De aletas a dedos: el viaje evolutivo que definió la anatomía humana

La pregunta sobre por qué los humanos tienen cinco dedos en manos y pies ha captado la atención tanto de la ciencia como de la cultura popular. Investigaciones recientes, citadas por Popular Science, señalan que la respuesta se encuentra en la historia evolutiva de los tetrápodos, los ancestros comunes de todos los vertebrados terrestres, quienes descienden de los peces.

De acuerdo con este medio, científicos han logrado vincular esta característica corporal con cambios genéticos específicos producidos hace aproximadamente 360 millones de años, lo que aporta nuevas perspectivas sobre la razón biológica de nuestra estructura anatómica presente.

Tetsuya Nakamura, profesor asociado de genética en la Universidad de Rutgers y participante en los estudios citados, explicó a Popular Science que el origen de los tetrápodos se remonta a los peces. “Si preguntas, ‘¿de dónde venimos?’, nuestro ancestro común fue un pez”, señaló el experto.

Durante el periodo Devónico, hace unos 360 millones de años, algunos de estos peces evolucionaron para desarrollar extremidades con un número variable de dedos, llegando a tener hasta ocho en cada extremidad. Con el tiempo, los descendientes de estos primeros tetrápodos adoptaron un patrón genético de cinco dedos en cada extremidad, una característica que persiste en más del 99% de los vertebrados terrestres existentes.

El papel de los genes Hox y la edición genética

El diseño corporal de cinco dedos se encuentra codificado en los genes Hox, una familia de genes encargada de determinar la posición de órganos y extremidades durante el desarrollo. Desde etapas tempranas de la evolución de los tetrápodos, esta disposición de cinco dedos se convirtió en el modelo básico, presente en mamíferos, aves, reptiles y anfibios.

Popular Science destaca que incluso especies alejadas del patrón humano, como ballenas y leones marinos, poseen estructuras óseas internas en sus aletas correspondientes a cinco dedos, mientras que los murciélagos presentan dedos alargados unidos por membranas, esenciales para el vuelo. En el caso de animales como caballos y aves, los embriones inicialmente presentan cinco dedos, aunque posteriormente estos se reducen o transforman a medida que avanza el desarrollo y se alcanza la adultez.

Este funcionamiento de los genes Hox fue evidenciado experimentalmente en 2016, cuando un equipo de científicos de la Universidad de Chicago, junto con la participación de Nakamura, utilizó técnicas de edición genética como CRISPR-Cas para alterar genes vinculados con el desarrollo de extremidades en peces de acuario, como el pez cebra y el medaka.

Comparando células embrionarias de peces modificados con las de ratones, los investigadores identificaron una conexión genética que explica cómo los mismos genes Hox responsables de las aletas permiten la formación de los dedos en los vertebrados terrestres. “Descubrimos que nuestros dedos y los radios de las aletas de los peces usan los mismos genes Hox y sus funciones para desarrollarse”, afirmó Nakamura a Popular Science.

Excepciones y dudas pendientes

No obstante, la naturaleza presenta algunas excepciones a este patrón. El fenómeno conocido como polidactilia, en el que una persona nace con más de cinco dedos en manos o pies, ocurre en uno de cada 500 a 1.000 nacimientos, según Popular Science. Esta variación se relaciona con la sobreexpresión de un gen llamado sonic hedgehog. Asimismo, en algunas especies como aves y caballos, los embriones muestran inicialmente cinco dedos, pero la cantidad se reduce o se transforma en etapas posteriores del desarrollo.

La relación evolutiva entre peces y tetrápodos abarca otros aspectos, además de los cinco dedos. Nakamura señala en Popular Science que estructuras como las extremidades posteriores de los vertebrados terrestres tienen su origen en las aletas pélvicas de los peces ancestrales, y que los hombros se formaron a partir de arcos branquiales de los peces.

Un avance crucial fue la aparición del cuello. “Aunque los peces no tienen cuello, durante la evolución los humanos separamos el hueso del cráneo de la cintura escapular, generando espacio para el cuello”, mencionó Nakamura. Esta transformación permitió que la cabeza adquiriera independencia de movimiento respecto al cuerpo, facilitando acciones como la caza y la observación del entorno. “Tomamos las estructuras existentes en las aletas de los peces y nuestros cuerpos transformaron ese desarrollo hacia tejidos similares a dedos, más aptos para la vida terrestre”, añadió el investigador.

A pesar de los avances, Popular Science subraya que existen importantes preguntas aún sin resolver sobre cómo los radios de las aletas evolucionaron exactamente en dedos y sobre los mecanismos moleculares involucrados. El desarrollo de herramientas como CRISPR-Cas9 permite a la comunidad científica avanzar en la identificación precisa de los genes y procesos responsables, y se espera que futuras investigaciones arrojen luz sobre los detalles que quedan pendientes.

Aún se debate el motivo exacto por el que la mayoría de los vertebrados, incluyendo los seres humanos, contamos con cinco dedos en cada extremidad. Más allá de su valor evolutivo, esta particularidad ha influido en la cultura y permanece en la memoria colectiva, como se refleja en canciones infantiles y juegos populares, según apunta Popular Science.