stringtranslate.com

Sarcopterigios

Sarcopterygii ( / ˌ s ɑːr k ɒ pt ə ˈ r ɪ dʒ i . aɪ / ; del griego antiguo σάρξ (sárx)  'carne' y πτέρυξ (ptérux)  'ala, aleta') —a veces considerado sinónimo de Crossopterygii (del griego antiguo κροσσός (krossós)  'franja')— es un clado (tradicionalmente una clase o subclase ) de animales vertebrados que incluye un grupo de peces óseos comúnmente denominados peces de aletas lobuladas . Estos vertebrados se caracterizan por prominentes yemas musculares de las extremidades (lóbulos) dentro de sus aletas , que están sostenidas por esqueletos apendiculares articulados . Esto contrasta con el otro clado de peces óseos, los Actinopterygii , que solo tienen espinas óseas cubiertas de piel que sostienen las aletas.

Los tetrápodos , una superclase de vertebrados principalmente terrestres , ahora se reconocen como evolucionados a partir de ancestros sarcopterigios y están más estrechamente relacionados con los peces pulmonados . Sus aletas pectorales y pélvicas pareadas evolucionaron en extremidades , y su divertículo del intestino anterior eventualmente evolucionó en pulmones que respiran aire . Desde el punto de vista cladístico , esto convertiría a los tetrápodos en un subgrupo dentro de Sarcopterygii y, por lo tanto, en los propios sarcopterigios. Como resultado, la frase "pez de aletas lobuladas" normalmente se refiere no a todo el clado sino solo a los miembros acuáticos que no son tetrápodos.

Los sarcopterigios no tetrápodos fueron en su día los depredadores dominantes de los ecosistemas de agua dulce durante los períodos Carbonífero y Pérmico , pero sufrieron un declive significativo después de la Gran Mortandad . Los únicos sarcopterigios no tetrápodos conocidos son las dos especies de celacantos y seis especies de peces pulmonados .

Características

Guiyu oneiros , el pez óseo más antiguo conocido, vivió durante el Silúrico tardío , hace 419 millones de años). [1] Tiene la combinación de características de aletas radiadas y lobuladas, aunque el análisis de la totalidad de sus características lo coloca más cerca de los peces de aletas lobuladas. [2] [3] [4]

Los primeros peces de aletas lobuladas son peces óseos con aletas carnosas, lobuladas y en pares, que están unidas al cuerpo por un solo hueso. [5] Las aletas de los peces de aletas lobuladas se diferencian de las de todos los demás peces en que cada una de ellas se sostiene sobre un tallo carnoso, lobulado y escamoso que se extiende desde el cuerpo y que se asemeja a un esbozo de extremidad . Las escamas de los sarcopterigios son verdaderas escaloides, que consisten en hueso laminar rodeado de capas de hueso vascular, cosmina (similar a la dentina ) y queratina externa . [6] La estructura física de los tetrapodomorfos, peces que se parecen a los tetrápodos, proporciona información valiosa sobre el cambio evolutivo de la existencia acuática a la terrestre. [7] Las aletas pectorales y pélvicas tienen articulaciones que se asemejan a las de las extremidades de los tetrápodos. Los primeros vertebrados terrestres tetrápodos, organismos anfibios basales, poseían patas derivadas de estas aletas. Los sarcopterigios también poseen dos aletas dorsales con bases separadas, a diferencia de la aleta dorsal única de los peces con aletas radiadas. El cráneo de los sarcopterigios primitivamente tiene una línea de bisagra, pero esta se pierde en los tetrápodos y los peces pulmonados. Los primeros sarcopterigios exhiben comúnmente una cola simétrica, mientras que todos los sarcopterigios poseen dientes que están recubiertos con esmalte genuino .

