Los camarones de mar son peces que utilizan sus patas para sentir el fondo marino.

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Según una nueva investigación, algunas especies de camarones de mar, un extraño pez oceánico que habita en el fondo del mar, utilizan patas cubiertas de papilas gustativas para detectar y excavar a sus presas en el fondo del mar.

El camarón de mar es tan hábil para arrancar presas mientras camina por el fondo del océano sobre sus apéndices en forma de seis patas que otros peces lo siguen con la esperanza de capturar alguna presa recién descubierta, dijeron los autores de dos libros. Nuevos estudios Publicado el jueves en la revista. Biología actual.

David Kingsley, coautor de los dos estudios, encontró el pez por primera vez en el verano de 2016 después de impartir un seminario en el Laboratorio de Biología Marina en Woods Hole, Massachusetts. Kingsley es el profesor de Rudy J. y Daphne Donohue Munzer en el Departamento de Biología Evolutiva de la Facultad de Medicina de la Universidad de Stanford.

Antes de partir para tomar un vuelo, Kingsley se detuvo en un pequeño acuario público, donde vio camarones de mar y sus delicadas aletas, que se asemejaban a alas de pájaro emplumadas, así como apéndices en forma de patas.

“Los camarones de mar en exhibición me llamaron la atención porque tenían el cuerpo de un pez, las alas de un pájaro y múltiples patas como las de un cangrejo”, dijo Kingsley en un correo electrónico.
«Nunca he visto un pez que pareciera estar hecho de partes del cuerpo de diferentes tipos de animales».

Kingsley y sus colegas decidieron estudiar los petirrojos marinos en un laboratorio y descubrieron una serie de sorpresas, incluidas las diferencias entre las especies de petirrojos marinos y la genética responsable de sus rasgos inusuales, como aletas en forma de patas que han evolucionado para funcionar en gran medida como sensores. funciones. Miembros.

Los resultados de la nueva investigación del equipo de estudio muestran cómo la evolución conduce a adaptaciones complejas en entornos específicos, como la capacidad de los camarones de mar para «probar» sus presas utilizando sus apéndices rápidos y altamente sensibles.

Las distintivas extremidades del petirrojo son en realidad extensiones de sus aletas pectorales, dijo la coautora del estudio Amy Herbert, investigadora postdoctoral en el laboratorio de Kingsley en la Universidad de Stanford.

«Nos decidimos por el término 'piernas' debido a la asombrosa función de estos apéndices para caminar», dijo Herbert en un correo electrónico. «Sin embargo, no tienen la misma estructura que las 'piernas' humanas, ni están en la misma posición».

Otras especies de peces tienen modificaciones en sus aletas pectorales o pélvicas que les permiten caminar o sentarse, pero los camarones de mar pueden mover sus patas individualmente, lo que los hace más hábiles para caminar y cavar, dijo Herbert.

«El camarón de mar es un ejemplo de una especie con un rasgo muy inusual y muy nuevo», dijo en un comunicado Corey Allard, autor principal del estudio. «Queríamos utilizarlos como modelo para plantear la pregunta: '¿Cómo se crea un nuevo órgano?'». Allard es becario postdoctoral en el Departamento de Biología Molecular y Celular de la Universidad de Harvard, donde trabaja en el laboratorio de estudio. El coautor Nick Bellono, profesor de Harvard.

Los investigadores llevaron algunos camarones de mar al laboratorio de Belluno para estudiarlos y ver si podían detectar presas enterradas. El equipo notó que los peces alternaban períodos cortos de natación y caminata. También se les ha visto rascando la superficie arenosa que cubre el fondo de los tanques sin ninguna señal visual que les permita saber dónde pueden estar enterradas sus presas.

«Para nuestra sorpresa, fueron muy buenos en eso e incluso pudieron detectar el extracto de mejillón molido y filtrado, y los aminoácidos individuales», dijo Belluno.

Para continuar su investigación, los autores del estudio enviaron más petirrojos al laboratorio, solo para descubrir que representaban una especie completamente diferente con rasgos diferentes.

