Un estudio reciente publicado en la revista Science muestra que todos los vertebrados terrestres con extremidades y columna vertebral, incluidos los humanos, pueden no pasar por una etapa de desarrollo de metamorfosis completa similar a la de los anfibios modernos, desde renacuajo hasta adulto, como se describe en los libros de texto. A través de un análisis sistemático de fósiles antiguos que preservan los tejidos blandos finos, el equipo de investigación propuso que los primeros tetrápodos probablemente tenían una forma casi adulta cuando eclosionaron. Este descubrimiento sacude directamente la narrativa evolutiva clásica de larga data.
Durante mucho tiempo, la opinión generalizada ha sido que el ciclo de vida de los primeros tetrápodos que aterrizaron en el océano era similar al de las ranas y otros anfibios modernos: primero vivieron en el agua como larvas con branquias externas y luego desarrollaron extremidades, pulmones y otras estructuras adaptadas a la tierra mediante metamorfosis. Esta imagen de la evolución lineal se deriva en parte de la idea de la "Gran Cadena del Ser", es decir, los peces evolucionan hasta convertirse en anfibios, reptiles y, finalmente, mamíferos y humanos, y la adaptación por etapas de las branquias externas de las larvas a los adultos se considera el mecanismo clave para lograr la transición del agua a la tierra. Sin embargo, ha habido poca evidencia fósil directa en el pasado de que estos primeros tetrápodos realmente pasaran por una etapa de renacuajo similar a la de los anfibios modernos.
Para probar esta hipótesis, los investigadores Jason Pardo y Arjan Mann de la Universidad de Vilnius en Lituania y el Museo Field de Historia Natural de Chicago centraron su atención en Mazon Creek, un famoso yacimiento de fósiles cerca de Chicago, Illinois, EE.UU. El sitio es conocido por su conservación inusualmente fina de tejidos blandos, lo que es particularmente adecuado para estudiar especímenes paleontológicos juveniles o pequeños. Se ha descrito como una "cápsula del tiempo que conserva detalles aparentemente imposibles". El equipo de investigación se centró en analizar tres tipos de organismos antiguos: los "embolomeros" extintos, los peces megalichtíidos y los aistópodos con forma de serpiente.
En un examen detallado de estos fósiles, los investigadores no encontraron rastros claros de estructuras branquiales externas, incluso en especímenes extremadamente pequeños considerados juveniles. En cambio, estos fósiles juveniles muestran una anatomía muy "parecida a la de un adulto": dígitos desarrollados, pulmones y esqueletos completos de las extremidades, aunque en proporciones más pequeñas. Desde un punto de vista morfológico, se parecen más a versiones reducidas de individuos adultos, más que a larvas que necesitan sufrir cambios morfológicos drásticos. Su ciclo de vida se acerca más al patrón de los bebés humanos que gradualmente "crecen y tienen estructuras" a medida que crecen.
Una de las pruebas más importantes es el fósil de larva de chinopérmido, catalogado como FMNH PR 1082. Los crisantemos son un grupo extinto de vertebrados depredadores parecidos a los cocodrilos que se distribuyeron ampliamente en ríos, lagos y ecosistemas pantanosos durante los períodos Carbonífero y Pérmico. Los individuos adultos pueden alcanzar unos tres metros de longitud. El espécimen FMNH PR 1082 tiene unos 308 millones de años y sólo mide unos dos centímetros de largo, pero ya tiene extremidades y estructura de tronco evidentes. Al mismo tiempo, la yema todavía está retenida en el abdomen y no hay signos de alimentación en los intestinos, lo que indica que acaba de nacer y aún no ha comenzado a buscar alimento de forma independiente.
Los detalles anatómicos del espécimen revelan que, a pesar de ser indiscutiblemente temprano en la vida, el espécimen ya estaba "completamente equipado" de manera casi adulta, incluidas las estructuras respiratorias y locomotoras internas. Lo más sorprendente es que no mostró signos de branquias expuestas, lo que significa que probablemente no pasó por una etapa tradicional de metamorfosis "anfibia" que caracteriza a las larvas con branquias externas. El equipo de investigación concluyó que estos primeros tetrápodos pueden haber eclosionado en una forma relativamente completa y luego haber crecido principalmente a través del aumento del tamaño corporal en lugar de una remodelación morfológica.
Pardo dejó claro en una entrevista que el trabajo refuta una premisa que se daba por sentada desde hace mucho tiempo: que los primeros vertebrados de cuatro patas tenían patrones de crecimiento similares a los de los anfibios modernos. Sin embargo, esta conclusión no niega que el origen de los tetrápodos tenga un trasfondo acuático obvio, ni descarta que estos animales puedan tener branquias, pero es más probable que las branquias estén ubicadas en el cuerpo que en la superficie del cuerpo, similar a la estructura interna de las branquias de los peces modernos. En su opinión, la historia de vida general y los hábitos ecológicos de muchos de los primeros animales con dedos de manos y pies pueden parecerse más a los de un pez de lo que se imagina convencionalmente, incluida su dependencia del medio acuático.
Los investigadores también han planteado otra posibilidad: algunos de los primeros tetrápodos podrían haber puesto huevos de cáscara blanda en ambientes terrestres húmedos, permitiendo a los embriones y larvas vivir en la tierra o en suelos húmedos durante todo su ciclo de vida. Si esta hipótesis es cierta, entonces al menos algunos linajes antiguos de tetrápodos podrían haber alcanzado una vida casi exclusivamente terrestre muy tempranamente, sin tener que pasar sus primeras etapas en el agua como larvas ramificadas. Esto añade supuestos de escenarios más complejos al modelo tradicional de dicotomía de "larvas en el agua y adultos en la tierra".
En general, este estudio muestra que la narrativa lineal clásica de los libros de texto sobre "peces, renacuajos y animales terrestres" es difícil de conciliar con la evidencia fósil más reciente. La verdadera historia de vida de los primeros tetrápodos puede haber incluido branquias internas, puesta de huevos de cáscara blanda en suelo húmedo u otras estrategias de desarrollo que aún no se comprenden completamente, y aún no se ha aclarado cómo estos patrones evolucionaron y se diferenciaron entre diferentes linajes mediante investigaciones adicionales. Los investigadores creen que las respuestas a estas importantes preguntas sobre la evolución de los vertebrados probablemente yacen silenciosamente en los cajones de los museos, esperando ser reexaminadas de una manera más sofisticada.
Se informa que esta investigación ha sido publicada oficialmente en la revista Science. Los autores del artículo son de la Universidad de Vilnius y del Museo Field de Historia Natural. La información relevante también se ha divulgado al mundo exterior a través de la Universidad de Vilnius y EurekAlert!, y el equipo de noticias la ha verificado. A medida que se agreguen al análisis más fósiles de tejidos blandos paleontológicos conservados de alta calidad, la historia de "cómo los tetrápodos realmente se trasladaron del agua a la tierra" puede reescribirse aún más en el futuro.