La mayoría de las especies de peces de aletas lobuladas están extintas. El pez de aletas lobuladas más grande conocido fue Rhizodus hibberti del período Carbonífero de Escocia , que puede haber superado los 7 metros de longitud. Entre los dos grupos de especies actuales, los celacantos y los peces pulmonados , la especie más grande es el celacanto del océano Índico occidental , que alcanza los 2 m (6 pies 7 pulgadas) de longitud y pesa hasta 110 kg (240 libras). El pez pulmonado más grande es el pez pulmonado jaspeado , que puede alcanzar los 2 m (6,6 pies) de longitud y pesar hasta 50 kg (110 libras). [8] [9]

Clasificación

Los taxónomos que se adhieren al enfoque cladístico incluyen a Tetrapoda dentro de esta clasificación, abarcando todas las especies de vertebrados con cuatro extremidades. [10] Las aletas-extremidades encontradas en peces con aletas lobuladas como los celacantos muestran un fuerte parecido con la presunta forma ancestral de las extremidades de los tetrápodos. Los peces con aletas lobuladas aparentemente experimentaron dos caminos evolutivos distintos, lo que llevó a su clasificación en dos subclases: Rhipidistia (que comprende a Dipnoi, o peces pulmonados , y Tetrapodomorpha , que incluye a Tetrapoda) y Actinistia (representada por los celacantos).

Taxonomía

La clasificación que se presenta a continuación sigue a Benton (2004), [11] y utiliza una síntesis de la taxonomía linneana basada en rangos y también refleja relaciones evolutivas. Benton incluyó la superclase Tetrapoda en la subclase Sarcopterygii para reflejar la descendencia directa de los tetrápodos de los peces de aletas lobuladas, a pesar de que a los primeros se les asignó un rango taxonómico más alto. [11]

Evolución

Evolución de los peces de aletas lobuladas
Diente del sarcopterigio Onychodus del Devónico de Wisconsin

Los peces de aletas lobuladas y su grupo hermano, los peces de aletas radiadas , conforman la superclase Osteichthyes , caracterizada por la presencia de vejigas natatorias (que comparten ascendencia con los pulmones) así como por la evolución de un endoesqueleto osificado en lugar de cartílagos como los esqueletos de los acantodios , condrictios y la mayoría de los placodermos . Por lo demás, existen grandes diferencias en las estructuras de las aletas, respiratorias y circulatorias entre los sarcopterigios y los actinopterigios, como la presencia de capas cosmoides en las escamas de los sarcopterigios. Los primeros fósiles de sarcopterigios se encontraron en el Silúrico superior , hace unos 418  Ma . Se parecían mucho a los acantodios (los "peces espinosos", un taxón que se extinguió al final del Paleozoico). A principios y mediados del Devónico (416-385 Ma), mientras los placodermos depredadores dominaban los mares, algunos sarcopterigios llegaron a hábitats de agua dulce.

En el Devónico temprano (416–397 Ma), los sarcopterigios, o peces de aletas lobuladas, se dividieron en dos linajes principales: los celacantos y los ripidistios . Los celacantos nunca abandonaron los océanos y su apogeo fue el Devónico tardío y el Carbonífero , de 385 a 299 Ma, ya que fueron más comunes durante esos períodos que en cualquier otro período del Fanerozoico . Los celacantos del género Latimeria todavía viven hoy en los océanos abiertos y conservaron muchas características primordiales de los antiguos sarcopterigios, lo que les valió la reputación de fósiles vivientes.

Los ripidistios, cuyos antepasados ​​probablemente vivieron en los océanos cerca de las desembocaduras de los ríos y los estuarios , abandonaron el mundo marino y migraron a hábitats de agua dulce. Luego se dividieron en dos grupos principales: los peces pulmonados y los tetrapodomorfos , y ambos desarrollaron sus vejigas natatorias en pulmones que respiran aire. Los peces pulmonados irradiaron hacia su mayor diversidad durante el período Triásico ; hoy en día quedan menos de una docena de géneros, habiendo desarrollado los primeros protopulmones y protoextremidades, adaptándose a vivir fuera de un entorno acuático sumergido hacia el Devónico medio (397-385 Ma). Los tetrapodomorfos, por otro lado, evolucionaron en los estegocéfalos con extremidades completas y más tarde en los tetrápodos completamente terrestres durante el Devónico tardío , cuando la Extinción del Devónico tardío provocó un cuello de botella y una selección en contra de los grupos más adaptados a lo acuático entre los tetrápodos de tallo . [16] [17] Los tetrápodos sobrevivientes sufrieron luego una radiación adaptativa en tierra firme y se convirtieron en los animales terrestres dominantes durante los períodos Carbonífero y Pérmico .

Hipótesis sobre los medios de preadaptación

Hay tres hipótesis principales sobre cómo los peces pulmonados desarrollaron sus aletas rechonchas (protoextremidades).

