morfometria geomÉtrica: estudio de asimetrÍa en …
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Universidad de Lérida
Grado de Ciencia y Salud Animal
MORFOMETRIA GEOMÉTRICA:
ESTUDIO DE ASIMETRÍA EN CRÁNEOS OVINOS
PROCEDENTES DE TRES DIFERENTES ÁREAS
GEOGRÁFICAS CATALANAS
Trabajo Final de Grado
Alice Stringini
Tutor: Pere M. Parés-Casanova
Dept. Producción Animal
Curso 2014-2015
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INDICE
RESUMEN……………………………………………………………………………………….......3
INTRODUCCIÓN…………………………………………………………………………………...4
MATERIALES Y METODOS..……………………………………………………………………...7
Muestra…………………………………………………………………………………….....7
Morfometría Geométrica…………………………………………………………………......8
Adquisición de Datos………………………………………………………………….…….11
Análisis de datos……………………………………………………………………….…....11
RESULTADOS……………………………………………………………………………………...13
DISCUSIÓN………………………………………………………………………………………...17
CONCLUSIONES…………………………………………………………………………………..23
AGRADECIMIENTOS……………………………………………………………………………..24
ANEXO I……………………………………………………………………………………………25
BIBLIOGRAFÍA……………………………………………………………………………………28
3
RESUMEN
La desviación respecto a la simetría bilateral perfecta de un individuo se determina durante el
desarrollo del mismo bajo la influencia de múltiples factores ambientales y genéticos. La Asimetría
Fluctuante (AF) ha sido a menudo empleada como medida de inestabilidad del desarrollo. La AF se
puede estimar a través de la varianza de la distribución de las diferencias entre lado izquierdo y
derecho. La Asimetría Direccional (AD), por su lado, indica que un lado es consistentemente y
significativamente diferente del otro, y algunos autores la achacan a motivos genéticos, e incluso
funcionales. Este estudio está dirigido a la observación de la presencia de AF y/o AD craneales en
ovejas (Ovis aries) procedentes de tres áreas geográficas diferentes. Con este objetivo se analizan
40 cráneos de animales adultos, a partir de las imágenes 2-D en el plano dorsal, utilizando métodos
de geometría morfométria. Se detectan a nivel general, y para cada una de las tres áreas, niveles
significativos tanto de AF como de AD. El mayor nivel de AF en uno de los rebaños parece estar
relacionado con un estrés de manejo, sugerido por la aparición de mayor número de casos
patológicos en cráneos. La AD detectada, por otro lado, que es de tipo levógiro, se sugiere que es
debida a una lateralización de la función masticatoria, fenómeno que se ha descrito ya en otros
animales domésticos, como cerdo y caballo. Se sugieren, finalmente, algunos puntos a seguir en
vistas a futuros estudios de asimetrías e inestabilidad del desarrollo en animales domésticos.
Palabras llave: Ovis aries – Asimetría Fluctuante -Asimetría Direccional – Morfometria Geométrica
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INTRODUCCIÓN
La desviación aleatoria respecto a la simetría perfecta de los caracteres bilateralmente simétricos de
un individuo con un genotipo determinado, se determina durante el desarrollo del individuo mismo
bajo la influencia de múltiples factores ambientales. La Asimetría Fluctuante (AF) a menudo se
emplea como medida de inestabilidad del desarrollo y se puede estimar a través de la varianza de la
distribución de las diferencias entre lado izquierdo y derecho. La Asimetría Direccional (AD) indica
que un lado es consistentemente y significativamente diferente del otro lado.
La Inestabilidad de Desarrollo (ID) es la tendencia de un rasgo o carácter de desviarse del valor
esperado por un genotipo especifico en un ambiente determinado (Palmer et al., 1996). Estos
errores al azar producidos en el desarrollo, pueden conducir a ligeras variaciones de la perfecta
simetría entre caracteres bilaterales del cuerpo. Se espera un aumento de ID en respuesta a estrés
ambiental cuando los mecanismos reguladores responsables del mantenimiento del desarrollo
simétrico fallan de tal manera que no se pueda contrarrestar el incremento del número de los
pequeños errores casuales. Observar estos errores directamente en los caracteres anatómicos es
difícil, pero se pueden estimar a través del aumento de varianza en la asimetría de los rasgos
bilaterales en una población (Palmer, 1994; Klingenberg et McIntyre, 1998).
La AF es la estimación de pequeñas desviaciones no direccionales de la simetría bilateral esperada
para determinados rasgos (Van Valen, 1962; Palmer, 1996). Según algunos autores la AF podría
proporcionar una estimación de homeostasis en el desarrollo porque los dos lados de un organismo
con simetría bilateral deberían compartir el mismo genotipo subyacente y, por lo tanto, tendrían que
ser idénticos en el mismo entorno (Palmer, 1994; Møller, 1997). Otros autores consideran que la AF
sea una medida discutible para la ID (Van Dongen et Lens, 2002), pero actualmente está llamando
la atención por su aparente sencillez como indicador de estrés.
La AD es otra desviación habitual de la simetría ideal cuando, por ejemplo, un lado es más grande
que el otro respecto a la media. Este tipo de asimetría es conocida en el reino animal y tiene una
función adaptativa clara en algunos casos (Van Valen, 1962). En caracteres que no toleran un alto
nivel de asimetría como los dientes de mamíferos o la base ósea de las extremidades (Van Valen,
1962; Jolicoeur, 1963; Leamy, Bader, 1968; Leamy, 1981) se encuentran niveles inferiores de AD.
