Escudo umbilical de la rata espinosa africana

Los ratones espinosos producen placas óseas llamadas osteodermos debajo de la piel de sus colas, que se desprenden cuando el animal es atacado, lo que le permite escapar rápidamente. Crédito: Edward Stanley

A diferencia de los cocodrilos, las tortugas, los lagartos, los dinosaurios y los peces, que poseen placas óseas y escamas, los mamíferos han reemplazado durante mucho tiempo el caparazón de sus antepasados ​​con una capa aislante de pelo.

Se cree que los armadillos, que tienen un suculento caparazón defensivo de huesos superpuestos, son la única anomalía viviente. Sin embargo, un nuevo estudio fue publicado en la revista iCiencia Se muestra inesperadamente que los ratones espinosos africanos generan estructuras similares debajo de la piel de su cola, que hasta ahora no se han descubierto en gran medida.

El descubrimiento se realizó durante una tomografía computarizada de rutina de especímenes de museo para OpenVertebrate, una iniciativa para proporcionar modelos 3D de organismos vertebrados a investigadores, educadores y artistas.

«Estaba escaneando un espécimen de ratón del Museo Peabody de Yale, y sus colas se veían anormalmente oscuras», dijo el coautor Edward Stanley, director del Laboratorio de Imágenes Digitales del Museo de Historia Natural de Florida.

Supongamos primero que la decoloración es causada por un defecto introducido durante la conservación de la muestra. Pero cuando analizó las radiografías varios días después, Stanley notó una característica inconfundible con la que estaba familiarizado.

«Todo mi doctorado se centró en el desarrollo de ostodermo en lagartos. Una vez que se procesaron los escaneos de muestra, la cola estaba claramente cubierta de osteodermos».

Las ratas espinosas y huesudas se han observado al menos una vez antes y fueron notadas por el biólogo alemán Jochen Niethammer, quien comparó su arquitectura con la mampostería medieval en un artículo. Publicado en 1975. Niethammer interpretó correctamente las placas como un tipo de hueso, pero nunca dio seguimiento a sus observaciones iniciales, y el grupo fue ignorado en gran medida durante décadas, hasta que los científicos descubrieron otra peculiaridad aparentemente no relacionada con los ratones espinosos.

a Estudio de 2012 Esta rata espinosa comprobada puede regenerar completamente el tejido lesionado sin dejar cicatrices, una habilidad común en reptiles y invertebrados Pero no se conocía previamente en los mamíferos. Su piel también es particularmente frágil y se rasga con casi una cuarta parte de la fuerza necesaria para lesionar la piel de un ratón normal. Pero los ratones espinosos pueden sanar el doble de rápido que sus parientes cercanos.

Los investigadores, con la esperanza de encontrar un modelo para la regeneración de tejido humano, se propusieron mapear las vías genéticas que dan a los ratones espinosos sus extraordinarias habilidades curativas. Uno de estos investigadores, Malcolm Madden, tenía un laboratorio en el edificio frente a la oficina de Stanley.

«Los ratones espinosos pueden regenerar la piel, los músculos, los nervios, la médula espinal y posiblemente incluso el tejido cardíaco, por lo que mantenemos una colonia de estas raras criaturas para la investigación», dijo Madden, profesor de biología en la Universidad de California. Universidad de Florida El autor principal del estudio.

Madden y sus colegas analizaron el desarrollo de los osteodermos de ratones espinosos y confirmaron que, de hecho, son similares a los de los armadillos, pero que probablemente evolucionaron de forma independiente. La osteodermia también es diferente de las escamas de los pangolines o las plumas de los erizos y puercoespines, que están compuestas de queratina, el mismo tejido del que están hechos el cabello, la piel y las uñas.

Hay cuatro géneros de ratones espinosos, todos pertenecientes a la subfamilia Deomyinae. Sin embargo, aparte de las similitudes en ADN Y quizás por la forma de sus dientes, los científicos no han podido encontrar una sola característica que tengan en común clasificar Es este grupo el que lo distingue de otros roedores.

Ante la sospecha de que sus diferencias podrían ser solo profundas, Stanley inspeccionó especímenes de museo adicionales de las cuatro razas. En todos ellos, se encontró que las colas espinosas de los ratones estaban cubiertas por la misma vaina ósea. Los parientes más cercanos de Deomyinae, los jerbos, carecían de osteodermos, lo que significa que el rasgo solo había evolucionado una vez, en el antepasado de los ratones espinosos divergentes anteriores.

La presencia ubicua de osteodermos en el grupo indica que realizan una importante función protectora. Pero cuál podría ser esa función no quedó claro de inmediato, dada otra característica curiosa de los ratones espinosos: sus colas son inusualmente desmontables. La pérdida de cola es tan común en algunas especies de ratas espinosas que aproximadamente la mitad de los individuos de un grupo dado carecen de ella en la naturaleza.

«Eso fue un verdadero rasguño de cabeza», dijo Stanley. Las ratas espinosas son conocidas por poder quitarse la cola, lo que significa que la capa externa de la piel se desprende, dejando atrás músculo y hueso. Las personas a menudo mastican el resto de la cola cuando esto sucede”.

A pesar de su capacidad de regeneración, mover la cola es un truco que las ratas espinosas solo pueden realizar una vez. A diferencia de algunos lagartos, no pueden volver a crecer sus colas, y no todas las partes de la cola se desprenden fácilmente.

Para descubrir por qué los roedores que parecen ambivalentes acerca de mantener sus colas tienen problemas para cubrirlas con una armadura, los autores recurrieron a un grupo de geckos, un cuento de peces igualmente curioso de Madagascar. La mayoría de los geckos carecen de piel ósea, pero como sugiere su nombre, los geckos de cola de pez están cubiertos de placas delgadas superpuestas y, como los ratones espinosos, tienen una piel increíblemente frágil que se desprende a la menor provocación.

Según Stanley, los osteodermos de los peces gecko-tale y los ratones espinosos probablemente actuaron como una especie de mecanismo de escape.

«Si un depredador muerde su cola, el escudo puede evitar que los dientes se hundan en el tejido que está debajo, que no se separa», dijo. La piel exterior y su complemento de revestimiento óseo se retraen de la cola cuando son atacados, lo que permite que el ratón escape rápidamente.

Referencia: «Osteosteoclasts in the Spiny Mouse Mammal Acomys and the Independent Evolution of the Skin Shield» por Malcolm Madden, Trey Polvador, Aroud Polanco, W. Brad Barbazok y Edward Stanley, 24 de mayo de 2023, disponible aquí. iCiencia.
DOI: 10.1016/j.isci.2023.106779