Allometric growth and reduced pectoral fin regeneration rate in terrestrialized Polypterus senegalus Translated title: Crecimiento alométrico y disminución de la capacidad de regeneración de la aleta pectoral en Polypterus senegalus terrestrizados

Abstract

ABSTRACT Background: Polypterus condense unique characteristics that astonished and confused naturalists since 1802 when Geoffroy St. Hilaire first described and named this fish. Polypterus was seen in that epoch as primitive amphibians or a link between fishes and amphibians. Polypteriformes have the ability to regenerate its pectoral fins with the accuracy only seen in urodel amphibians and have the capacity to breathe air using paired lungs. Goals: We aimed to evaluate how forced land-living condition (i.e., terrestrialization) could affect pectoral girdle bones shape and pectoral fin regeneration in Polypterus senegalus. Methods: Polypterus were reared in semi-terrestrial conditions for nine months and iterative amputations of pectoral fins were performed every two months. The bone elements of the shoulder girdle and pectoral fins were measured and compared between terrestrialized organisms and controls. Results: Terrestrialization produces notable morphological alterations, including general reduced body growth and big eyes, serial amputations under this condition decreases the number of radial bones of pectoral fins. Conclusions: We propose allometry and heterochrony as reliable concepts to explain the modifications generated by terrestrialization. Also, we suggest that anatomical alterations in early tetrapod ancestors were an unavoidable consequence of the influence of environment on general metabolic processes associated with growth.

Translated abstract

RESUMEN Antecedentes: Polypterus condensa características únicas que sorprendieron y confundieron a los naturalistas desde que Geoffroy St. Hilaire lo describiera y nombrara por primera vez en 1802. En esa época Polypterus fue visto como un anfibio primitivo o como el eslabón entre peces y anfibios. Los Polypteriformes tienen la capacidad de regenerar las aletas pectorales con la precisión que solo se ve en los anfibios urodelos y tienen la capacidad de poder respirar aire utilizando un par de pulmones. Objetivos: Fue evaluar cómo una condición forzada de vida en tierra pudiera afectar a los huesos de la cintura escapular y la regeneración de la aleta pectoral de Polypterus senegalus. Métodos: Los Polypterus fueron mantenidos en condiciones semi-terrestres durante nueve meses y se realizaron amputaciones iterativas de las aletas pectorales cada dos meses. Los elementos óseos de la cintura escapular y aletas pectorales fueron medidos y comparados entre organismos terrestrizados y controles. Resultados: La terrestrización produce alteraciones morfológicas notables, que incluyen reducción del tamaño corporal general y ojos mas grandes, las amputaciones seriales en esta condición provocaron que el número de huesos radiales de las aletas pectorales se redujera. Conclusiones: Proponemos que los conceptos alometría y heterocronía pueden explicar las modificaciones generadas por la terrestrización. Así mismo, sugerimos que las alteraciones anatómicas en los ancestros de los tetrápodos fueron una consecuencia inevitable de la influencia del medio ambiente sobre los procesos metabólicos generales asociados con el crecimiento.