Por qué los cocodrilos tienen tantos bultos

Los cocodrilos, a menudo considerados criaturas temibles, esconden un secreto fascinante en su piel: un patrón de escamas único que ha desconcertado a los científicos durante décadas. A diferencia de las escamas suaves y pulidas de serpientes y lagartos, los cocodrilos presentan una piel áspera y abultada, especialmente en la cabeza. Este rasgo se ha revelado como el resultado de un proceso mecánico y no genético, desafiando el entendimiento tradicional sobre el desarrollo de los apéndices cutáneos en animales.

Durante años, los científicos asumieron que la formación de escamas en los cocodrilos seguía las mismas reglas genéticas que regulan la aparición de pelo, plumas y escamas en otros reptiles. Sin embargo, un estudio publicado el pasado miércoles 11 de diciembre en la revista Nature demostró que el desarrollo de las escamas en la cabeza de los cocodrilos es diferente.

En los cocodrilos, las escamas del cuerpo nacen mediante un patrón genético de puntos de alta expresión durante el desarrollo embrionario, donde ciertos genes se activan en regiones específicas para formar estructuras como pelo o escamas. Sin embargo, las escamas de la cabeza no siguen este esquema genético convencional.

Los investigadores descubrieron que estas escamas se forman a través de un proceso mecánico denominado plegado por compresión, que ocurre cuando la piel crece más rápido que el hueso subyacente y, al volverse más elástica o rígida, se pliega de manera natural. Este mecanismo físico genera patrones geométricos irregulares, responsables del aspecto característico de la cabeza de los cocodrilos.

La diferencia entre los patrones de escamas en el cuerpo y la cabeza de los cocodrilos destaca un fenómeno evolutivo poco común. Según explicó Michel Milinkovitch, biólogo físico de la Universidad de Ginebra y coautor del estudio en una entrevista con Popular Science, esta divergencia muestra que la evolución de las escamas en la cabeza de los cocodrilos no requiere mutaciones genéticas complejas.

En cambio, pequeñas variaciones en las propiedades mecánicas de la piel, como su elasticidad y tasa de crecimiento, son suficientes para producir patrones escamosos específicos. El equipo de investigación demostró que modificaciones en estas propiedades pueden explicar la diversidad de patrones observados en las distintas especies de cocodrilos. Esto sugiere que la evolución puede depender de mecanismos simples y no siempre de cambios genéticos complejos.

Llegar a esta conclusión no fue fácil. Debido a la dificultad de obtener embriones de cocodrilo para el estudio, Milinkovitch y su equipo tardaron más de una década en reunir suficientes muestras para investigar. Utilizaron simulaciones por computadora y técnicas avanzadas de modelado 3D para recrear el proceso de formación de las escamas en tiempo real.

Mediante estas simulaciones, comprobaron que el crecimiento diferencial de la piel y el hueso produce el efecto de pliegue por compresión que da lugar a las escamas. La investigación mostró que este proceso mecánico es similar a fenómenos que ocurren en otros sistemas naturales, como la formación de arrugas en hojas de plantas o en superficies de minerales sometidos a presión.

Otro aspecto crucial del estudio fue la creación de una nueva técnica para teñir el colágeno, la proteína principal que conforma la piel y los tejidos conectivos. Este desarrollo permitió a los científicos observar cómo el colágeno otorga propiedades mecánicas específicas a la piel de los cocodrilos, ayudándola a resistir deformaciones mientras se pliega.

La técnica de tinción desarrollada por el equipo ya está siendo adoptada en investigaciones biomédicas, particularmente en estudios sobre tumores cancerosos y envejecimiento de la piel. Comprender cómo el colágeno influye en la elasticidad y rigidez de la piel podría llevar a avances en tratamientos médicos y estéticos en humanos.

El hallazgo de que el desarrollo de las escamas de la cabeza de los cocodrilos es mecánico y no genético cambia la comprensión tradicional del desarrollo embrionario. Este descubrimiento muestra que los procesos físicos pueden desempeñar un papel mucho más relevante de lo que se pensaba en la evolución y la formación de patrones biológicos.

Además, el estudio proporciona una nueva perspectiva sobre la relación evolutiva entre cocodrilos, aves y dinosaurios, que comparten un ancestro común. La investigación sugiere que algunos de los rasgos observados en estas especies pudieron haber surgido mediante mecanismos similares, lo que abre nuevas líneas de investigación en biología evolutiva y desarrollo embrionario.

Como afirmó Milinkovitch en la entrevista con Popular Science: “La mecánica juega un papel muy importante en el desarrollo embrionario y los investigadores en biología y física se están dando cuenta poco a poco de ello. Sigan siendo curiosos, miren a su alrededor, hay muchos aspectos del mundo viviente que no entendemos”.

El misterio de los bultos en la piel de los cocodrilos ha sido finalmente resuelto, mostrando que la naturaleza combina procesos mecánicos y biológicos de manera extraordinaria. Lo que parecía ser una simple peculiaridad estética se ha convertido en un ejemplo fascinante de cómo funcionan las leyes físicas en la biología, desafiando la comprensión genética tradicional y abriendo nuevas puertas a la ciencia.