Pozo de agua en disminución
La primera explicación tradicional es la "hipótesis de la disminución de los abrevaderos" o "hipótesis del desierto", propuesta por el paleontólogo estadounidense Alfred Romer , quien creía que las extremidades y los pulmones pueden haber evolucionado a partir de la necesidad de tener que encontrar nuevos cuerpos de agua a medida que los antiguos abrevaderos se secaban. [18]
Adaptación intermareal
Niedźwiedzki, Szrek, Narkiewicz, et al . (2010) [19] propusieron una segunda hipótesis, la "hipótesis intermareal": que los sarcopterigios pueden haber emergido primero a la tierra desde zonas intermareales en lugar de cuerpos de agua interiores, basándose en el descubrimiento de las huellas de Zachełmie de 395 millones de años , la evidencia fósil más antigua descubierta de tetrápodos. [19] [20]
Adaptación de pantanos y bosques
Retallack (2011) [21] propuso una tercera hipótesis, denominada "hipótesis del bosque": Retallack sostiene que las extremidades pueden haberse desarrollado en cuerpos de agua poco profundos, en bosques, como un medio para navegar en entornos llenos de raíces y vegetación. Basó sus conclusiones en la evidencia de que los fósiles de tetrápodos transicionales se encuentran constantemente en hábitats que antes eran llanuras aluviales húmedas y boscosas. [18] [21]
Huida habitual hacia la tierra
Una cuarta hipótesis, minoritaria, postula que el avance hacia la tierra les permitió obtener más seguridad frente a los depredadores, menos competencia por las presas y ciertas ventajas ambientales que no se encuentran en el agua (como la concentración de oxígeno [24] y el control de la temperatura [26]) , lo que implica que los organismos que desarrollaron extremidades también se adaptaron a pasar parte de su tiempo fuera del agua. Sin embargo, los estudios han descubierto que los sarcopterigios desarrollaron extremidades similares a las de los tetrápodos, adecuadas para caminar bien antes de aventurarse hacia la tierra [29] . Esto sugiere que se adaptaron a caminar sobre el lecho terrestre bajo el agua antes de avanzar hacia la tierra firme.

La historia hasta el final: la extinción del Pérmico

Los primeros tetrapodomorfos, que incluían a los gigantescos rhizodonts , tenían la misma anatomía general que los peces pulmonados, que eran sus parientes más cercanos, pero parece que no abandonaron su hábitat acuático hasta finales del Devónico (385-359 Ma), con la aparición de los tetrápodos (vertebrados de cuatro patas). Los tetrápodos y los megalictíidos son los únicos tetrapodomorfos que sobrevivieron después del Devónico, y este último grupo desapareció durante el Pérmico. [30]

Los sarcopterigios no tetrápodos continuaron hasta finales de la era Paleozoica, sufriendo grandes pérdidas durante el evento de extinción del Pérmico-Triásico (251 Ma).

Filogenia

El cladograma presentado a continuación se basa en estudios compilados por Janvier et al . (1997) para el Tree of Life Web Project , [31] Mikko's Phylogeny Archive [32] y Swartz (2012). [33]

Restauración de la vida de Spalalepis tingi y otra fauna del Silúrico de Yunnan

Véase también

Notas al pie

  1. ^ Los taxones Osteolepida no fueron abordados por Ahlberg y Johanson (1998). [ cita requerida ]

