Burgess Shale y Los Planes Corporales de Los Animales

7/21/2019 Burgess Shale y Los Planes Corporales de Los Animales

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INTERPRETANDO LOS PLANOS DE LA VIDA ENTERRADOS BAJO TIERRA:

Burgess Shale y los planes corporales de los aniales!

“Si tan solo por un día nos fuera concedido un deseo maravilloso, muchos científicos elegiríamos un viaje

en el tiempo, para observar de primera mano aquellos mundos que actualmente sólo podemos reconstruir,

fragmento a fragmento, mediante el esfuerzo paciente de miles de mentes en este planeta.”

Julián Monge-Nájera

Discusión sobre la relación entre los artículos “Burgess Shale Faunas and the ambrian !"plosion” de

Simon Conway Morris y “#he emerging conceptual frame$or% of evolutionar& developmental biolog&”

de Arthur Wallace

Laura Catalina Latorre [email protected] - Ana ulido !óme" ae#[email protected]

Interpretación de Burgess Shale

Charles Walcott descubre el yacimiento de %ur$ess Shale en &'&(. Su inter#retación de los

or$anismos descubiertos es un )iel re)le*o de su +isión tradicional de la historia e+oluti+a de la +ida en

el #laneta. De manera un tanto )or"ada intenta hacer enca*ar cada uno de estos or$anismos en

ta,ones actuales en los ph&la de artró#odos an/lidos etc. ara /l era inima$inable #ensar 0ue #lanes

cor#orales y de desarrollo sur$ieran de un momento a otro lo 0ue )ue en %ur$ess Shale debía ser

necesariamente ancestral y #recursor de la di+ersidad de lo 0ue hoy +emos.

1o es sino hasta la d/cada de los setenta 0ue 2arry Whittin$ton y su estudiante Simon ConwayMorris reinter#retan los or$anismos de %ur$ess Shale y desarrollan la com#rensión moderna de la

e,#losión del C3mbrico. 4an le*ana estaba la inter#retación de Walcott de la realidad e+oluti+a de

%ur$ess Shale 0ue se estima 0ue la mayoría de or$anismos allí encontrados #ertenecen a 'h&la 0ue

no tienen re#resentación actual. 5sto su$iere 0ue la e,#losión del C3mbrico es sinónima de la

radiación ada#tati+a m3s increíble en historia de la +ida en el #laneta.

67u/ de #articular entonces tienen los )ósiles de %ur$ess Shale8 5n #alabras del #aleontólo$o

Ste#hen 9ay !ould:

“!stos fósiles canadienses son preciosos porque preservan, con un detalle e"quisito, que va

hasta el (ltimo filamento de la branquia de un trilobites o los componentes de la (ltima comida

en el tubo digestivo de un gusano, la blanda anatomía de los organismos. )uestro registro fósil

es casi e"clusivamente el relato de las partes duras.”

5l C3mbrico tra*o consi$o las “inno+aciones e+oluti+as; m3s dr3sticas de la historia. <ue este

des#lie$ue de )ormas el 0ue #ermitió un sin )in de ada#taciones. La historia e+oluti+a de los

or$anismos #luricelulares se estaba em#e"ando a escribir. La $ran dis#onibilidad de nichos de

interacciones entre or$anismos am#lió las #osibilidades ada#tati+as y de interacción con el ambiente.

= dichas relaciones se +en en este ti#o de )aunas #or #rimera +e". Detalles tan sutiles como la

es#eciali"ación de los te*idos del sistema di$esti+o sólo +ienen a ser re$istrados #or #rimera +e" eneste #eriodo ra"ón #or la 0ue la in)ormación #rocedente del estudio de %ur$ess Shale re#resenta el

re$istro )ósil m3s anti$uo detallado y diciente #ara la reconstrucción de la historia e+oluti+a.

mailto:[email protected]








Planes Corporales: Baupläne

Los #lanes cor#orales de los animales se entienden como un aislamiento mor)oló$ico #ersistente 0ue

con)iere un dise>o es#ecí)ico. Los ph&la en el mundo ima$inario de las clasi)icaciones son la

sumatoria robusta de características anatómicas e in+ariables de un con*unto de or$anismos. Lo cual

su$iere una ar0uitectura ?nica 0ue relaciona a estos or$anismos y +incula elementos de construcción

como la simetría las ca#as embrionarias las ca+idades cor#orales y su desarrollo embrionario.