Los dos grupos de muestra de camarones de mar parecían similares, pero los peces recién entregados no excavaron ni encontraron presas enterradas.

«Esta vez, el nuevo camarón de mar no encontró nada, a pesar de comerse fácilmente a la presa en la superficie», dijo Belluno por correo electrónico. «Pensamos que podríamos estar haciendo algo mal, pero resulta que accidentalmente obtuvimos una especie diferente».

Esta confusión ha proporcionado algunos descubrimientos fortuitos a los investigadores. El pez altamente sensible que estudiaron inicialmente pertenecía a una especie conocida como petirrojo marino del norte, o Prionutus carolinus. Los peces que carecían de capacidades sensoriales y utilizaban sus patas principalmente para caminar eran el camarón cebra o Prionotus evolans.

Los camarones de mar fosilizados tenían patas en forma de pala cubiertas de protuberancias llamadas papilas, que se asemejan a las papilas gustativas que se encuentran en nuestra lengua. Mientras tanto, los camarones excavadores tenían patas en forma de bastón sin papilas.

Cuando los científicos estudiaron los peces a nivel genético y compararon cómo evolucionaron sus patas con el tiempo, se dieron cuenta de que las especies excavadoras solo se encontraban en unos pocos lugares, como los bancos de arena de Nueva Inglaterra y la costa superior oriental del Océano Atlántico. Lo que sugiere que el pez desarrolló este rasgo recientemente.

«Creemos que las especies excavadoras y no excavadoras estuvieron separadas por unos 10 (millones) a 20 millones de años, lo que significa que las papilas tuvieron que haber aparecido algún tiempo después», dijo Allard.

Si bien todos los petirrojos marinos tienen apéndices en forma de patas, sólo algunos tienen órganos sensoriales macroscópicos que les permiten saborear el entorno, dijo Kingsley.

La investigación de los autores del estudio reveló que los camarones excavadores dependen de un gen regulador llamado tbx3a, no sólo para desarrollar adaptaciones especializadas de las aletas sino también para formar las papilas que los impulsan a excavar. Según los autores del estudio, Tbx3 también desempeña un papel en el desarrollo de las extremidades en humanos, ratones, pollos y otras especies de peces.

«Este es un pez al que le crecieron patas usando los mismos genes que contribuyen al crecimiento de nuestras extremidades y luego reutilizó esas patas para encontrar presas usando los mismos genes que usa nuestra lengua para saborear la comida, muy salvaje», dijo Belluno.

Pero ¿por qué sólo algunos camarones de mar han desarrollado esta capacidad sensorial? Los investigadores tienen varias hipótesis.

«Una es usar las piernas para descubrir presas enterradas». Esto les brinda una nueva forma de buscar comida que antes, dijo Herbert. «La otra es que caminar en lugar de nadar en algunos entornos puede ser más eficiente energéticamente para los petirrojos».

Los camarones de mar se destacan entre otros peces caminantes porque sus aletas pectorales, también llamadas radios móviles, están muy articuladas y su anatomía esquelética y muscular muestra adaptaciones únicas que les permiten caminar. Universidad de Rhode Island. Los peces también tienen adaptaciones en su sistema nervioso relacionadas con sus patas, lo que indica su función sensorial, dijo Ramsay. No participó en los nuevos estudios.

«Una pregunta común es: ¿estas rayas andantes evolucionaron debido a presiones selectivas (de adaptación) que apoyan la función de caminar, la función sensorial o una combinación de ambas?», dijo Ramsay por correo electrónico. «Estos nuevos estudios proporcionan más evidencia que sugiere que lo más probable es que se trate del último escenario».

Allard inicia su propio laboratorio en la Universidad de Harvard, mientras que Herbert inicia su laboratorio en la Universidad de Chicago. Ambos investigadores dijeron Están interesados ​​en descubrir los mecanismos precisos detrás del desarrollo de los apéndices sensoriales del camarón de mar.