Aunque, como para la AF, la heredabilidad (h2) que se ha encontrado por la AD es muy pequeña
(h2 = 0.035, Leamy et al., 1997) se excluye la componente genética de base.
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La asimetría a lo largo del tiempo se ha estimado empleando diferentes índices (Palmer, 1996) con
diferentes grados de fiabilidad; en tiempos relativamente recientes se ha empezado a enfocar el
análisis de asimetría a través de la Morfometría Geométrica (MG) que junta los métodos
geométricos con la estadística multivariable convencional (Leamy, 1984; Bookstein, 1996; Palmer
1996; Klingenberg, McIntyre, 1998).
La morfometría desde siempre ha sido un instrumento para el estudio de la forma de estructuras
biológicas. Históricamente este método empleaba la recogida y el análisis de distancias o ángulos a
través de instrumentos básicos como el pié de rey y el goniómetro; con los avances tecnológicos se
ha movido el enfoque de esta disciplina en el plan Cartesiano, describiendo las coordinadas de los
puntos anatómicos (landmarks) para definir las medidas tradicionales (Slice, 2007).
Los landmarks se pueden clasificar en tres grupos según Bookstein (1991):
- Landmarks de Tipo I: son puntos que tienen una referencia anatómica local concreta, por
ejemplo el punto de encuentro de suturas. Su localización es inequívoca y repetible.
- Landmarks de Tipo II: se localizan en el punto máximo o mínimo de una curvatura u otros
procesos morfogenéticos, se referencia a través de puntos anatómicos concretos. Pueden ser
puntos de aplicación de fuerzas biomecánicas, incluyendo estructuras de depredación,
dientes y áreas de procesos óseos donde se centran los ataques musculares.
- Landmarks de Tipo III: se encuentran en una curva o superficie y tienen definiciones como
“el más craneal/rostral” o “el más distal/proximal”. Se nombran también semilandmarks
(Philipp Gunz et al., 2005). Estos son de ayuda en la interpretación de estructuras complexas
como las curvaturas de los huesos u otras estructuras anatómicas (Zelditch et al., 2008),
aunque no son de localización objetiva.
Las coordenadas de los landmarks recogen en si todas las informaciones de ángulos y distancias
que antes se analizaban manualmente, no sin dificultad o con riesgo de caer en errores. Cuando se
adquieren las coordenadas de los landmarks, hay que tener presente que se codifica también el
tamaño del espécimen y su posición en el espacio; para obviar este inconveniente hay que
considerar siempre un patrón que nos permita comparar especímenes con tamaño y orientación
diferentes.
Actualmente el método más empleado es el método de los Procrustes, que se basa en traslado,
rotación y re-escalado que logran obtener el mínimo cuadrado (“least-squares estimation”) de la
suma de las distancias entre los landmarks por pareja de especímenes (Rohlf et Slice, 1990;
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Bookstein, 1991; Dryden et Mardia, 1998; Gower et Dijksterhuis, 2004). Este proceso logra poner
en un único sistema de coordenadas cartesianas las configuraciones de landmarks adquiridas.
Las coordenadas superpuestas de los diferentes especímenes se emplean como variables de forma y
se pueden analizar a través de tests multivariantes normalmente empleados en estadística para
definir las diferencias entre grupos. Las variables de forma son descriptores geométricos que no
varían en posición, orientación y escalado (Slice, 2007).
Con los métodos gráficos de estudio de MG se pueden visualizar las diferencias entre especímenes
o grupos/poblaciones también a través de diagramas vectoriales que gráficamente evidencian las
diferencias entre las medias de los grupos o pueden indicar, en un mismo grupo, la tendencia, por
ejemplo, de asimetría. Los vectores tienen como punto de origen los puntos de consenso y a través
de los instrumentos de magnificación pueden facilitar la interpretación de la forma.
El software empleado en MG permite además generar dibujos como suporte en la interpretación de
los resultados.
La hipótesis de trabajo es que la AF será mayor en poblaciones estresadas comparadas con
poblaciones no estresadas. De hecho, este resultado se halla a menudo; pero en contraposición a los
estudios que sugieren que el estrés aumenta la AF, hay otros en que no se han observado efectos o
se han encontrado efectos opuestos (Bookstein, 2000). Esta relación inconsistente hallada por
algunos autores entre estrés y AF puede ser causada por el no conocimiento del grado de estrés a
que la población se halla sometida, por la elección de caracteres e índices de AF. Si se emplea una
población genéticamente variable, se puede ver como ciertos niveles de AF pueden reflejar en parte
diferencias genotípicas en respuesta al estrés. De hecho, el estrés ambiental en una población con
variabilidad genética se puede traducir en la selección de unos genes que permiten mejorar la
respuesta inmediata al estrés, pero al mismo tiempo modificando el desarrollo y aumentando la
asimetría. A la luz de lo expuesto, nos planteamos pues como objetivos generales del presente
proyecto:
1- detección de asimetrías craneales, AF y AD en tres poblaciones ovinas.
2- valoración, en su caso, de las estructuras anatómicas que aportan mayor contribución a las
asimetrías.