5l estudio com#arati+o de la embriolo$ía de di+ersos +ertebrados muestra $ran similitud con el #atrón

de desarrollo inicial. Los $enes 2o, sur$en en los or$anismos di#lobl3sticos del #rec3mbrico. ero su

a$ru#amiento en secuencias re#etiti+as #osibilitó el sur$imiento de los tri#lobl3sticos durante el

C3mbrico. 5stas y otras mutaciones 0ue inter+ienen sobre el com#le*o de los $enes 2o, han

#roducido las m3s im#ortantes bi)urcaciones e+oluti+as del reino animal.

Genes H! " la e#plosión del Cá$%rico

n+esti$aciones en $en/tica del desarrollo han demostrado 0ue estos $enes re$uladores son

com#artidos #or la mayoría de los $randes ta,ones de animales. Los e,#erimentos demuestran la

e,istencia de $enes 2o, homólo$os en artró#odos +ertebrados y an/lidos #ero se #uede $enerali"ar

esta homolo$ía en moluscos hemicordados #rotostomos y deuterostomos. 5stos $enes se encar$an

de la acti+ación en el embrión del desarrollo de las estructuras a#ro#iadas #ara las di)erentes

re$iones. Lo im#ortante de estos e,#erimentos es 0ue se #rueba la e,istencia de una $en/tica

homólo$a y com#artida desde el #rec3mbrico #or la mayoría de los seres del reino animal.

5l descubrimiento de este ti#o de $enes re$uladores homólo$os en es#ecies se#aradas hace cientosde millones de a>os demuestran 0ue su +ariación se ha e)ectuado #or una homolo$ía #ro)unda 0ue

act?a como canal #ositi+o encau"ador de la dirección y cambio e+oluti+o.

ecientes estudios sobre las c/lulas de la cresta neural su$ieren 0ue estas se es#eciali"aron tambi/n

en el C3mbrico siendo este un #eriodo de $ran im#ortancia en la estructuración de los #lanes

cor#orales de los or$anismos. 5,hibiendo una e,traordinaria am#litud mor)oló$ica de)iniendo cerca de

la mitad de los #lanes cor#orales b3sicos o dise>os ar0uitectónicos del reino animal 0ue conocemos

actualmente. 5stas c/lulas #ermiten la )ormación del cr3neo del cerebro y de las mandíbulas B#or

tanto la de#redación siendo estas características unas de las m3s im#ortantes #ara de)inir a los

+ertebrados actuales. 5+idenciando así su #rimera a#arición y su se#aración de otras )ormas

#luricelulares e,istentes.

5ntonces 6Cómo inter#retar la e,istencia de los $enes 2o, a la lu" de %ur$uess Shale8

Son los $enes 2o, entonces la ma0uinaria $en/tica m3s anti$ua sobre la cual se montan los

di)erentes #lanes cor#orales. Com#artidos #or +arios ph&la y 0ue dan orden a la a#arición onto$/nica

de las estructuras cor#orales b3sicas de los or$anismos como los conocemos actualmente.

Sin embar$o en los estudios onto$en/ticos actuales no cual0uier +ariación es #osible sino sólo

a0uellas acordes con las restricciones im#uestas #or el #lan de desarrollo. La ?nica e+idencia de 0ue

al$una +e" estas restricciones no )ueron tan )uertes son estos de#ósitos )ósiles del C3mbrico como lo

es el de %ur$ess Shale 0ue +inculan necesariamente mor)olo$ías antes inima$inables.



