmente estaba en la cabeza del celacanto con certeza, señalar estructuras previamente no descritas y errores correctos que se habían repitido en la literatura científica durante más de 70 años.
«Hubo muchas contradicciones en la literatura. Cuando finalmente pudimos examinar los especímenes, detectamos más errores de los que imaginamos. Por ejemplo, 11 estructuras descritas como músculos eran en realidad ligamentos u otros tipos de tejido conectivo. Esto tiene una consecuencia drástica para el funcionamiento de la boca y la respiración, porque los músculos fueron los músculos, mientras que los ligamentos solo transmiten», explica.
Debido a la posición de los celacantos en el árbol de vertebrados de la vida, el descubrimiento afecta nuestra comprensión de la evolución craneal en todos los demás grupos de vertebrados grandes.
Con esta información, el investigador utilizó imágenes de microtomografía tridimensional de los cráneos de otros grupos de peces, tanto extintos como vivos. Estas imágenes están disponibles por otros investigadores que estudian anatomía de peces cuando realizan escaneos 3D.
A partir de las imágenes de los huesos del cráneo de otros peces de linajes completamente extintos, Datovo y Johnson pudieron inferir donde encajarían los músculos que se encuentran en los celacantos, aclarando la evolución de estos músculos en los primeros vertebrados con mandíbula. En el trabajo futuro, Datovo tiene la intención de analizar similitudes con los músculos de los tetrápodos, como los anfibios y los reptiles.