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MATERIALES Y MÉTODOS
Muestra Se recolectaron 50 cráneos ovinos (Ovis aries) en diferentes áreas geográficas de Catalunya,
(comarcas de Solsonès, Pallars Sobirà y Alt Urgell). Los cráneos procedían de animales muertos por
causas naturales, y depositados en muladares autorizados, razón por la cual no se necesitó el
permiso del Comité Ético para la realización del proyecto. Todos los animales son de aptitud
cárnica y manejados en un régimen semi-extensivo (pastoreo diario, con estabulación nocturna).
Alt Urgell Los especímenes proceden de un único rebaño de la zona con introducción más o menos regular de
moruecos ajenos. Se pueden encontrar ejemplares puros o cruzados de diferentes razas cárnicas:
Berberina (Parés et al., 2011), conocida como Roja del Rosellón, Ille de France, con orígenes en las
ovejas Merinas de Rambouillet y Dishley; Berrichon Du Cher derivada de la introducción en las
poblaciones locales de la zona del Berry de Merina y Dishley, orientándola a la producción de
carne.
Pallars Sobirà Los animales pertenecen a diferentes rebaños de la zona. La base genética es la raza Xisqueta pura.
Esta raza pertenece al Tronco Ibérico y está catalogada en peligro de extinción en el Real Decreto
2129/2008, por el que entra en un programa nacional de conservación, mejora y fomento de la raza.
Solsonès En esta área geográfica los cráneos fueron recogidos de un único rebaño de cruces de Ripollesa.
Esta raza cárnica es autóctona de los Pirineos Centrales, originada por cruces de antiguas razas
pirenaicas. Entra en el Catálogo Oficial de Razas de Ganado de España como raza en peligro de
extinción (RD 2129/2008).
Después de su recolección, los cráneos se conservaron al aire libre, protegidos de los depredadores,
para favorecer la descomposición natural de los tejidos blandos. Se realizó de todos modos una
limpieza manual final, eliminándose el resto de tejidos blandos que quedaban para visualizar las
estructuras óseas. Finalmente, se identificaron individualmente con precintos y se creó una base de
datos (ANEXO 1) para definir sus características de edad (erupción de M3, así como datos referidos
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al desgaste dentario), presencia o ausencia de cornamenta y patologías con el fin de elegir los
especímenes idóneos; el sexo de los especímenes se desconocía.
Se eliminaron todos los cráneos en los cuales no se podían apreciar los landmarks previamente
elegidos por falta de estructuras óseas, o por no identificación de los landmarks, al haberse
fusionado totalmente las suturas óseas. Fueron 10 los cráneos rechazados por este motivo. Los
especímenes con patologías, sobre todo dentarias, como desgaste asimétrico y periodontitis o
patologías óseas, fueron conservados, puesto que reflejan condiciones de manejo habituales para
cada caso.
Los cráneos finalmente incluidos en el estudio fueron 40, así repartidos:
-Alt Urgell: 11 cráneos;
-Pallars Sobirà: 11 cráneos;
-Solsones: 18 cráneos.
Morfometría Geométrica Antes de la elección de los cráneos se eligieron una serie de landmarks bilaterales y en el plano
sagital para la detección de asimetría. Todos los landmarks se encontraban en la proyección dorsal
del cráneo, entre neurocráneo y viscerocráneo. Los landmarks finales fueron 21, de los cuales 18
bilaterales y los restantes, 3, pertenecían al plano sagital (Tabla 1 y Figura 1).
Se emplearon landmarks de las tres categorías descritas por Bookstein (1991):
• Tipo I: 8 landmarks bilaterales (4 parejas) y 1 en el plano sagital medial
• Tipo II: 10 landmarks bilaterales (5 parejas) y 1 en el plano sagital medial;
• Tipo III: 1 landmarks en el plano sagital medial.
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#Landmark Base Anatómica Tipo de
landmark
1-2 Ápice condylus occipitalis, articulación atlantooccipital. Izquierdo y derecho. Tipo II
3 Sutura occipitointerparietalis, punto medio. Plano sagital. Tipo III
4 Punto de encuentro de sutura coronalis y sutura interfrontalis Plano sagital. Tipo I
5-6 Foramen supraorbitale, punto más caudal. Izquierdo y derecho. Tipo II
7 Punto medio de un segmento de linea recta que une los puntos 5 y 6. Plano
sagital.
Tipo II
8-9 Punto de encuentro las suturas interfrontalis, internasalis y frontonasalis.
Izquierdo y derecho.
Tipo I
10-21 Sutura temporozygomatica, entre los huesos temporal y cigomático, sobre el
arco cigomático. Izquierda y derecha.
Tipo I
11-20 Punto de conjunción de las suturas lacrimozygomatica con Margo
infraorbitalis (parte ventral margo orbitalis). Izquierdo y derecho.
Tipo I
12-19 Punto de conjunción de las suturas lacrimozygomatica, lacrimomaxilar y
zygomaticomaxillaris. Izquierdo y derecho.
Tipo I
13-18 Tuber faciale, en el extremo rostral de la cresta facial en Rumiantes. Izquierdo
y derecho.
Tipo II
14-17 Tuber maxillae, prominencia sobre la superficie caudal del maxilar), punto
más ventral, molar 3. Izquierdo y derecho.
Tipo II
15-16 Límite ventral del hueso maxilar (proceso alveolar) entre premolar 3 y
molar1. Izquierdo y derecho.
