Los lagos, arroyos y acuíferos de toda América del Norte están plagados de salamandras de todas las formas y tamaños. Sin embargo, para la mayoría de las personas, encontrar un anfibio de 2 pies de largo en el este de Estados Unidos puede parecer un cuento fantástico.

Pero las salamandras gigantes son más comunes de lo que piensas. El maestro del infierno oriental (Criptobranchus alleganiensis), que puede crecer hasta 29 pulgadas de largo, es la salamandra más grande nativa de América del Norte y la cuarta más grande del mundo. Y a diferencia de la mayoría de las salamandras, pasa toda su vida en el agua.

Sin embargo, ¿cómo evolucionaron estas salamandras gigantes para crecer varios pies de largo cuando la mayoría de sus parientes sólo alcanzan 4 a 6 pulgadas ¿en longitud? Esta pregunta ha fascinado a los científicos durante mucho tiempo, y la respuesta podría estar en la historia evolutiva de los enormes anfibios.

Si bien comparten muchas similitudes genéticas con otros anfibios, las salamandras gigantes como el maestro infierno han desarrollado adaptaciones genéticas únicas que les permiten ser principalmente acuáticas. Algunos expertos dicen que estas adaptaciones son las que los llevaron a crecer tan gigantescamente como lo son hoy.

«Están estos animales de gran tamaño que viven en entornos acuáticos permanentes similares a corrientes de agua y les va bastante bien allí», dice Dave Weisrock, profesor de biología de la Universidad de Kentucky que ha pasado años estudiando a los maestros infernales en su hábitat natural. «Pero es difícil para nosotros saber exactamente cómo y por qué evolucionó».

Las salamandras gigantes no se metamorfosean completamente

La mayoría de los anfibios tienen ciclos de vida bifásicos, lo que significa que comienzan como larvas que viven en el agua y eventualmente sufren una metamorfosis, cambiando sus branquias y aletas caudales por patas y pulmones. (Imagínese, por ejemplo, un renacuajo que se convierte en rana).

Pero las salamandras gigantes como los Hellbenders no sufren una metamorfosis completa. Se les conoce como pedomorfos: anfibios que mantienen muchas de sus características de supervivencia acuática desde la etapa larvaria hasta la edad adulta. Esto significa que las tres especies de salamandra gigante viven principalmente en el agua.

Los pedomorfos todavía sufren algunos cambios que marcan una transición de la etapa larvaria a la edad adulta. Sin embargo, las hormonas que normalmente regulan la metamorfosis en la mayoría de los anfibios se expresan de manera diferente en los pedomorfos, lo que lleva a este tipo de anfibios a crecer de maneras inesperadas.

«Existen todos estos rasgos, estos genes, que normalmente usarían para metamorfosearse, y todo eso puede perderse o usarse para convertirlos en un mejor organismo acuático», dice Ron Bonett, profesor de biología en la Universidad de Tulsa que estudia la evolución en salamandras. «Así que tenemos todas estas formas realmente extrañas que aparecen en las salamandras pedomórficas que normalmente no vemos en otros tipos de salamandras».

Varios estudios han confirmado una asociación entre el pedomorfismo y «Tamaño corporal inusualmente grande». Si bien la tendencia no se observa en todos los pedomorfos, las cuatro especies de salamandras más grandes (Hellbenders, salamandras gigantes chinas, salamandras gigantes del sur de China y salamandras gigantes japonesas) siguen este patrón de desarrollo.

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Adaptarse para prosperar en arroyos oxigenados

En lugar de una metamorfosis completa, las salamandras pedomórficas experimentan cambios parciales a medida que maduran de larvas a adultos, lo que Bonett y su equipo denominaron transiciones postembrionarias en un estudio de 2021. Al igual que la metamorfosis, estos cambios son provocados por picos en las hormonas clave del crecimiento.

Los Hellbenders son un excelente ejemplo de cómo se desarrollan las transiciones post-embrionarias. Durante los primeros dos años de vida, los Hellbenders desarrollan extremidades cortas y rechonchas, y sus branquias se reducen gradualmente hasta formar dos pequeñas hendiduras que sirven como aberturas branquiales, lo que les permite permanecer en sus hábitats submarinos hasta la edad adulta.

También desarrollan un método de respiración único: los Hellbenders absorben oxígeno del agua que los rodea a través de capilares. Los adultos tienen pliegues en la piel para maximizar la superficie de absorción de oxígeno.

Debido a esto, los Hellbenders necesitan ambientes fríos de agua dulce con agua altamente oxigenada. Las dos especies de Hellbender, Eastern y Ozark, viven en arroyos de agua dulce en las montañas de los Apalaches y Ozark, respectivamente. A menudo se los puede encontrar escondidos debajo de rocas grandes y planas en el lecho del río para evitar a los depredadores, de ahí su distintiva forma de cabeza y cuerpo planos.

“Hellbenders, son grandes. Probablemente sean uno de los principales depredadores dentro del sistema”, afirma Weisrock. «Y ese gran tamaño, al menos en la edad adulta, es una buena forma de disuadir a los depredadores».

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¿Cómo evolucionaron las salamandras acuáticas gigantes?

Sin embargo, evitar a los depredadores es sólo una hipótesis sobre por qué los maestros infernales evolucionaron hasta convertirse en los mamuts marinos que vemos hoy. Los expertos todavía están explorando cómo algunas salamandras han evolucionado hasta convertirse en pedomorfas y cómo el pedomorfismo ha dado origen a tantas especies de salamandras gigantes.

Según Bonett, la metamorfosis puede consumir mucha energía. Para algunos anfibios, puede haber sido más ventajoso concentrar esta energía en sobrevivir en un ambiente acuático, especialmente si vivían en regiones con abundantes vías fluviales.

«Los entornos acuáticos tienden a ser más productivos, por lo que son entornos estables y productivos; eso es lo que impulsa el cambio», dice.

La disponibilidad de recursos también puede ser un factor importante para los pedomorfos. Algunas salamandras pueden volverse pedomórficas porque hay más recursos disponibles en los ambientes acuáticos, mientras que otras evolucionan de esta manera por necesidad debido a la escasez de recursos en la tierra.

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Paedomorfismo y rápida evolución en salamandras

El pedomorfismo, dice Weisrock, puede evolucionar con bastante rapidez en función de presiones ambientales hiperlocales específicas a las que se enfrentan las poblaciones de salamandras. Incluso hoy en día, la composición genética de los Hellbenders cambia constantemente. El equipo de Weisrock descubrió recientemente que podría haber cuatro o más especies distintas de Hellbender viviendo en América del Norte, en lugar de sólo dos.

Pero todavía no hay una respuesta única a esta pregunta. Por ahora, estas respuestas permanecen enterradas en lo profundo de la historia evolutiva de estos viscosos habitantes de los arroyos.

«Realmente estamos tratando de comprender el equilibrio entre el aislamiento y el flujo de genes, y cómo se ha desarrollado dentro del sistema, para que podamos comprender mejor las cuestiones básicas sobre la diversidad de especies (hellbender)», dice Weisrock.

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