La capacidad de los peces para prosperar en el Océano Antártico austral, un entorno caracterizado por temperaturas bajo cero y condiciones extremas, ha intrigado durante décadas a los científicos.
Un estudio liderado por la Universidad Rice ha revelado que una de las claves de este éxito radica en una transformación evolutiva de sus cráneos, que les permitió diversificar sus estrategias de alimentación y ocupar nichos ecológicos variados.
A partir de un único ancestro que llegó desde Sudamérica hace más de 30 millones de años, los nototenioideos —conocidos como peces de hielo— evolucionaron en decenas de especies. Algunas de estas especies se adaptaron a la vida cerca de la superficie, otras al fondo marino y otras a las aguas abiertas, donde la velocidad es esencial para la supervivencia.
El estudio, publicado en las Actas de la Academia Nacional de Ciencias, detalla cómo estos peces no solo reorganizaron los módulos existentes en sus cráneos, sino que incorporaron uno nuevo, lo que les otorgó una flexibilidad evolutiva sin precedentes.
Kory Evans, profesor adjunto de biociencias en la Universidad Rice y autor principal del trabajo, explicó el concepto central de la investigación: “La modularidad suena abstracta, pero la idea es simple. Cuando un cuerpo se fragmenta en bloques semiindependientes, o módulos, esas partes pueden evolucionar por sí solas. Esto les otorga más grados de libertad evolutiva. Y en el caso de los peces de hielo, esto significó que pudieron reajustar sus estrategias de alimentación a medida que la Antártida cambiaba a su alrededor”.
La modularidad, presente en organismos de todo el mundo —como los picos de las aves que evolucionan de manera independiente respecto a las alas, o las extremidades humanas que varían sin afectar otros rasgos—, adquiere en los peces de hielo una dimensión singular. Según el estudio, estos animales no solo reorganizaron los módulos de su cráneo, sino que añadieron uno nuevo, una rareza en el reino animal. Mayara P. Neves, exinvestigadora postdoctoral en el laboratorio de Evans y coautora principal, destacó: “Es inusual. La mayoría de los animales mantienen constante su número de módulos. Los peces de hielo, de hecho, añadieron uno”.
El equipo de investigación utilizó microtomografías computarizadas para analizar más de 170 especies de peces, generando mapas tridimensionales de ocho huesos craneales a lo largo del árbol evolutivo de los nototenioideos. El análisis reveló que estos peces dividieron sus mandíbulas orales en módulos superior e inferior, lo que permitió que ambas partes evolucionaran de manera independiente. Esta innovación facilitó la aparición de mandíbulas especializadas: algunas especies desarrollaron estructuras trituradoras para alimentarse de presas del fondo, mientras que otras perfeccionaron la alimentación por succión, ideal para capturar presas rápidas en aguas abiertas.
“Al desacoplar las mandíbulas, los nototenioideos pudieron modificar la mecánica de succión y mordida sin tener que rediseñar toda la cabeza”, explicó Evans. Esta capacidad de adaptación resultó especialmente valiosa durante los grandes cambios ambientales del Océano Austral, como el surgimiento de la Corriente Circumpolar Antártica, los episodios de glaciación y las oscilaciones entre periodos de congelamiento y deshielo.
Durante las fases de inestabilidad climática, el estudio observó que las correlaciones entre los huesos craneales se debilitaban, permitiendo que elementos clave, como el maxilar —fundamental para la alimentación por succión—, evolucionaran a mayor velocidad. Evans subrayó: “El ritmo del maxilar sobresalía. Pequeños ajustes en la forma pueden redefinir la forma en que un pez atrapa a su presa”.
El origen de esta historia evolutiva se remonta a un ancestro que, al migrar hacia el sur, contaba con una ventaja crucial: proteínas anticongelantes en la sangre. Evans ilustró la magnitud de esta adaptación con una analogía: “Imaginen arrojar todos los peces tropicales de Florida a Alaska en diciembre. La mayoría moriría. Pero un pez tenía anticongelante en la sangre, así que se quedó. Sin competencia, se propagó en todas estas nuevas formas”.
Para el equipo de la Universidad Rice, el caso de los peces de hielo trasciende la biología antártica y ofrece una perspectiva sobre la capacidad de la vida para adaptarse al cambio. Evans concluyó: “La modularidad no solo acompañó a la diversificación. Probablemente la hizo posible en uno de los entornos más hostiles de la Tierra”.
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