Tipo II
Tabla 1: Landmarks en estudio: descripción anatómica y tipología.
Para la denominación correcta de las estructuras anatómicas en examen se empleó el texto
“Nomenclatura anatómica veterinaria ilustrada” (Schaller, 1996) y el texto de “Anatomie comparée
des mammifères domestiques” (Barone, edición 2000).
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Figura 1: Situación de los landmarks en el plano dorsal de cráneo de Ovis aries
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Adquisición de Datos Para la toma de las fotografías se empleó una foto-cámara digital NIKON® D70 (resolución de
imagen 2,240 x 1,488 píxeles) equipada con una lente NIKON AF NIKKOR® (28-200mm) y
mantenida en la misma posición con un trípode. La cámara se posicionó paralelamente al suelo tal
que el eje focal de la cámara fuera paralelo al plano horizontal de referencia y centrado en la cara
dorsal de los cráneos. Los especímenes se fotografiaron al lado de una referencia para favorecer su
posterior análisis digital. Además, para nivelar la cara dorsal y evitar movimientos de los objetos en
examen, se posicionaron encima de un material moldeable.
Para digitalizar las imagines se empleó el software TpsUtil v.1.50 (Rohlf, 2012); los landmarks se
digitalizaron dos veces en días diferentes, para reducir el error humano, se entraron los datos
siempre en el mismo orden y el programa usado fue TpsDig v.2.16 (Rohlf, 2010) que adquiere las
coordenadas y captura los perfiles.
Para el estudio de la forma se emplearon las coordenadas cartesianas de los Procrustes extrapoladas
a través del proceso de superposición definido por Rohlf y Slice en 1990. Este proceso permite
obtener informaciones sobre la forma pura, eliminando las que se refieren a posición, orientación y
dimensión rotando y trasladando las coordenadas de los landmarks y refiriéndola a un Punto de
consenso.
El alto nivel de aproximación de las formas de la muestra (shape space) a la forma de referencia
(tangential space) (r=0,999) permite concluir que no hay deformación significativa en el espacio
tangencial.
Análisis de datos Cada cráneo se representó a través de las coordenadas Cartesianas de los landmarks en examen.
Para evaluar los niveles de Asimetría se empleó el programa MORPHO-J ® versión 1.06c. Se
consideraron los efectos “Side” como indicador de Asimetría Direccional, “Individual x Side” para
la Asimetría Fluctuante.
Se exponen la Varianza (SS, “Sum of Squares”) y la Media Cuadrática (MS, “Mean Squares”) que
se consideran medidas adimensionales de segundo grado.
A través de las réplicas en la digitalización de los especímenes es posible evaluar el error de
adquisición (“Error”), suma de los errores de colocación y digitalización, para poder analizar el
nivel de significación de los efectos en estudio (Klingberg, 2011). El test ANOVA se puede emplear
para evaluar este error. Se consideraron la SS y la MS de los efectos “Side” como indicador de AD
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Descomposición Natural Tejidos Blandos
Limpieza Manual
Elección Cráneos
Elección de landmarks
Preparación de Imágenes (formato .dig)
Captura De Imágenes Fotográficas
Situación individual de landmarks
Obtención de procrustes
Análisis Estadístico Global y por Zonas
y “Individual x Side” (IND*SIDE) para la AF. Se analizaron los datos con el programa MorphoJ. El
nivel de significación estadístico se estableció en 5%.
Figura 2: Diagrama de Flujo del Procesamiento de los Especímenes
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RESULTADOS
Los resultados obtenidos a través del análisis ANOVA (Tabla 2) evidencian que el Error en el caso
general y en las tres poblaciones no influye en las otras evaluaciones. Esto indica que no hay un
enmascaramiento de los resultados debido a la mano de los investigadores. El error está
comprendido en el rango [0,000017804; 0,000069445].
En todas las poblaciones hay diferencias entre individuos. Los valores obtenidos evidencian la
presencia de AD (Efecto “Side”, MS: Mean Square, P<0,0001) y AF (Efecto “IND*SIDE”, MS:
Mean Square, p<0,0001).
Tabla 2: Resultados obtenido mediante test ANOVA. “Side”: Asimetría Direccional -“Individual x Side”: Asimetría
Fluctuante - SS: “Sum of Squares”, Varianza – MS: “Mean Squares”, Media Cuadrática.
Effect SS MS P (param.)
TOTAL
(n=40)
Individual 0,26883304 0,000362798 <0.0001
Side 0,01717238 0,00090381 <0.0001
Individual * Side 0,05631207 0,000075995 <0.0001
Error 0,06976597 0,000045899
ALT
UGELL
(n=11)
Individual 0,04572099 0,000240637 <0.0001
Side 0,00482131 0,000253753 <0.0001
Individual * Side 0,01160556 0,000061082 <0.0001
Error 0,00744222 0,000017804
PALLARS
(n=11)
Individual 0,08932078 0,000470109 <0.0001
Side 0,00610167 0,00032114 <0.0001
Individual * Side 0,01317983 0,000069368 <0.0001
Error 0,01505506 0,000036017
SOLSONES
(n=18)
Individual 0,10011506 0,000309954 <0.0001
Side 0,00765035 0,00040265 <0.0001
Individual * Side 0,03021648 0,00009355 <0.0001
Error 0,04750003 0,000069445
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En la Figura 3 se representa el diagrama vectorial de la AD generado a través de la CVA (Canonical
Variation Analysis). En este gráfico se pueden ver los vectores en una rejilla que se deforma en base
al grado de Asimetría Direccional. Los vectores tienen origen de los puntos de consenso e indican la
dirección de la Asimetría. En esta representaron gráfica de los resultados se evidencia la
componente principal 1 (PC1), es decir las componente que mayoritariamente afectan a las
asimetrías.
