Hace más de 400 millones de años, algunos vertebrados desarrollaron estructuras similares a las de un avión en pleno vuelo para desplazarse con mayor eficiencia por el agua. Se trata de los ostracodermos, peces acorazados sin mandíbula que habitaron los océanos de la era paleozoica. Así lo revela un estudio en el que participa el Instituto Cavanilles de Biodiversitat i Biologia Evolutiva (ICBiBE), ubicado en el área científico-académica del Parc Científic de la Universitat de València (PCUV), que analiza cómo estos vertebrados primitivos aprovecharon sus esqueletos para mejorar su estabilidad y rendimiento hidrodinámico.
Los ostracodermos han sido considerados tradicionalmente criaturas torpes debido principalmente a la presencia de pesados caparazones óseos que cubrían su cabeza y a la ausencia de aletas pares, equivalentes a los brazos y piernas de vertebrados posteriores. Sin embargo, el presente estudio publicado en Paleobiology pone en tela de juicio dicha visión. Gracias al uso de avanzadas técnicas de paleontología virtual y simulación de dinámica de fluidos, este grupo de paleontólogos ha descubierto que tales caparazones óseos, así como ciertas prolongaciones de éstos, funcionaban como estabilizadores hidrodinámicos, permitiéndoles deslizarse con mayor control y eficiencia en el agua.
Los resultados muestran que muchas especies de ostracodermos desarrollaron prolongaciones laterales y dorsales en sus escudos, los cuales, al igual que las alas de un avión, generaban sustentación y reducían la resistencia al avance. Además, la combinación de estos procesos generaba situaciones de estabilidad en los giros y cambios de dirección, de manera análoga a la interacción del empenaje de un avión con el resto de la aeronave, lo que revela la implicación directa de los principios de la mecánica de fluidos en el desarrollo y evolución de estos animales.
“Nuestro trabajo demuestra que la evolución de estos peces primitivos no fue simplemente una carrera hacia formas más activas y rápidas, sino que existió una gran diversidad de estrategias locomotoras”, explica Humberto Ferrón, investigador del ICBiBE y coautor del estudio. “Muchos ostracodermos probablemente nadaban de manera eficiente en mar abierto, aprovechando sus estructuras óseas para estabilizarse, en lugar de arrastrarse por el fondo marino como se pensaba hasta ahora”.
El análisis comparativo de más de 60 modelos tridimensionales de ostracodermos ha revelado que diferentes grupos evolucionaron hacia estructuras similares de manera independiente, un fenómeno conocido como ‘convergencia evolutiva’. Algunas especies desarrollaron prolongaciones frontales que reducían la resistencia al avance por el agua, mientras que otras apostaron por expansiones laterales que incrementaban la sustentación y estabilidad favoreciendo la eficiencia energética durante el nado.
“Cuando analizamos los datos, nos dimos cuenta de que la evolución de estos peces primitivos era mucho más compleja de lo que se pensaba”, comenta Vicente Sánchez-Sánchez, primer autor del estudio. “Estos peces no tenían formas simples sin adaptaciones sofisticadas; de hecho, su biomecánica muestra soluciones hidrodinámicas que a día hoy encontramos en muchos animales acuáticos”.
Las simulaciones también indican que los ostracodermos con grandes prolongaciones dorsales y laterales habrían mantenido una mayor estabilidad en la columna de agua, mientras que aquellos con cuerpos más compactos y sin estructuras adicionales habrían sido más maniobrables en entornos costeros y poco profundos.
"Nuestro trabajo demuestra que la evolución de estos peces primitivos no fue simplemente una carrera hacia formas más activas y rápidas, sino que existió una gran diversidad de estrategias locomotoras. Muchos ostracodermos probablemente nadaban de manera eficiente en mar abierto, aprovechando sus estructuras óseas para estabilizarse, en lugar de arrastrarse por el fondo marino como se pensaba hasta ahora", Humberto Ferrón, investigador del ICBiBE y coautor del estudio
El artículo resalta que la evolución de los primeros vertebrados no siguió una única dirección sino que se produjo una diversificación respecto a las interacciones con el entorno, “No solo evolucionaron hacia formas más rápidas y activas, sino que se diversificaron en su manera de actuar con el entorno. Además, mientras unos se optimizaron para la velocidad y la estabilidad en aguas abiertas, otros se volvieron más ágiles en hábitats complejos”, añade Óscar Sanisidro, de la Universidad de Alcalá y coautor del trabajo.
Este estudio no solo cambia la actual percepción sobre la evolución de los primeros vertebrados, sino que también muestra cómo la naturaleza experimentó con principios hidrodinámicos mucho antes de que los humanos comenzaran a diseñar estructuras eficientes para moverse en el agua.
El trabajo ha sido realizado por el grupo MacroFun (Macroevolution and Functional Morphology Research Group,), liderado por Humberto Ferrón en el ICBiBE. El equipo se especializa en el análisis de grandes transiciones evolutivas mediante herramientas avanzadas de biomecánica, ecología y evolución. Además del equipo del Parc Científic, han participado en el estudio la Universidad de Alcalá y la University of Bristol (Inglaterra).
Fuente: UV Noticias