Referencias

  1. ^ ab Zhao, W.; Zhang, X.; Jia, G.; Shen, Y.; Zhu, M. (2021). "El límite Silúrico-Devónico en el este de Yunnan (sur de China) y la restricción mínima para la división entre peces pulmonados y tetrápodos". Science China Earth Sciences . 64 (10): 1784–1797. Bibcode :2021ScChD..64.1784Z. doi :10.1007/s11430-020-9794-8. S2CID  236438229.
  2. ^ Zhu, M.; Zhao, W.; Jia, L.; Lu, J.; Qiao, T.; Qu, Q. (2009). "El osteictio articulado más antiguo revela caracteres gnatóstomos en mosaico". Nature . 458 (7237): 469–474. Bibcode :2009Natur.458..469Z. doi :10.1038/nature07855. PMID  19325627. S2CID  669711.
  3. ^ Coates, MI (2009). "Paleontología: más allá de la edad de los peces". Nature . 458 (7237): 413–414. Bibcode :2009Natur.458..413C. doi : 10.1038/458413a . PMID  19325614. S2CID  4384525.
  4. ^ "Pharyngula – Guiyu oneiros". Blogs de Ciencia (blog). 1 de abril de 2009. Archivado desde el original el 9 de marzo de 2012.
  5. ^ Clack, JA (2002). Ganando terreno . Universidad de Indiana.
  6. ^ Kardong, Kenneth V. (1998). Vertebrados: Anatomía comparada, función, evolución (segunda edición). Estados Unidos: McGraw-Hill. ISBN 0-07-115356-X. Número de publicación:  0-697-28654-1
  7. ^ Clack, JA (2009). "La transición de aleta a extremidad: nuevos datos, interpretaciones e hipótesis de la paleontología y la biología del desarrollo". Revista anual de ciencias de la Tierra y planetarias . 37 (1): 163–179. Bibcode :2009AREPS..37..163C. doi :10.1146/annurev.earth.36.031207.124146.
  8. ^ Froese, Rainer ; Pauly, Daniel (eds.). "Familia Lepidosirenidae". FishBase . Versión de enero de 2009.
  9. ^ "Protopterus aethiopicus". Fishing-worldrecords.com . Peces pulmonados. Archivado desde el original el 3 de agosto de 2011.
  10. ^ Nelson, Joseph S. (2006). Peces del mundo . John Wiley & Sons. ISBN 978-0-471-25031-9.
  11. ^ ab Benton, MJ (2004). Paleontología de vertebrados (3.ª ed.). Blackwell Science.
  12. ^ Haeckel, Ernst Heinrich Philipp August (1892). Lankester, Edwin Ray; Schmitz, L. Dora (eds.). La historia de la creación, o, el desarrollo de la Tierra y sus habitantes por la acción de causas naturales (8ª, ed. alemana). D. Appleton. p. 289. Una exposición popular de la doctrina de la evolución en general, y de la de Darwin, Goethe y Lamarck en particular.
  13. ^ Amemiya, CT; Alfoldi, J.; Lee, AP; Fan, SH; Philippe, H.; MacCallum, I.; Braasch, I.; et al. (2013). "El genoma del celacanto africano proporciona información sobre la evolución de los tetrápodos". Nature . 496 (7445): 311–316. Bibcode :2013Natur.496..311A. doi :10.1038/nature12027. hdl : 1912/5869 . PMC 3633110 . PMID  23598338. 
  14. ^ Lu, Jing; Zhu, Min; Long, John A.; Zhao, Wenjin; Senden, Tim J.; Jia, Liantao; Qiao, Tuo (2012). "El tetrápodo de tallo más antiguo conocido del Devónico inferior de China". Nature Communications . 3 : 1160. Bibcode :2012NatCo...3.1160L. doi : 10.1038/ncomms2170 . hdl : 1885/69314 . PMID  23093197.
  15. ^ Benton, MJ (2005) Vertebrate Paleontología , Blackwell, 3.ª edición, Fig. 2.10 en la página 35 y Fig. 3.25 en la página 73
  16. ^ George R. Mcghee, Jr. (12 de noviembre de 2013). Cuando la invasión de la tierra fracasó: el legado de las extinciones del Devónico. Columbia University Press. ISBN 9780231160575Archivado desde el original el 27 de diciembre de 2019 . Consultado el 1 de marzo de 2016 .
  17. ^ "Proyecto de investigación: La crisis biótica del Paleozoico medio: estableciendo la trayectoria de la evolución de los tetrápodos". Archivado desde el original el 12 de diciembre de 2013. Consultado el 31 de mayo de 2014 .
  18. ^ ab "La transición pez-tetrápodo recibió una nueva hipótesis en 2011". Science 2.0 . 27 de diciembre de 2011 . Consultado el 2 de enero de 2012 .
