Parece que los defensores del Diseño Inteligente han retado a PZ Myers a responder a ’10+1′ preguntas sobre biología evolutiva, mientras se encuentra en una próxima visita a Glasgow. PZ ha publicado la lista aquí. Una en particular me llamó la atención, porque mencionaba a los pulmones (el tema de un post mío reciente), así que pensé en intentar responderla yo mismo.
9) Si, como afirman a menudo los darwinistas, las bolsas y crestas faríngeas se consideran realmente como hendiduras branquiales vestigiales (demostrando así nuestra ascendencia compartida con los peces), entonces ¿por qué la región de las «hendiduras branquiales» en los humanos no contiene ni siquiera hendiduras o branquias parcialmente desarrolladas, y no tiene ninguna función respiratoria? En los peces, estas estructuras son, literalmente, hendiduras que forman aberturas para permitir la entrada y salida de agua de las branquias internas que eliminan el oxígeno del agua. En los embriones humanos, sin embargo, las bolsas faríngeas no parecen ser «estructuras antiguas» que se hayan transformado en «estructuras nuevas» (no se desarrollan en estructuras homólogas como los pulmones). Por el contrario, el destino del desarrollo de estas localizaciones incluye una amplia variedad de estructuras que se convierten en parte de la cara, huesos asociados al oído, músculos de la expresión facial, el timo, la tiroides y las glándulas paratiroides (por ejemplo, Manley y Capecchi, 1998).
Apartémonos primero del error realmente flagrante. Nuestro preguntante dice que las bolsas faríngeas «no se desarrollan en estructuras homólogas como los pulmones». ¡Bzzzzzzzt! No es así. Los pulmones no son homólogos a las hendiduras branquiales – no tienen nada que se acerque a una historia evolutiva común. Supongo que se podrían describir los pulmones & las branquias como análogas, porque ambas participan en el intercambio de gases, pero hasta ahí. Los pulmones se formaron como salidas del intestino, no de la faringe.
Vamos a lo más sustancioso. El autor de la pregunta está confundiendo alegremente las bolsas faríngeas con las hendiduras branquiales, presumiblemente para poder montar ese muñeco de paja de «branquias -> pulmones». Las bolsas faríngeas se encuentran de alguna forma en todos los cordados, aunque sólo sea durante el desarrollo embrionario. Como su nombre indica, son orificios salientes de la faringe. Pero no todas perforan la pared del cuerpo ni funcionan en el intercambio de gases. En los cefalocordados como Branchiostoma (personalmente encuentro más eufónico el antiguo nombre de Amphioxus), las bolsas se convierten en hendiduras que atraviesan la pared de la faringe & y se abren a la cavidad corporal circundante (el celoma). Estas estructuras no funcionan en el intercambio de gases – esto tiene lugar a través de la delgada epidermis que cubre el cuerpo del animal & alinea su celoma (que está abierto al mar). En su lugar, las hendiduras faríngeas actúan como un mecanismo de alimentación por filtración, atrapando las partículas de alimento de la corriente de agua que fluye sobre ellas. Lo mismo ocurre con las ardillas de mar.
Sí, en los peces las bolsas faríngeas pasan a empujar hacia el exterior del cuerpo, y los tejidos entre las «hendiduras» se convierten en las barras branquiales de hueso o cartílago que soportan los delicados filamentos de las propias branquias. Esas barras branquiales son importantes, porque podemos rastrear su destino de desarrollo, no sólo en los peces, sino también en las ranas, los reptiles, las aves y los mamíferos. ¿Y qué encontramos?
Los peces sin mandíbula, también conocidos como agnatos -como las lampreas-, tienen boca pero (de forma bastante contraintuitiva) no tienen mandíbulas. Los juveniles se alimentan por filtración, al igual que el Branchiostoma, pero las lampreas adultas muestran tendencias vampíricas, aferrándose a los peces que pasan con sus labios dentados y raspando la presa con una lengua dentada hasta que pueden chupar su sangre. Sin embargo, los estudios embrionarios demuestran que los dos primeros conjuntos de barras branquiales de los agnatos son homólogos a las mandíbulas de todos los demás peces: fueron cooptados para otra función, desde hace mucho tiempo. El primer conjunto formaba los huesos «mandibulares» de la mandíbula, mientras que el segundo se llama arco hio-mandibular & ayuda a unir la mandíbula de un pez con su cráneo. Una de las explicaciones de esta cooptación es que implicó un cambio en la conmutación de los genes Hox, abriendo nuevas formas de obtener alimento. (Una mutación, en otras palabras. Lo cual desmiente en gran medida el viejo argumento, revivido en otra de esas preguntas 10+1, de que las mutaciones son siempre perjudiciales.)
Y podemos rastrear el destino de otros conjuntos de barras branquiales -y los bucles circulatorios asociados- en ranas y reptiles, aves y mamíferos. Las bolsas faríngeas son homólogas a las diversas glándulas pequeñas que se encuentran en el cuello (timo, tiroides y glándulas paratiroides). Los cartílagos de la tráquea y la laringe derivan en última instancia de los tejidos de la barra branquial. ¿Y recuerdan el arco hominominominibular en los peces? Ha acabado siendo el estribo de tu oído medio.
Oh sí, he mencionado las tuberías. En los peces, cada hendidura branquial tiene un conjunto de vasos sanguíneos (5 en la mayoría de los tiburones – en Massey solíamos diseccionarlos como parte de los laboratorios de biología de primer año). Lewis Held (2009) comenta que
Los embriones humanos se toman la molestia de hacer cinco pares de arcos aórticos (que una vez enviaron sangre a cinco pares de branquias) pero luego destruyen dos de ellos por completo**. Esta estupidez de Sísifo sólo tiene sentido como restricción histórica: debe haber sido genéticamente más fácil reconfigurar las tuberías existentes que desecharlas por completo y empezar de nuevo.
(** Los arcos aórticos restantes se convierten en los vasos que llevan la sangre oxigenada a los pulmones, la cabeza y el cuerpo.)
Lewis Held (2009) Quirks of human anatomy: an evo-devo look at the human body. Cambridge University Press. ISBN 978-0-511-59384-0 (libro electrónico, edición Kindle)