Se puede apreciar que las parejas de landmarks 1-2, 5-6(7), 8-9, 13-18 y 15-16 contribuyen en la
aparición de AD.
En la imagen se puede apreciar la AD de sentido levógiro en el viscerocráneo.
Figura 3: AD en el plano dorsal de la muestra general (n=40) de cráneos de Ovis aries.
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En la Figura 4 se representa el diagrama vectorial de la AF generado por CVA. Los vectores que
tienen origen de los puntos de consenso, indican la diferencia entre lado izquierdo y derecho de la
muestra general de cráneos.
Los landmarks más afectados se encuentran en el neurocráneo. El viscerocráneo resulta afectado en
grado menor.
Figura 4: AF en el plano dorsal de la muestra general (n=40) de cráneos de Ovis aries.
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Como se puede apreciar de la Figura 5, los especímenes por cada área geográfica se quedan
agrupados.
Solo dos individuos del Solsonès se pueden considerar aberrantes.
Figura 8: CVA; azul Solsones, rojo Pallars, verde Alt Urgell .
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DISCUSIÓN
El término Simetría es de origen griega y se compone de dos palabras syn y metria que traducido al
pie de la letra significa “la misma medida” (Livio, 2008).
La Simetría es la propiedad de un conjunto de elementos, de una forma geométrica o de un cuerpo,
de tener una disposición regular con referencia a un punto, línea o plano asignado. En los seres
biológicos los puntos se disponen con referencia a un plan sagital, con lo cual se origina
mayoritariamente una simetría bilateral entre lado derecho e izquierdo, como en nuestro caso con
especímenes de Ovis aries; en seres que se encuentran en un nivel más bajo de la escala evolutiva
esta simetría puede verse también respecto a un plan transversal. En biología la simetría bilateral
perfecta es muy difícil de encontrar porque los mecanismos que permiten el desarrollo de
estructuras simétricas pueden estar afectados por factores intrínsecos y extrínsecos al animal. El
cráneo es una estructura compuesta formada por diferentes huesos unidos por suturas que a lo largo
del desarrollo individual se sueldan en medida diferente.
La asimetría encontrada en este estudio es tanto de tipo Direccional (“side”) como Fluctuante
(“individual * side”). El efecto Individuo (“individual”) se genera porque es necesario para el
Análisis ANOVA porque pone en relación cada espécimen y su forma. El programa asume que no
hay dos individuos iguales, como pasa para las huellas digitales humanas, así que este valor tiene
que reflejar esta diferencia.
La AF detectada, al estar centrada, mayoritariamente en landmarks situados en el neurocráneo
reforzaría la hipótesis a que se debe a una DI centrada en el desarrollo embrionario y/o fetal. Es
decir que sería durante el desarrollo ontogénico de cada individuo donde aparecerían estas
asimetrías.
No es posible diferenciar la AF inducida por el ambiente y la que se crea por distorsiones en el
correcto desarrollo; esto se puede distinguir solo en el caso en que haya un micro-ambiente obvio
que afecta diferentemente el lado derecho y el lado izquierdo (Polak, 2003). En nuestro caso el
micro-ambiente podría estar constituido por un desarrollo de la mecánica muscular, especialmente
masticatoria, con un cierto grado de lateralización. Así pues, se podría pensar en que, aunque no
haya estudios en ovejas, los animales posean un lado preferente para la masticación, fenómeno muy
frecuente también en el ser humano (Christensen et Radue, 1985). Este proceso conlleva por si
mismo un diferente desgaste dentario con superficies oclusales diferentes entre los lados (aparición
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de “garras”) y consecuentemente facilita el desarrollo de patologías en un lado más que en otro.
Del mismo modo podemos hablar de un AD inducido por un desgaste dentario lateralizado y que
podría acabar también induciendo desequilibrio en la mecánica muscular bilateral que actúa a nivel
del viscerocráneo favoreciendo la expresión de un micro-ambiente diferente entre lados. Además la
lateralización misma de la función masticatoria, como recientemente se ha demostrado en las
mandíbulas de genero Sus (Esteve-Puig et Pares-Casanova, 2014) y en equino doméstico (Morros et
Pares-Casanova, 2014), puede ser la responsable de la AD detectada.
Se recuerda también que el mayor uso de una hemi-mandíbula respecto a la otra, crea una
modificación debido a los procesos mecánicos en el proceso de masticación. Este hecho puede
llevar a favorecer la aparición de patologías en el lateral menos empleado porque crea un micro-
ambiente favorable para la proliferación bacteriana.
Esta reflexión tiene que ser de base para entender que podría no haber una sola causa o grupo de
causas que pueda explicar la aparición de asimetrías, al contrario las diferentes causas interaccionan
entre ellas creando una retro-alimentación que permite la aparición de diferentes formas de
asimetría al mismo tiempo.
