El bagre acorazado, perteneciente a la familia Loricariidae, es un grupo cautivador de peces de agua dulce famosos por sus discos orales únicos. Estas estructuras especializadas, formadas por los labios superior e inferior, les permiten adherirse sin esfuerzo a diversas superficies naturales o artificiales, como por ejemplo las rocas lisas o los cristales de los acuarios.
Esta notable habilidad les permite prosperar en diversos ambientes acuáticos y juega un papel crucial en su alimentación y supervivencia. Sin embargo, a pesar de las extensas investigaciones sobre los mecanismos de unión de algunas especies, la mayoría de los loricáridos siguen siendo un misterio. Esto es particularmente cierto en términos del análisis comparativo de sus discos orales, que abarcan una fascinante diversidad de papilas (proyecciones pequeñas y blandas) y unculi (proyecciones pequeñas y córneas).
En un estudio histórico, un equipo de investigadores del Leibniz Institute for the Analysis of Biodiversity Change (LIB) estudió los discos orales de 67 especies de loricáridos que habitan en diversas condiciones naturales y de sustrato. Sus hallazgos revelaron una diversidad notable, con cuatro tipos distintos de papila y ocho tipos distintos de unculi identificados. Estas variaciones en forma y tamaño sugieren un proceso evolutivo dinámico que implica evolución convergente, donde rasgos similares evolucionan de forma independiente en diferentes especies debido a presiones ecológicas similares.
Diversidad morfológica
La diversidad morfológica del bagre acorazado es abrumadora, con más de 1,000 especies conocidas. Las hembras y los machos a menudo difieren en su apariencia, lo que hace que la investigación sea aún más desafiante. Además, algunas especies sufren cambios significativos en su morfología a lo largo de su vida hasta alcanzar la madurez.
Los investigadores se sorprendieron al descubrir varias bocas de succión, que están equipadas con pequeñas protuberancias cubiertas de limo llamadas papilas. “Se trata de especies de peces con una relación relativamente estrecha. Por tanto, esperábamos una o dos estructuras adhesivas diferentes, pero no más. Nunca hubiéramos pensado descubrir tal variedad de estructuras de unión, no sólo en lo que respecta a las papilas sino también a sus puntas”, resume el Dr. Wencke Krings, científico del LIB y autor principal.
«Ahora esperamos una diversidad aún mayor en las estructuras adhesivas cuando examinemos más especies», enfatiza Daniel Konn-Vetterlein, también miembro del equipo de autores. Él conoce bien la ecología de estos animales, ya que los observa y estudia en su hábitat natural durante sus expediciones a América del Sur. En este contexto, cabe destacar cómo se recolectaron los animales para el estudio: los entusiastas de los acuarios proporcionaron de buen grado ejemplares que con el paso de los años murieron de forma natural.
Relación entre el cambio de hábitat y características del disco oral
Sorprendentemente, el estudio no encontró una correlación clara entre los cambios de hábitat y la evolución de características específicas del disco oral. Este hallazgo inesperado indica que la diversidad de las estructuras de los discos orales puede estar impulsada por factores que van más allá de la simple especialización del hábitat, lo que podría implicar interacciones complejas con la dieta, el comportamiento y la historia evolutiva.
Mediante un análisis cuidadoso de las propiedades materiales de las papilas y los unculi, los investigadores obtuvieron información valiosa sobre sus posibles funciones funcionales. Al estudiar tanto especímenes frescos como especímenes preservados, pudieron hacer inferencias sobre la dureza, flexibilidad y otras características de estas estructuras. Esto, junto con sus variadas formas, les permitió proponer hipótesis sobre cómo estas características del disco oral interactúan con diferentes tipos de sustratos naturales, lo que potencialmente permite que diferentes especies se especialicen en nichos ecológicos específicos.
Las estructuras responsables de la adhesión en la boca del bagre no eran del todo nuevas para los investigadores: “Aquí encontramos formas que ya conocemos de los insectos. Insectos, peces, calamares: muchos animales que se adhieren a las superficies están equipados con estructuras similares”, explica Wencke Krings. En el bagre acorazado, estas estructuras están además cubiertas de limo, lo que también aumenta la capacidad de fijación mediante adherencia además del vacío.
Diferencia en las papilas
Los investigadores identificaron cuatro formas diferentes de estas papilas en los animales. Las puntas de estas papilas son aún más diversas: el equipo observó ocho variaciones diferentes que se alinean con las estructuras adhesivas conocidas. El profesor Stanislav Gorb de la Universidad de Kiel, experto en estructuras adhesivas biológicas, explicó la adaptación funcional de las papilas del bagre a las superficies de sustrato correspondientes en la naturaleza.
Conclusión
Wencke Krings recibió el apoyo del profesor Bernhard Hausdorf, jefe de la sección de moluscos del Museo Natural de Hamburgo. Ambos suelen estar especializados en caracoles, pero no se encuentran en terrenos totalmente desconocidos. Como siempre, la evolución de los animales está en el centro de su investigación. En este proyecto, Hausdorf se encargó de reconstruir la evolución de las estructuras adhesivas a lo largo de la historia evolutiva. “La distribución de estructuras adhesivas en el árbol filogenético muestra que diferentes estructuras adhesivas han evolucionado de forma independiente varias veces. Quizás factores de selección similares, como el sustrato natural al que se adhieren los animales, hayan conducido al desarrollo paralelo de estructuras similares”, añade Hausdorf.
Los hallazgos del estudio mejoran significativamente nuestra comprensión del fascinante mundo del bagre acorazado; sin embargo, el estudio abre numerosas vías nuevas de exploración: ¿qué más pueden hacer los animales con la boca además de succionar? ¿Qué boca es especialmente adecuada para qué hábitat? ¿Cómo afrontan estos animales territorialmente leales los cambios en sus ecosistemas? Estas son preguntas que podrían ser respondidas por futuros estudios de los investigadores.
Contacto
Dr Wencke Krings
Leibniz Institute for the Analysis of Biodiversity Change
Museum of Nature Hamburg
Research Associate Section Mammalogy/Paleoanthropology
W.KRINGS@LEIBNIZ-LIB.DE
Referencia (acceso abierto)
Krings W, Konn-Vetterlein D, Hausdorf B, Gorb SN: Holding in the stream: convergent evolution of suckermouth structures in Loricariidae (Siluriformes). Frontiers in Zoology 20, Article number: 37 (2023).
