Este pez usa patas para degustar lo que encuentra en el fondo marino

Los petirrojos marinos cuentan con seis apéndices similares a patas los hacen tan hábiles para correr, cavar y hasta degustar presas, al contar con algo parecido a nuestras papilas gustativas.

Así lo ha documentado un estudio de la Universidad de Harvard publicado en 'Current Biology'.

Un encuentro casual en 2019 con estos extraños peces con patas en el Laboratorio de Biología Marina de Cape Cod fue suficiente para inspirar al investigador Corey Allard a querer estudiarlos. "Vimos que tenían algunos petirrojos marinos en un tanque y nos los mostraron, porque saben que nos gustan los animales raros", comenta Allard, investigador postdoctoral en el laboratorio de Nicholas Bellono, profesor del Departamento de Biología Molecular y Celular. 

El laboratorio de Bellono investiga la biología sensorial y la fisiología celular de muchos animales marinos, incluidos pulpos , medusas y babosas marinas.

"Los petirrojos marinos son un ejemplo de una especie con un rasgo muy inusual y novedoso", según Allard. "Queríamos usarlos como modelo para preguntarnos: '¿Cómo se crea un órgano nuevo?'". 

La posterior investigación profunda de Allard sobre la biología del petirrojo marino condujo a una colaboración con investigadores de la Universidad de Stanford que estudiaban la genética del desarrollo del pez y culminó en artículos consecutivos en Current Biology, escritos en coautoría por Bellono y Amy Herbert y David Kingsley de la Universidad de Stanford, entre otros.

Los estudios proporcionan la comprensión más completa hasta la fecha sobre cómo los petirrojos marinos usan sus patas, qué genes controlan la aparición de esas patas y cómo estos animales podrían usarse como un marco conceptual para las adaptaciones evolutivas.

Las "patas" de los petirrojos marinos son en realidad extensiones de sus aletas pectorales, de las cuales tienen tres en cada lado. 

Allard primero trató de determinar si las patas son órganos sensoriales genuinos, algo que los científicos habían sospechado pero nunca confirmado. Realizó experimentos observando a petirrojos marinos cautivos cazando presas, en los que alternaban entre breves episodios de natación y "caminatas". 

También ocasionalmente rascan la superficie de la arena para encontrar presas enterradas, como mejillones y otros mariscos, sin señales visuales. 

Los investigadores se dieron cuenta de que las patas eran sensibles tanto a estímulos mecánicos como químicos. Incluso enterraron cápsulas que contenían solo sustancias químicas individuales, y los peces podían encontrarlas fácilmente.

La casualidad condujo a otro descubrimiento fortuito. A mitad del estudio recibieron un nuevo envío de peces que se parecían a los originales, pero los nuevos peces, según Allard, no excavaron ni encontraron presas enterradas ni cápsulas como los originales. 

"Pensé que eran solo unos peces malos, o que tal vez la configuración no funcionó", recuerda Bellono.

COMO NUESTRAS PAPILAS GUSTATIVAS

Resultó que los investigadores habían adquirido una especie diferente de petirrojo marino. En sus estudios, terminaron caracterizando a ambos: Prionotus carolinus, que excava para encontrar presas enterradas y es muy sensible al tacto y a las señales químicas, y P. evolans, que carece de estas capacidades sensoriales y usa sus patas para moverse y explorar, pero no para cavar.

Al examinar las diferencias entre las patas de los dos peces, descubrieron que las de la variedad excavadora tenían forma de pala y estaban cubiertas de protuberancias llamadas papilas, similares a nuestras papilas gustativas. 

Las patas de los peces que no excavaban tenían forma de bastón y carecían de papilas. Basándose en estas diferencias, los investigadores concluyeron que las papilas son subespecializaciones evolutivas.

El artículo de Allard, que describe la evolución de los nuevos órganos sensoriales de los petirrojos marinos, incluyó el análisis de especímenes de petirrojos marinos del Museo de Zoología Comparada para examinar las morfologías de las patas en distintas especies y en distintos momentos del tiempo. 

Las especies excavadoras están restringidas a sólo unas pocas ubicaciones, descubrió, lo que sugiere una evolución relativamente reciente de este rasgo.

El estudio de las patas del petirrojo marino no consistía únicamente en pasar tiempo con animales extraños (aunque eso también era divertido). 

Los peces que caminan son un organismo modelo potencialmente poderoso para comparar rasgos especializados y para enseñarnos cómo la evolución permite la adaptación a entornos muy específicos.

Hace unos 6 millones de años, los humanos adquirieron la capacidad de caminar erguidos, separándose de sus ancestros primates. El bipedalismo es una característica definitoria de nuestra especie, y solo sabemos un poco sobre cómo, cuándo y por qué se produjo ese cambio. 

Los petirrojos marinos y su adaptación a la vida en el fondo del océano podrían ofrecer pistas. Por ejemplo, existen factores de transcripción genética que controlan el desarrollo de las patas de los petirrojos marinos que también se encuentran en las extremidades de otros animales, incluidos los humanos.

El segundo estudio, centrado en la genética, contó con la participación del laboratorio Kingsley de Stanford, de la física italiana Agnese Seminara y de la bióloga Maude Baldwin, del Instituto Max Planck de Alemania, y examinó exhaustivamente los fundamentos genéticos de la característica inusual de los peces caminantes. 

Los investigadores utilizaron técnicas como la edición transcriptómica y genómica para identificar qué factores de transcripción genética se utilizan en la formación y función de las patas de los petirrojos marinos. También generaron híbridos entre dos especies de petirrojos marinos con formas de patas distintas para explorar la base genética de estas diferencias.