Cómo evolucionó la forma de caminar en los mamíferos, según un estudio de Harvard de 300 millones de años

Durante siglos, la ciencia buscó responder una pregunta esencial sobre nuestra historia evolutiva: ¿cómo pasaron los mamíferos de moverse como lagartos a caminar como perros o humanos? Un nuevo estudio, publicado en PLOS Biology, planteó que se trató de un proceso de cambios anatómicos profundos.

El equipo de investigación, liderado por Robert Brocklehurst, ex investigador del Departamento de Biología Organísmica y Evolutiva de la Universidad de Harvard, examinó cómo cambió la forma y el uso del húmero —el hueso superior del brazo— a lo largo de 300 millones de años en los sinápsidos, los antecesores de los mamíferos.

Utilizando modelos tridimensionales avanzados y técnicas computacionales, analizaron más de 200 ejemplares, entre fósiles y especies actuales como mamíferos, reptiles y anfibios. Al estudiar la geometría del húmero, evaluaron propiedades como la longitud, la distribución de masa, la torsión y la palanca muscular, todas asociadas a tipos específicos de movimiento.

“La evolución de los mamíferos se ha caracterizado previamente como una serie de pasos que van desde la extensión, pasando por la semiextensión, hasta la erguida”, explicó Brocklehurst. “Sin embargo, lo que descubrimos fue una progresión evolutiva más no lineal a lo largo de la historia de los mamíferos”.

Uno de los principales hallazgos fue que los primeros sinápsidos, conocidos como pelicosaurios, no caminaban como los reptiles actuales. Tenían una postura propia, con formas de desplazamiento que combinaban torsión del cuerpo y fuerza muscular.

Con el tiempo, distintos grupos como los terápsidos (antecesores más cercanos de los mamíferos) y los cinodontos ensayaron múltiples formas de caminar. Algunas se parecían a la de los mamíferos actuales; otras, no tanto. En lugar de una evolución en línea recta hacia la postura erguida, hubo varios momentos de innovación anatómica.

“Esperábamos ver una progresión ordenada: de pelicosaurios despatarrados a terápsidos un poco más erguidos, luego cinodontos y finalmente mamíferos completamente erguidos”, dijo Brocklehurst. “En cambio, encontramos estallidos de innovación”.

Los investigadores mapearon estos cambios en un “paisaje funcional”, una representación donde las formas del hueso y su rendimiento se traducen en un mapa de picos y valles, que indican qué tan bien adaptado estaba un animal a cierto tipo de movimiento.

“Nuestro trabajo desafía la idea de que la postura cambió de forma gradual y temprana”, afirmó la profesora Stephanie Pierce, autora principal del estudio y curadora de paleontología de vertebrados en el Museo de Zoología Comparada de Harvard. “En cambio, demuestra que la postura erguida y la locomoción fueron una innovación evolutiva tardía, no un rasgo definitorio temprano del linaje de los mamíferos”.

Uno de los datos más llamativos es que los monotremas actuales, como el ornitorrinco y la equidnas, no conservaron la postura antigua de los sinápsidos. Por el contrario, evolucionaron independientemente hacia formas de movimiento adaptadas a la excavación, lo que los llevó a desarrollar configuraciones similares a otras especies, sin compartir el mismo origen evolutivo. Es un ejemplo de convergencia funcional, donde distintas especies llegan a soluciones parecidas por caminos distintos.

“Nuestro estudio demostró que la mayoría de las extremidades de los sinápsidos funcionaban de manera diferente a las de los reptiles modernos”, señaló Kenneth Angielczyk, coautor del estudio y paleontólogo del Museo Field de Chicago. “No son simples copias de reptiles, sino animales distintivos por derecho propio, un poco diferentes de todo lo que está vivo hoy en día”.

Tecnología para estudiar el pasado

Para analizar la gran variedad de formas óseas entre especies separadas por cientos de millones de años, el equipo adaptó herramientas digitales a una nueva escala. Rediseñaron un paquete estadístico en R para crear un sistema de medición de formas anatómicas complejas, capaz de evaluar diferencias funcionales sin depender de una única referencia.

La recolección de datos fue liderada, en parte, por Magdalen Mercado, entonces estudiante de grado en Harvard. Su trabajo incluyó la digitalización de huesos fósiles, contribuyendo a construir una de las bases de datos más amplias de este tipo hasta la fecha.

Aunque el análisis del hueso ofrece muchas pistas, quedan aspectos por descubrir. Los investigadores destacan que el registro fósil no conserva tejidos blandos, como músculos y tendones, fundamentales para entender con mayor precisión el movimiento. El equipo ya trabaja en modelos más completos que incluyen estas variables y permiten simular con mayor detalle cómo se movían estos animales extintos.

“Entender cómo los mamíferos llegaron a caminar erguidos no es solo una cuestión de huesos, se trata de descubrir la historia dinámica de la vida en la Tierra”, concluyó Brocklehurst.