Figura 9: La lateralización puede conducir a Asimetría
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La AD resultó de mayor entidad en el análisis general y en los análisis efectuados en cada población
por separado. La AD, como se ha expuesto anteriormente, es un factor normal en ciertos órganos
internos donde se puede apreciar una diferencia consistente entre lado derecho e izquierdo que se
explica por diferencia en los factores de crecimientos producidos en algunos órgano (ej. proteínas
de la familia TGF-beta) que actúan solo a nivel local causando una rotura de la simetría (Bisgrove
et al, 1999).
La AD es mayor en Solsonès, de lo que podríamos reforzar la hipótesis de un mayor estrés en esta
población. Recordemos que es en este grupo donde detectamos inicialmente un mayor número de
patologías, que indudablemente deben tener su efecto sobre el bienestar de los animales.
Como fue demostrado por Herrings et al. (2010) en cráneos de cerdos, las suturas entre los huesos
craneales además de permitir el crecimiento están sometidas a las fuerzas de tensión y comprensión
ejercitadas por los músculos, en especial modo los masticatorios. Las suturas perciben estrés más
altos que los huesos a los cuales hacen de suporte. Nuestros resultados sugerirían que algunos
landmarks situados en los puntos de sutura (8 y 9) son especialmente asimétricos; por lo que sí
podrían ser las fuerzas de tensión y compresión las responsables de las asimetrías detectadas en la
muestra analizada.
El músculo masetero tiene mucha importancia en la masticación en los rumiantes y ejercita, como
también el Musculus buccinator (pars buccalis), su fuerza en el hueso cigomático y sobre el tuber
faciale (landmarks 13-18), estructura de la cresta facial propia de estos animales, en el cual tienen
parte de su inserciones musculares. El m. buccinator también tiene parte de su inserción en el borde
alveolar del hueso maxilar con su pars molaris (landmarks 15-16). También el musculo elevador
naso-labial (Musculus levator nasolabialis) tiene inserción cerca de landmarks particularmente
afectados en nuestro estudio (8-9), y algunas fibras parten de la parte más rostral del hueso frontal y
de la base de los huesos nasales. Problemas en la masticación, como los citados para la muestra,
podrían modificar la acción de contracción-relajación de estos músculos y en sentido general
pueden afectar todos los músculos masticadores.
En un estudio referente a cabras Red Sokoto y Sahel en Nigeria (Olopade, 2010) se ha podido ver
como en cabras Sokoto afectadas por patologías (marcado y desigual desgaste de la superficie
oclusal o falta de dientes) la tuberosidad facial era más prominente y con el extremo más
puntiagudo. Esto y otros hallazgos de estos autores se pueden relacionar con la mayor actividad de
los músculos de la masticación de los animales afectados debido a la necesidad de lograr una
masticación adecuada a pesar de las anomalías. La mayor incidencia de patologías dentarias se
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encontró relacionada con el tipo de vegetación y en particular con la calidad del pasto. Por otro lado
el mismo estudio verificó que en sujetos sanos de Red Sokoto comparados con Sahel, igualmente
muestran alteraciones en estructuras óseas referentes a la masticación. Los autores explicaron este
hallazgo como una respuesta adaptativa a las fuerzas ejercitadas en la masticación.
En este trabajo no es posible concluir que las desviaciones respecto a la simetría bilateral de los
landmarks referentes al área del hueso cigomático estén producidas por la alteración de la mecánica
masticatoria, solo es posible decir que el comportamiento de la AD es levógiro. De todas formas, las
referencias anatómicas expuestas arriba, las patologías encontradas y las experiencias de otros
investigadores, si que hacen pensar que estamos bien encaminados y que hay que seguir en estudios
que aclaren la mecánica y la lateralización de la masticación en mamíferos domésticos.
También los músculos del cuello se ven afectados en el acto de toma del alimento y de masticación,
especialmente en animales que necesitan de movimientos verticales para llevar el rostro desde la
posición de locomoción a la de alimentación (pasto), además de estar sometidos a las fuerzas de los
músculos masticatorios propiamente dichos.
A través del Foramen supraorbitale pasan la arteria supra-orbital, que deriva de las ramas de la
arteria oftálmica, la vena supra-orbital (v. oftálmica externa dorsal) y el nervio frontal derivado del
nervio oftálmico, rama del nervio trigémino. Por esto, en lo que concierne los landmark 5, 6 y su
punto medio 7, se puede pensar en una posible re-estructuración de la inervación y riego sanguíneo
de los músculos rostrales debido a los fenómenos ya citados.
Estudios en el gorrión común, Passer domesticus, han concluido que la perdida de variabilidad
genética aumenta la inestabilidad de desarrollo y la aparición de AF (Vangestel et al., 2011). La
población del Solsonès está representada por animales procedentes de un único rebaño y por las
informaciones recogidas sabemos por cierto que es una población muy cerrada en la cual no se ha
aplicado un programa de reposición de cara a la renovación de la base genética.
