Aquest descobriment, que ha dut a terme un equip investigador coliderat per la URV, modifica la concepció que es tenia sobre els peixos primitius i demostra que tenien capacitat per habitar altres zones a banda del fons marí

Una recerca coliderada per la URV ha revelat com nedaven els primers vertebrats marins, com els ostracoderms, i els mecanismes hidrodinàmics que els van permetre ser els primers vertebrats en ascendir més enllà del fons marí —colonitzant l’anomenada columna d’aigua— molt abans del què, fins ara, es creia. Després d’exposar models fabricats en 3D d’aquests peixos extints a corrents d’aigua, Francisco Huera-Huarte, investigador del Departament d’Enginyeria Mecànica, juntament amb biòlegs de la Universitat de València i de la Universitat de la República (Uruguay), han determinat que, tot i la seva morfologia, eren uns nedadors prou hàbils per ocupar estrats més propers a la superfície. Els resultats de l’estudi impliquen un canvi en la concepció que es tenia sobre els primers vertebrats marins i ajuden a entendre com van evolucionar per, a la llarga, viure fora de l’aigua.

El devonià és el període geològic en què apareixen els primers insectes i quan els vertebrats, que habitaven el mar, comencen a desenvolupar les extremitats necessàries per sortir-ne. A terra ferma, algunes plantes desenvolupen teixits llenyosos i l’habilitat de reproduir-se mitjançant llavors, fet que va donar lloc als primers boscos de la Terra. Els ecosistemes oceànics, poblats per briozous, braquiòpodes, coralls i trilobits, van propiciar l’aparició dels primers vertebrats, entre els quals hi havia uns peixos anomenats ostracoderms.

Tradicionalment, la literatura científica ha descrit els peixos d’aquesta classe com a nedadors maldestres que es limitaven a reptar pel fons marí, degut al la configuració del seu esquelet. I és que els ostracoderms —nom derivat del grec «pell de closca»— presentaven un exoesquelet rígid que cobria la part davantera del seu cos, limitant-ne la mobilitat. Aquests animals, ja extints, no disposaven de mandíbula, ni tenien cap més aleta que la caudal, és dir, la seva pròpia cua.

Feia temps que investigadors d’arreu del món sospitaven que els ostracoderms havien tingut un paper destacat en la colonització de la columna d’aigua de la zona pelàgica marina o, dit d’un altra manera, aquelles parts del mar que no es troben sobre una plataforma continental, mar endins. No obstant això, els mecanismes natatoris que havien d’haver utilitzat per a expandir el seu hàbitat del fons marí a estrats menys profunds no estaven clars. De fet, els biòlegs atribuïen la colonització de la columna d’aigua a peixos més moderns.

“De seguida que vaig veure un ostracoderm vaig pensar que podia nedar molt bé”, confessa Francisco Huera. Huera no és biòleg, sinó que estudia la dinàmica de fluids, és a dir, com es comporta  l’aire o l’aigua sota una sèrie de condicions, com les que es donen en el vol d’un avió, en el funcionament d’un aerogenerador o en el comportament dels peixos quan neden. L’equip investigador ha treballat amb models a escala real construïts a partir de restes fòssils d’ostracoderms per determinar fins a quin punt la seva morfologia els permetia ascendir més enllà del fons marí.

Al canal d’aigua del Grup de recerca Laboratori d’Interacció Fluid-Estructura (LIFE) de la URV, Huera va exposar els models a corrents d’aigua i va poder determinar el comportament hidrodinàmic dels animals prehistòrics. D’aquesta manera, han demostrat que, encara que els ostracoderms no tenien aletes, disposaven d’un sistema de control bastant sofisticat, que els permetia nedar d’una forma gens primitiva: “Funcionen com un ala delta; la forma del cap genera vorticitat —un corrent rotatori en espiral—, que exerceix una força de sustentació addicional. Aquest mateix mecanisme és el que exploten alguns dels avions més avançats”, explica Huera. Els investigadors han reconstruït la forma més probable en què, aquests peixos, devien nedar: “aletejaven amb l’aleta caudal, a ràfegues, i inclinaven el cap per tal de generar més o menys sustentació”.

La colonització de la columna d’aigua de la zona pelàgica representa una de les transicions més importants en l’evolució de la vida a la Terra. Els resultats de la recerca identifiquen i expliquen els mecanismes mitjançant els quals els primers peixos van aconseguir expandir el seu hàbitat a aquesta zona i demostren que va succeir molt abans del què es pensava, durant la transició entre el període silúric i el devonià. Aquest nou descobriment implica un canvi en la concepció que es tenia sobre els primers vertebrats marins i ajuda a entendre com els vertebrats van evolucionar per, a la llarga, viure fora de l’aigua.

Referència: Botella, H., Fariña, R.A. & Huera-Huarte, F. Delta wing design in earliest nektonic vertebrates. Commun Biol 7, 1153 (2024). https://doi.org/10.1038/s42003-024-06837-8