Ca$%ios Históricos en la Interacción Gen&tica

5l so#orte $en/tico #ara la e,#losión del C3mbrico no debe +erse como la a#arición re#entina de una

$ran di+ersidad de $enes. La di+ersidad $/nica 0ue #ercibimos hoy en los or$anismos es #roducto de

lar$os tiem#os e+oluti+os en los 0ue #rocesos como la selección natural y la deri+a $/nica inter+inieron

#ara “#roducir; nue+os alelos. Durante la e,#losión del C3mbrico estos #rocesos no habían ocurrido ylo 0ue se tenía era un pull b3sico de $enes muy am#lio en sus restricciones de combinación lo 0ue

im#lica la #osibilidad de una $ran di+ersidad de )ormas sin necesidad de una $ran di+ersidad $en/tica.

Se cree 0ue es en este momento en el 0ue deben a#arecer los $enes de control del #lan cor#oral m3s

com#le*os ya 0ue es en este #unto de la historia en el 0ue se establecen los ar0ueti#os animales 0ue

#erduran hasta hoy.

ero m3s im#ortante 0ue el establecimiento de los ar0ueti#os modernos es la com#rensión del ori$en

de los ar0ueti#os en sí mismos. 67u/ debió haber sucedido durante este #eriodo #ara 0ue sur$iera lo

0ue conocemos como #lan cor#oral8 65n 0u/ momento se “enciende; la ma0uinaria de la

#luricelularidad ordenada en un #lan de desarrollo determinado8 5ste encendido re#entino este sur$ir

de la #luricelularidad en el marco de una orden cor#oral )ue lo 0ue #ermitió la e,#losión C3mbrica.

La com#le*i"ación de las )ormas #luricelulares debe ser #osterior a la ad0uisición de la ca#acidad de

or$ani"ación del #lan cor#oral. De ahí el sur$imiento de )ormas tan e,tra>as y #oco e,itosas. Durante

la radiación de )ormas nue+as la e,#resión de estos $enes de #lan cor#oral )ue com#leta )ue total.

Los #rocesos de selección serían #osteriores y #or lo tanto todas las )ormas #osibles se e,#resaron

dando lu$ar a )enoti#os demasiado +ariados. 4al )ue la di+ersidad de )ormas 0ue se e,#resaron lo 0ue

hoy hemos clasi)icado como ph&la inde#endientes e,clusi+os. La inter#retación de estas )ormas

e,tintas debe leerse como un #roceso #osterior a la di+ersi)icación $en/tica de donde #udieron haber

sur$ido.

So%re Ca$%ios 'cológicos " '(oluti(os

Si la di+ersidad del C3mbrico se e,#lica mediante la +acancia de m?lti#les nichos los cambios en el

ambiente deben e,#licar el ori$en de los nichos a ocu#ar. Cual0uier modi)icación ambiental #or

#e0ue>a 0ue )uese #udo haber dis#arado la com#le*idad de al$una red tró)ica 0ue a su +e"#ermitiera la a#arición de nue+os ambientes y nichos. Muchos cientí)icos han hablado de un

incremento en los ni+eles de o,í$eno como ese )actor di)erenciador #ero la +erdad es 0ue nadie se

atre+e a establecer una causa ?nica o es#ecí)ica #ara la e,#losión del C3mbrico. Lo 0ue sí se conoce

con certe"a es 0ue dicha di+ersi)icación debió estar so#ortada #or la ca#acidad $en/tica de e,#resar

)ormas tan +ariadas. La #re$unta es 60u/ dis#aró la e,#resión de )ormas tan +ariadas8

6Cómo se selecciona la e,#resión de un )enoti#o determinado8 6or 0u/ se ensambla el #atrón

cor#oral de una manera y no de otra8 62ace la naturale"a todos los ensayos #osibles y sólo los

