La armadura secreta de los ratones espinosos africanos

Los ratones espinosos producen placas óseas debajo de la piel de sus colas, llamadas osteodermos, que se desprenden cuando un animal ataca, lo que les permite escapar rápidamente. Crédito: Imagen de Edward Stanley

A diferencia de los cocodrilos, las tortugas, los lagartos, los dinosaurios y los peces, que tienen placas óseas y escamas, hace mucho tiempo que los mamíferos reemplazaron su armadura ancestral por una capa aislante de pelo.

Con un caparazón protector y flexible de huesos superpuestos, se cree que los armadillos son la única anomalía viviente. Sin embargo, una nueva investigación publicada en la revista iCiencia: muestra inesperadamente que los ratones espinosos africanos crean estructuras similares debajo de la piel de sus colas que hasta ahora han pasado desapercibidas.

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

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

Inicialmente planteó la hipótesis de que la decoloración fue causada por una imperfección en el almacenamiento de la muestra. Pero cuando analizó las radiografías unos días después, Stanley notó una característica inconfundible con la que estaba familiarizado.

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

Los osteodermos espinosos de ratón se han observado al menos una vez antes, y fueron observados por el biólogo alemán Johann Niethammer, quien en un artículo comparó su arquitectura con las piedras medievales. fue publicado en 1975. Niethammer interpretó correctamente las placas como un tipo de hueso, pero nunca siguió sus observaciones originales, y el grupo fue ignorado durante varias décadas hasta que los científicos descubrieron otra característica aparentemente no relacionada de los ratones espinosos.

a estudio 2012 Se ha demostrado que los ratones espinosos pueden regenerar completamente el tejido dañado sin dejar cicatrices, lo cual es característico de los reptiles y invertebrados pero previamente desconocido para los mamíferos. Su piel también es particularmente frágil, ya que se desgarra con una cuarta parte de la fuerza necesaria para dañar la piel de un ratón normal. Pero los ratones espinosos pueden curarse el doble de rápido que sus parientes.

Los investigadores que esperan encontrar un modelo para la regeneración de tejido humano han comenzado a mapear las vías genéticas que dan a los ratones espinosos poderes curativos inusuales. Uno de esos investigadores, Malcolm Madden, tenía un laboratorio en el edificio al otro lado de la calle de 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. Universidad de Florida y autor principal del estudio.

Madden y sus colegas analizaron el desarrollo de los osteodermos espinosos de ratón y confirmaron que, de hecho, son similares a los armadillos, pero probablemente evolucionaron de forma independiente. Los osteodermos también difieren de las escamas de los pangolines o las conchas de los erizos y puercoespines en que están hechos de queratina, el mismo tejido que forma el cabello, la piel y las uñas.

Hay cuatro géneros de ratones espinosos, todos pertenecientes a la subfamilia Deomyinae. Aparte de sus similitudes sin embargo ADN: y tal vez la forma de sus dientes, los científicos no han podido encontrar una sola característica común tipos de este grupo que los distingue de otros roedores.

Ante la sospecha de que sus diferencias podrían ser superficiales, Stanley escaneó especímenes de museo adicionales de los cuatro sexos. En cada uno, encontró que las colas de los ratones espinosos estaban cubiertas por la misma vaina ósea. Los parientes más cercanos de Deomyinae, los jerbos, carecían de osteodermos, lo que significa que el rasgo probablemente evolucionó solo una vez, en el antepasado de varios ratones espinosos.

La ubicuidad de los osteodermos en el grupo sugiere que cumplen una importante función protectora. Sin embargo, cuál podría ser esa función no fue inmediatamente obvia debido a otra característica de los ratones espinosos: sus colas son inusualmente desmontables. La pérdida de colas es tan común en algunas especies de ratones espinosos que se ha demostrado que casi la mitad de los individuos de una determinada población no las tienen en estado salvaje.

«Fue un verdadero dolor de cabeza», dijo Stanley. “Se sabe que los ratones espinosos pueden enguantar sus colas, lo que significa que la capa externa de la piel se desprende, dejando músculo y hueso. Las personas a menudo se muerden el resto de la cola cuando esto sucede”.

A pesar de sus poderes regenerativos, mudar la cola es un truco que los ratones espinosos solo pueden realizar una vez. A diferencia de algunos lagartos, no pueden volver a crecer sus colas y todas las partes de la cola no se separan fácilmente.

Para descubrir por qué los roedores, que parecen ambivalentes acerca de mantener sus colas, hacen todo lo posible para cubrirlas con una armadura, los autores recurrieron a un grupo de peces igualmente extraños, los gecos mágicos de Madagascar. La mayoría de los geckos carecen de osteodermos, pero como sugiere su nombre, los geckos de peces de hadas están cubiertos de placas delgadas superpuestas y, como los ratones espinosos, tienen una piel increíblemente frágil que se muda a la menor provocación.

Según Stanley, los osteodermos de los gecos y los ratones espinosos probablemente funcionan como un mecanismo de escape.

«Si un depredador muerde la cola, la armadura puede evitar que los dientes se hundan en el tejido subyacente, que no se desprende», dijo. La piel exterior y su cubierta ósea complementan la cola durante un ataque, lo que permite que el ratón escape rápidamente.

Referencia. «Osteodermos en mamíferos, el ratón espinoso Acomys y la evolución independiente de la armadura cutánea» por Malcolm Madden, Trey Polvador, Arod Polanco, V. Por Brad Barbazuk y Edward Stanley 24 de mayo de 2023 iCiencia:.
DOI: 10.1016/j.isci.2023.106779