Antiácido Natural Ayudó A Las Primeras Criaturas Terrestres A Respirar

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Los huesos derivados de la piel pueden haber ayudado a las primeras criaturas a sobrevivir en la tierra para respirar.

Los investigadores descubren que las primeras criaturas que se arrastran fuera del agua hacia la tierra pueden haber preparado antiácidos con sus propios huesos, una innovación inteligente que habría permitido a los animales respirar.

Los primeros tetrápodos, o criaturas de cuatro extremidades, hicieron sus primeras incursiones evolutivas en la tierra hace unos 370 millones de años. Sin embargo, respirar aire vino con desafíos. Uno importante fue deshacerse del dióxido de carbono del aire, que, cuando se acumula, reacciona con el agua en el cuerpo y forma un ácido.

Ahora, la creciente evidencia en los reptiles modernos sugiere que los huesos que crecieron dentro de la piel de los tetrápodos tempranos pueden haber actuado como un antiácido natural al liberar sus sustancias químicas neutralizantes en el torrente sanguíneo. El resultado habría hecho que las criaturas gastaran tiempo en la tierra antes de que tuvieran que regresar al agua para deshacerse del exceso de dióxido de carbono.

"Ahora sabemos que el hueso dérmico puede hacer esto y es algo que no sabíamos antes, lo que nos da una base para que tal vez esta sea la razón por la cual los tetrápodos tenían esta característica, que anteriormente no teníamos una buena explicación", investigador del estudio Christine Janis, una paleontóloga en la Universidad de Brown, le dijo a WordsSideKick.com. "Es el descubrimiento de esta nueva característica de la fisiología de estos animales vivos lo que nos permite volver [en el tiempo]".

Primero en tierra

Así que retrocedamos el reloj: los primeros tetrapodos evolucionaron de los peces en el período Devónico, que se extendió desde hace aproximadamente 416 millones de años hasta hace 359 millones de años. Estos primeros tetrápodos tenían caras anchas, no muy diferentes a las ranas, y más bien inmovilizadas. Eso significa que no habrían podido deshacerse del dióxido de carbono adicional al respirar rápidamente, como hacen los humanos y otros mamíferos con sus hocicos más largos y sus cajas torácicas flexibles. Tampoco los tetrápodos eran lo suficientemente pequeños como para intercambiar dióxido de carbono y oxígeno a través de su piel, como lo hacen los anfibios modernos. [Top 10 partes de cuerpo inútiles]

Lo que tenían los tetrápodos era un complejo "hueso dérmico" o hueso que se forma a partir del tejido conjuntivo de la piel en lugar de cartílago como los huesos largos del brazo o la pierna. El concepto de hueso de la piel puede parecer extraño, pero es muy común: El cráneo humano, por ejemplo, es un hueso dérmico.

El hueso tetrápodo temprano mostró muchos hoyos y surcos, lo que indica un montón de suministro de sangre, dijo Janis. Sus colegas, incluido el coautor y biólogo del papel Daniel Warren de la Universidad de Saint Louis, encontraron otra pieza del rompecabezas: en las tortugas y caimanes modernos, este hueso dérmico ayuda a los reptiles a tolerar la acumulación de dióxido de carbono cuando están bajo el agua, incapaces de respirar.

Respiración del hueso

Los tetrápodos tendrían el problema opuesto, se dio cuenta Janis: serían capaces de liberar dióxido de carbono a través de su piel mientras estaban en el agua, ya que su piel era más permeable que la dura piel de un caimán. Pero en tierra, necesitarían otro medio de liberación. Parecía que los tetrápodos podrían haber usado sus complejos huesos dérmicos como una unidad de almacenamiento de calcio y otros minerales que neutralizan el ácido, liberándolos cuando sea necesario cuando los niveles de ácido en el cuerpo aumentan, dijo Janis.

Para probar la idea, los investigadores analizaron los esqueletos de los tetrapods. Como es de esperar, los tetrapodos conocidos por los esqueletos que pasan más tiempo fuera del agua tienen los huesos dérmicos más complejos. La historia evolutiva del animal apoya la hipótesis, también.

"Cuando [el hueso dérmico] se pierde, se pierde en el linaje que lleva a los reptiles modernos cuando comienzan a adquirir más costillas móviles", dijo Janis.

Ella y sus colegas informaron sobre su trabajo el martes (24 de abril) en la revista Proceedings of the Royal Society B.

Fin de los primeros tetrapods.

Si bien la evidencia es consistente con la teoría de Janis, todavía no hay pruebas de que los tetrápodos realmente usaran sus huesos de esta manera. El siguiente paso, dijo Janis, será buscar pistas químicas o de otro tipo en los reptiles modernos que usan sus huesos como antiácidos. Si se establecen signos reveladores, los investigadores pueden buscar las mismas señales en los antiguos tetrapodos.

Los tetrápodos terrestres estudiados por Janis y sus colegas se extinguieron durante el período Pérmico, hace 299 millones a 251 millones de años. Era un mundo cambiante, dijo Janis, y el dióxido de carbono atmosférico estaba aumentando. Es posible que la respiración dependiente del hueso de los tetrapods no fuera tan efectiva en esta nueva atmósfera.

"¿Quién sabe?" Preguntó Janis. "Creo que el punto a destacar es que esta fue probablemente una manera perfectamente buena de vivir durante un tiempo, millones de años, pero al final, hubo cosas que descubrieron mejores formas de cómo deshacerse del dióxido de carbono".

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