Si se unen a estos resultados otros enfocados que referencia al tordo, Turdus helleri, se demuestra
que la Asimetría aparece en poblaciones estresadas como aviso antes de modificaciones más
importantes que llegan a disminuir la supervivencia de una especie y a ser un problema en especies
amenazadas (Lens et al., 2000). Se puede pensar que en el Solsonès ya se está pasando la fase de
aviso (altos niveles de AF y AD) y que ya están actuando sistemas más profundos de modificación
de la especie. En este sentido sería interesante profundizar y recoger otros especímenes de la misma
raza (Ripollesa) y de razas diferentes o cruces en la misma comarca para aclarar si este hallazgo es
21
intrínseco de esta explotación o las condiciones ambientales están modificando las características de
los animales que viven en esta área. De todas maneras, la falta de renovación genética es un gran
problema productivo en una explotación porque se empobrece la variabilidad aumentando la
consanguinidad, resultando también en problemas graves debido a la homocigosis y a la pérdida del
vigor híbrido. Además, en casos como el nuestro en los cuales se trabaja con razas que entran en
programas de fomento, parece ser interesante controlar parámetros que podrían empobrecer aún
más su capacidad de supervivencia en el futuro.
Referiendonos otra vez a las patologías dentales, se puede reflexionar en el hecho de que las dos
poblaciones más cerradas, aunque en diferente medida, y por eso con más consanguinidad esperada
(Pallars y Solsonès), son las que tienen la mayoría de especímenes presentando problemas dentales
o alguna otra modificación patológica de la estructura ósea craneal. La población del Alt Urgell está
caracterizada por la escasa presencia de patologías dentales u óseas y los bajos niveles (aunque
significativos) de AF y AD. A la luz de estas reflexiones resulta claro que la variabilidad genética
ayuda a mantener la salud de las poblaciones y sobretodo evita que se hallen altos niveles de
inestabilidad de desarrollo.
Hay que tener también en cuenta que, como ha sido citado por López-Aguirre et al. (2014), la AD
puede llegar a ser un tracto “natural” de una población tanto por herencia genética, como por la
importancia funcional que algunos rasgos o estructuras adquieren en un determinado ambiente
(Carter et al. 2009). Estos autores han encontrado posiblemente una correlación entre h2 y AD y
sugieren, apoyados también por estudios previos, que la herencia de la AD en algunos caracteres es
consecuencia de procesos acumulativos de selección natural y su aparición no puede atribuirse a
una condición ambiental concreta (Hansen, 2008 y Carter et al., 2009 citados por López-Aguirre et
al., 2014).
El hecho que en nuestras poblaciones los niveles de AD son mayores que los de AF se podría
explicar a través de una recopilación de investigaciones que han llegado a la conclusión que las
formas de Asimetría en los seres vivientes pueden mutar a lo largo de los años como consecuencia
de la continua evolución que lleva un organismo a adaptarse en su ambiente.
En los estudios de Lens-Van Dongen (2000) y Kark (2001), se ha demostrado que ocho especies de
aves han mostrado una transformación progresiva de AF a AD y en siete de estas especies se ha
llegado a la conclusión que la transformación ha sido a causa de perturbaciones ambientales.
También tóxicos presentes en el ambiente pueden causar directamente asimetrías en una población.
Por ejemplo, Henshel et al. (1993) demostró que la garza ceniza, Ardea herodias, expuesta a toxinas
mostraba una gran AD intercerebral. En nuestro caso no parece haber una componente toxica,
22
probablemente ni tan solo ambiental, que explique las asimetrías detectadas.
En 2008 Lens y Van Dongen llegaron a la posible hipótesis que debido a estas trasformaciones la
Inestabilidad de Desarrollo pueda reflejarse también en AD y Antisimetría a parte de la AF.
No se han encontrado referencias bibliográficas en mamíferos y por esto se espera que este trabajo
pueda servir de fuente de datos brutos para empezar un seguimiento poblacional a lo largo de los
años.
Siguiendo las Indicaciones de Novak et al. (1993), y a la vista de los resultados obtenidos en este
estudio, se recomendaría, para futuras investigaciones en tema de asimetrías y DI en la especie
ovina o en general en mamíferos domésticos, seguir los siguientes pasos:
empezar a recoger muestras en la vida intrauterina hasta la edad madura para evaluar cómo
actúan los procesos de control del desarrollo y para identificar en qué etapas se desarrollan
alteraciones en el desarrollo bilateral;
seguir poblaciones conocidas a lo largo de los años para la evaluación intra y entre
generaciones;
mejorar la recogida de informaciones ambientales e individuales, a través de estudios de
rebaños, para poder hacer controles cruzados y poder aportar más conocimientos en el
estudio de los resultados obtenidos;
ampliar la investigación a otros sistemas de manejo;
optar por el estudio de las distancias entre landmark y aumentar su número a través del
empleo de estructuras de la cara ventral del cráneo y de la mandíbula;
añadir un estudio genético que podría ayudar en la comprensión de los mecanismos a nivel
de DNA responsables de la variación respecto a la simetría bilateral perfecta.
Como zootécnicos y personas interesadas en la conservación de razas autóctonas, esperamos que en
el futuro estos estudios se priorizarán en las razas de escasos efectivos como las que entran en los
programas de fomento del estado Español en el Real Decreto 2129/2008.
23
CONCLUSIONES
A la vista de este trabajo podemos afirmar que existen AF y AD tanto a nivel general de la muestra
total en examen como a nivel especifico en las tres poblaciones estudiadas. Aun así el mayor nivel
de AF se ha detectado en la población del Solsonés y podría verse reforzada por una mayor
consanguinidad de los animales.
