Macroevolución de la Fórmula Falangeal en Tetrapoda: pasos iniciales de un estudio comparativo Integral desde la Biología Teórica

FONTANARROSA, G.; DUPORT BRU, A.S.; TAMBUSSI, C.P.; DOS SANTOS, D.A.; GARCÍA LÓPEZ, D.; RASSKIN GUTMAN, D.; ABDALA, F.; CASSINI, G.; GELFO, J.N.; FRATANI, J.; DAZA, J.D.; CARRIL, J.; ARISTIDE, L.; CARRIZO, L.; VIGLINO, M.; SÁNCHEZ, M.; FERNANDEZ BLANCO, M.V.; EZCURRA, M.; MORALES, M. ; VERA, M. ; TOLEDO, N.; TETA, P. ; BONA, P. ; DE MENDOZA, R.S. ; CARDOZO, S.; LUCERO, S. ; KÜMMEL, S. ; SEGURA, V. ; BROSSIG, V.

La Plata

Congreso; V Reunión Argentina de Biología Evolutiva (RABE V); 2023

Sociedad Argentina de Biología Evolutiva (SABE) y Facultad de Ciencias Naturales y Museo (UNLP)

El origen del acropodio (región del autopodio formada por las falanges) junto con el metapodio (metacarpales y metatarsales) representó un gran hito evolutivo en el contexto de la transición de aletas a miembros en los rhipidistios coanados. Los tetrápodos actuales tienen cinco dígitos o menos. Sin embargo, entre los primeros tetrápodos (sensu lato) del Paleozoico tardío, se superó esa cantidad (polidactilia). El número de falanges por dígito varía ampliamente y puede codificarse mediante una Fórmula Falangeal (FF) que indica el número secuencial de falanges por dedo. Aquí presentamos un proyecto que involucra a evolucionistas teóricos y especialistas de diferentes linajes de tetrápodos, cuyo objetivo es producir una base de datos de FFs a gran escala en términos de resolución taxonómica y temporal. Una base de datos de estas características es imprescindible para estudiar la evolución morfológica de los miembros de los tetrápodos. Proponemos tres líneas principales de estudio: i) análisis de patrones de ocupación del morfoespacio; ii) análisis del tiempo y modo evolutivo mediante el estudio de sus trayectorias evolutivas utilizando la teoría de redes; y iii) análisis de modelos de generación de formas que expliquen la diversidad de fórmulas falangeales. Considerando esta tercera línea de análisis, proponemos representar las FFs del acropodio como una matriz bidimensional utilizando como ejes la dimensión lateral para el arreglo secuencial de los dedos (eje X) y la dimensión proximodistal para la organización secuencial de las falanges dentro de cada dígito (eje Y). Tratando cada falange como una unidad estructural discreta y observando sus relaciones de proximidad, se describe la conectividad local de cada falange mediante una sub-matriz binaria de 3x3. Este enfoque utiliza el concepto de vecindad para explorar reglas locales que podrían influir en la formación de las falanges durante el desarrollo embrionario. Dada la sub-matriz de 3x3 en la que cada una de sus 9 celdas está o no ocupada por una falange, existen 512 diseños posibles (2^9) o sub-matrices topológicamente distintas. Por ejemplo, en la FF plesiomórfica de la mano de los amniotas (2-3-4-5-3) se identificaron 19 diseños específicos. Algunos de estos diseños muestran una simetría inherente, indicando posibles ejes que atraviesan determinadas falanges que podrían ser críticos para la evolución del desarrollo de la FFs. De esta manera, pretendemos detectar caracteres compartidos (patrones) en la FFs de tetrápodos mediante el análisis de todos sus elementos y de los diseños que derivan de su disparidad morfológica, así como medir la simetría en términos de conteo y topología, priorizando las relaciones entre los elementos del acropodio sin considerar otros atributos como la forma (incluyendo el tamaño). Esta línea de análisis podría derivar en el estudio de patrones de simetría que permanecen ocultos para otras abstracciones de la forma. Además, este enfoque podría proporcionar información sobre restricciones topológicas impuestas en diferentes falanges por su ubicación en el espacio ortogonal del acropodio.