+iables #ermanecen así se #or un corto #eriodo8 7u/ es lo 0ue +emos en %ur$ess Shale. Acaso

6todos los intentos de la naturale"a todas las combinaciones $en/ticas #osibles y relati+amente

+iables8 6or 0u/ #ersisten unas y no otras8 Al hablar de interacciones con el ambiente es im#ortante

mirar el e)ecto del mismo a lo lar$o de la +ida de los or$anismos. 1o todo el #otencial $en/tico de los

indi+iduos se e,#resa #ermanentemente. Durante el desarrollo hay a*ustes )enotí#icos 0ue se e,#lican



#or la acti+ación o re#resión de $enes debido a las condiciones del ambiente. 5ste )enómeno #ermite

condiciones de estabili"ación #ara nue+os #atrones de re$ulación 0ue tambi/n se heredan. Dentro de

los #rimeros #atrones de desarrollo establecidos en la e,#losión del C3mbrico la incidencia del

ambiente en la onto$enia debió haber sido bastante im#ortante. Aun cuando los #atrones de desarrollo

no )ueran tan robustos los cambios ambientales de la /#oca #udieron haber #ro#iciado la

di+ersi)icación no sólo a ni+el de nichos ecoló$icos dis#onibles sino de alteraciones e in)luencia sobre

el desarrollo onto$en/tico de los or$anismos.

)eor*a de la In+or$ación " planes corporales co$plejos

Anali"ado desde el #unto de +ista de la teoría de la in)ormación la e,#losión c3mbrica re#resenta un

salto notable en el contenido de la in)ormación del mundo bioló$ico. Cuanto m3s im#robable Bo

com#le*o es el arre$lo hay m3s in)ormación de Shannon o la ca#acidad de trans#ortar in)ormación

en dicho sistema.

na manera de medir el aumento de la in)ormación o com#le*idad de los animales 0ue a#arecieron en

el C3mbrico es e+aluar el n?mero de ti#os de c/lulas 0ue se necesitan #ara la )ormación y desarrollo

de dichos animales.

Figura 1 !scala de complejidad biológica evaluada de acuerdo al n(mero de tipos celulares usados por cada

organismo

Al #resentarse estos nue+os arre$los de ti#os celulares se habría re0uerido a su +e" nue+as #roteínas

y un com#lemento de nue+a in)ormación $en/tica codi)icada en el AD1. A #esar de 0ue las líneas

celulares no son #ro#orcionales al tama>o del $enoma im#lica una com#le*i"ación entre las relaciones

$/nicas de dicha red 0ue #ermite el sur$imiento de esas es#eciali"aciones celulares.

or lo dem3s la e,#losión del C3mbrico y la a#arición de )ormas tan di+ersas como las de %ur$ess

Shale son una muestra )ehaciente de 0ue la e+olución no siem#re lle+a a cabo sus #rocesos de )orma

$radual. La idea tradicional #lanteada #or Darwin de 0ue los or$anismos cambian y e+olucionan a lo

lar$o de lar$os #eriodos $eoló$icos encuentra en %ur$ess Shale un )uerte )undamento de

contradicción. 5l inicio del C3mbrico est3 marcado #or una radiación de #lanes cor#orales tan

re#entina 0ue la mayoría de las )ormas desa#arecen en cortos tiem#os e+oluti+os. Aun0ue Darwin

#lantea 0ue el cambio es $radual %ur$ess Shale #lantea la #re$unta de el sur$imiento del “#otencial

de )ormas; en un corto #eriodo sobre el 0ue actuar3 la selección natural. Al #arecer los ar0ueti#os sí

sur$ieron de manera re#entina en una $ran salto. La e+olución entonces no es lineal y diri$ida hacia

la #er)ección. 1ace de la e,#losión de )ormas 0ue se seleccionan con ra#ide" en el tiem#o $eoló$ico y

0ue cambian de manera $radual o abru#ta de#endiendo del ba$a*e $en/tico y las interacciones con el

ambiente.

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