Los insectos, arañas, crustáceos y otros artrópodos evolucionaron sus distintas estructuras corporales. Al rastrear estos patrones hasta los antiguos procesos embrionarios, la investigación descubre una profunda lógica evolutiva detrás de los planes corporales segmentados que definen al grupo animal más diverso del mundo.
Un nuevo estudio realizado por el profesor Ariel Chipman del Instituto Alexander Silberman de Ciencias de la Vida de la Universidad Hebrea de Jerusalem proporciona un modelo novedoso para comprender el desarrollo y la evolución de los planes corporales de los artrópodos, específicamente la disposición de sus partes corporales segmentadas conocidas como tagmata.
Los artrópodos, un grupo que incluye insectos, crustáceos, arañas y ciempiés, representan el filo animal más diverso de la Tierra. Cada grupo de artrópodos se define por una disposición única de tagmata: por ejemplo, los insectos tienen cabeza, tórax y abdomen, mientras que las arañas poseen un cefalotórax y abdomen. Aunque estos planes corporales son ampliamente reconocidos, la forma en que evolucionaron ha sido un misterio durante mucho tiempo.
La investigación del profesor Chipman propone un nuevo modelo de desarrollo que rastrea el origen evolutivo de estas estructuras corporales hasta distintos procesos que ocurren durante el desarrollo embrionario.
Basándose en la biología comparativa del desarrollo, los estudios embriológicos clásicos y los datos del registro fósil de artrópodos, el estudio identifica tres zonas de desarrollo ancestrales de las que se derivan todos los tagmata de los artrópodos. Estos incluyen un conjunto único de segmentos anteriores, una región de la mitad del cuerpo formada dentro de un campo de desarrollo preexistente y una región posterior generada secuencialmente a partir de una zona de crecimiento especializada.
Este modelo no solo desafía las distinciones tradicionales entre el desarrollo de gérmenes cortos y el desarrollo de gérmenes largos, términos que se refieren a cuántos segmentos se definen al principio de la vida de un embrión, sino que también replantea el papel de reguladores genéticos bien conocidos, como los genes Hox, en la definición de la identidad del segmento y el tagma.
Al vincular los mecanismos de desarrollo con la historia fósil de los artrópodos, el estudio ofrece una explicación completa de la gran diversidad de formas de artrópodos. Proporciona un marco claro y unificado para comprender cómo surgieron los complejos y variados planes corporales de los artrópodos a lo largo del tiempo evolutivo.
El profesor Chipman enfatiza que “estos conocimientos abren nuevas preguntas y direcciones para la investigación, especialmente en la identificación de los impulsores genéticos y moleculares de la formación de tagma en todas las especies”.
El estudio es la culminación de más de una década de trabajo en el laboratorio del profesor Chipman sobre los modos de desarrollo en diferentes artrópodos. Representa una síntesis de muchos puntos de datos que se unen para dar una imagen amplia. El estudio también subraya la importancia de los enfoques interdisciplinarios, que unen la biología del desarrollo, la paleontología y la teoría evolutiva, para descubrir los patrones profundos que han dado forma al grupo de animales más diverso de la vida.
El artículo de investigación titulado “The development and evolution of arthropod tagmata”, ya está disponible en Proceedings of the Royal Society B.
Investigador:
Ariel Chipman
Departamento de Ecología, Evolución y Comportamiento, Instituto Silberman de Ciencias de la Vida, Universidad Hebrea de Jerusalem, Israel.
