Descubren el origen de la diferencia entre la palma y el dorso de las manos hace más de 400 millones de años

Ayuda a explicar cómo evolucionaron las extremidades que hoy permiten a los vertebrados caminar, manipular objetos o realizar movimientos de gran precisión

Un equipo internacional de investigadores ha logrado resolver una de las incógnitas sobre la evolución de los vertebrados al descubrir cómo surgió hace más de 400 millones de años la diferencia entre la palma y el dorso de las extremidades. El estudio, liderado por científicos del Instituto de Biomedicina y Biotecnología de Cantabria (IBBTEC), el Centro Andaluz de Biología del Desarrollo y la Universidad de Harvard (Estados Unidos), demuestra que el mecanismo genético responsable de esa organización ya existía en las aletas de los peces mucho antes de que los primeros vertebrados colonizaran la tierra firme.

Los resultados, publicados en la revista científica Current Biology, identifican el origen evolutivo del sistema que determina qué parte de una extremidad será dorsal (la parte de la mano donde están las uñas) y cuál será ventral, es decir, la palma. Este hallazgo ayuda a explicar cómo evolucionaron las extremidades que hoy permiten a los vertebrados caminar, manipular objetos o realizar movimientos de gran precisión.

El mecanismo genético ya existía en las aletas de los peces

Un mecanismo genético mucho más antiguo de lo que se pensaba

“Cuando miramos nuestra mano, la distinción entre el dorso, la parte con uñas, y la palma, con sus pliegues y almohadillas, nos parece completamente natural. Esa diferencia es imprescindible para que nuestras extremidades funcionen correctamente y permite acciones tan cotidianas como doblar los dedos, agarrar objetos o apoyar el pie en el suelo”, explica Marián Ros, investigadora del IBBTEC y codirectora del estudio.

Hasta ahora, los científicos desconocían cuándo había aparecido esa asimetría durante la evolución o si ya estaba presente en las aletas de los peces, de las que derivan las extremidades de todos los vertebrados terrestres. El trabajo responde a esa pregunta al demostrar que el gen Lmx1b, conocido por controlar el desarrollo de la parte dorsal en ratones, pollos y seres humanos, desempeña exactamente la misma función en las aletas pectorales del pez cebra (Danio rerio).

En rosa el gen Lmx1b, que actúa solo en la parte dorsal

Este descubrimiento indica que el mecanismo responsable de establecer el “arriba” y el “abajo” de las extremidades ya estaba plenamente desarrollado antes de que los primeros vertebrados abandonaran el medio acuático. En otras palabras, la base genética que dio lugar a manos y pies modernos se encontraba presente en peces que vivieron cientos de millones de años antes de la aparición de los primeros animales terrestres.

Otras implicaicones biomédicas del trabajo

Como parte de la investigación, el equipo también estudió unas especies de peces de agua dulce conocidas como lochas de torrente o lochas mariposa, adaptadas a vivir adheridas a las rocas de ríos con fuertes corrientes. Sus aletas pectorales presentan modificaciones que les permiten aferrarse al sustrato y constituyen un ejemplo especialmente útil para comprender cómo pequeñas variaciones en este programa genético pueden traducirse en nuevas funciones anatómicas.

Más allá de su interés evolutivo, el trabajo tiene importantes implicaciones biomédicas. Los investigadores destacan que conocer mejor el funcionamiento del gen LMX1B y de los interruptores genéticos LARM permitirá comprender mejor enfermedades como el síndrome de uña-rótula, un trastorno hereditario en el que las alteraciones de estos genes provocan la pérdida o el desarrollo anómalo de estructuras características del dorso de las extremidades, como las uñas o las rótulas. ...