  19. ^ ab Niedźwiedzki, Grzegorz; Szrek, Piotr; Narkiewicz, Katarzyna; Narkiewicz, Marek; Ahlberg, por E. (2010). "Huellas de tetrápodos del período Devónico Medio temprano de Polonia". Naturaleza . 463 (7277): 43–48. Código Bib :2010Natur.463...43N. doi : 10.1038/naturaleza08623. PMID  20054388. S2CID  4428903.
  20. ^ Barley, Shanta (6 de enero de 2010). «Descubiertas las huellas más antiguas de un vertebrado de cuatro patas». New Scientist . Consultado el 3 de enero de 2010 .
  21. ^ ab Retallack, Gregory (mayo de 2011). "Hipótesis de Woodland para la evolución de los tetrápodos del Devónico". Journal of Geology . 119 (3). University of Chicago Press: 235–258. Bibcode :2011JG....119..235R. doi :10.1086/659144. S2CID  128827936.
  22. ^ Carroll, RL; Irwin, J.; Green, DM (2005). "Fisiología térmica y el origen de la terrestrialidad en vertebrados". Revista Zoológica de la Sociedad Linneana . 143 (3): 345–358. doi : 10.1111/j.1096-3642.2005.00151.x .
  23. ^ ab Hohn-Schulte, B.; Preuschoft, H.; Witzel, U.; Distler-Hoffmann, C. (2013). "Biomecánica y precondiciones funcionales para el estilo de vida terrestre en tetrápodos basales, con especial consideración de Tiktaalik roseae ". Biología histórica . 25 (2): 167–181. Bibcode :2013HBio...25..167H. doi :10.1080/08912963.2012.755677. S2CID  85407197.
  24. ^ Carroll, Irwin y Green (2005), [22] citado en [23]
  25. ^ Clack, JA (2007). "Cambio climático devónico, respiración y el origen del grupo de troncos de los tetrápodos" (PDF) . Biología comparativa e integradora . 47 (4): 1–14. doi :10.1093/icb/icm055. PMID  21672860.[ Se necesita cita completa ]
  26. ^ Clack (2007), [25] citado en [23]
  27. ^ King, HM; Shubin, NH; Coates, MI; Hale, ME (2011). "Evidencia conductual de la evolución de la marcha y los saltos antes de la terrestreidad en peces sarcopterigios". Actas de la Academia Nacional de Ciencias de Estados Unidos . 108 (52): 21146–21151. Bibcode :2011PNAS..10821146K. doi : 10.1073/pnas.1118669109 . PMC 3248479 . PMID  22160688. 
  28. ^ Pierce, SE; Clack, JA; Hutchinson, JR (2012). "Movilidad tridimensional de las articulaciones de las extremidades en el tetrápodo temprano Ichthyostega". Nature . 486 (7404): 523–526. Bibcode :2012Natur.486..523P. doi :10.1038/nature11124. PMID  22722854. S2CID  3127857.
  29. ^ King (2011), [27] citado en [28]
  30. ^ Witzmann, F.; Schoch, RR (2012). "Un pez sarcopterigio megalíctido del Pérmico Inferior (Autuniense) de la cuenca del Sarre-Nahe, Alemania". Geobios . 45 (2): 241–248. doi :10.1016/j.geobios.2011.03.002.
  31. ^ Janvier, Philippe (1 de enero de 1997). "Vertebrata: Animales con columna vertebral". tolweb.org (Versión 01 de enero de 1997 (en construcción) ed.). El proyecto web del árbol de la vida.
  32. ^ Haaramo, Mikko (2003). "Sarcopterigio". Archivo de filogenia de Mikko . Universidad de Helsinki . Consultado el 4 de noviembre de 2013 .
  33. ^ Swartz, B. (2012). "Un tetrápodo marino del Devónico del oeste de Norteamérica". PLOS ONE . ​​7 (3): e33683. Bibcode :2012PLoSO...733683S. doi : 10.1371/journal.pone.0033683 . PMC 3308997 . PMID  22448265. 
  34. ^ Choo, Brian; Zhu, Min; Qu, Qingming; Yu, Xiaobo; Jia, Liantao; Zhao, Wenjin (8 de marzo de 2017). "Un nuevo osteictio del Silúrico tardío de Yunnan, China". PLOS ONE . ​​12 (3): e0170929. Bibcode :2017PLoSO..1270929C. doi : 10.1371/journal.pone.0170929 . ISSN  1932-6203. PMC 5342173 . PMID  28273081. 
  35. ^ "Los peces del sur de China pueden haber evolucionado antes de la 'Era de los Peces'". ScienceDaily.com (Nota de prensa). PLoS. Marzo de 2017. Archivado desde el original el 8 de marzo de 2017 . Consultado el 11 de marzo de 2017 .