Los landmarks localizados en el neurocráneo explican mayoritariamente la aparición de AD; para la
AF, en cambio, se localizan tanto en el neurocráneo como en el viscerocráneo.
Reforzaría ello la presencia subyacente de una ID a nivel intrauterina durante el proceso ontogénico
y una lateralización masticatoria durante el desarrollo post-natal, con una compensación de los
puntos de inserción musculares no relacionados directamente con la función masticatoria.
En ningún caso estas asimetrías parecen afectar a funciones vitales de los animales, porque todos
los animales estudiados eran adultos y alguno, incluso, de edad avanzada.
24
AGRADECIMIENTOS
La realización del presente trabajo ha sido posible gracias a la Escuela Técnica Superior de
Ingeniería Agronómica de Lerida, que ha facilitado la disponibilidad de los locales.
Se agradece Pere Miquel Parés i Casanova para la recolección de los cráneos y Irina Kucherova para
su contribución en la preparación de los huesos.
El apoyo por parte de todo el profesorado, que en estos años ha compartido con mis compañero y
con migo sus conocimientos, ha sido de fundamental importancia para la renovación de mi carrera
académica y profesional.
Gracias a Montse Safont por su entusiasmo y su preciosa ayuda en la vida universitaria de ETSEA.
Gracias a mi novio y a los amigos catalanes y españoles, a la segunda familia que constituyen para
mi, porque el cariño de los seres queridos es indispensable.
Finalmente, gracias a las personas mas importantes de mi vida, mi Padre y mi Madre, que han
permitido que siguiera con mis sueños, apoyándome, guiándome y criticándome. Sin ellos todo esto
no hubiera podido ser posible.
25
ANEXO I
BASE DE ADTOS DE LOS CRANEOS INCLUIDOS POR
POBLACIONES EN LA MUESTRA GENERAL.
n°
espécimen molar M3 cornamenta procedencia patologías
1 D AQ AU “garra” M1 derecho
2 dxSD izMD AQ AU “garra” M1 derecho ** “garra” PM3 izquierdo
3 dxSD izSD AQ AU desgaste asimétrico de los dientes entre hemi -
arcada derecha e izquierda
4 PD AQ AU depresión paladar/hueso frontal
5 PD AQ AU posible fistula M3 izquierdo
6 D AQ AU
7 PD AQ AU
8 PD AQ AU
9 SD AQ AU
10 SD AQ AU
11 MD AQ AU comunicación a través del hueso palatino izquierdo
entre cavidad bucal y cavidad nasal. Asimétrica,
bordes lisos.
12 SD AQ PA osteítis ventralmente a la órbita izquierda
13 PD AQ PA izquierda: PM1 y PM2 con mucho desgaste
(“garra”) - M1 con superficie oclusal lisa -
derecha: PM1, PM2, PM3 y M1 con desgaste
pronunciado y uniforme – M2 y M3 presentan
meno desgaste
14 MD AQ PA desgaste no uniforme en izquierda y derecha -
PM2 muy desgastado (principio de “garra”) – M1
derecho y izquierdo muy desgastados - M3
derecho principio de “garra”
15 SD AQ PA asimetría macroscópica neurocráneo- depresión
cornual- orbitas – tuber faciale muy pronunciado
16 D AQ PA especímenes afectado por enanismo
17 PD AQ PA derecha: desgaste mayor en cara lingual de los
diente – M1 con desgaste excesivo respecto a otros
dientes 18 EP AQ PA
19 D AQ PA
20 E AQ PA
21 PD AQ PA desgaste anómalo de PM1 y 2 con principio de
“garra” en PM1 izquierdo y “garra” en PM2
izquierdo 22 PD Q PA desgaste asimétrico mayor a izquierda - PM1
derecho “garra” y desgaste pronunciado
23 D AQ PA osteítis ventralmente a la órbita izquierda
26
24 MD Q SO “garra” M2 izquierdo - desgaste asimétrico muy
pronunciado derecho
25 SD AQ SO “garra” PM3 izquierdo y PM2 derecho
26 MD AQ SO Derecha: “garra” M3 - posible deformación del
proceso alveolar del hueso maxilar por absceso
(periodontitis) 27 MD AQ SO “garra” PM1 y PM2 izquierdo y derecho
28 D AQ SO principio de “garra” PM2 izquierdo
29 D/MD AQ SO desgaste asimétrico (derecha>izquierda;
nucal>rostral) - “garra” M3 derecho y izquierdo
30 D AQ SO desgaste asimétrico (derecha<izquierda) – “garra”
PM2 derecho e izquierdo
31 MD AQ SO desgaste M3 (derecha<izquierda) - asimetría en
inserción muscular de occipital
32 PD AQ SO “garra” PM3 izquierdo ( con eje vertical
incorrecto) – mucho desgaste PM2 derecho
33 PD AQ SO “garra” PM2 izquierdo y derecho
34 PD AQ SO
35 MD AQ SO presencia de M1-M2-M3 derechos y M1 izquierdo
36 MD AQ SO
37 D AQ SO
38 MD AQ SO “garra” PM2 M1 M2 y M3 derecho – PM2 y M1
izquierdo 39 MD AQ SO deformación en hueso palatino posiblemente por
absceso fistulizado, la deformación sigue a nivel de
cavidad nasal. Hueso frontal derecho con clara
deformación a nivel de sutura interfrontal y
“cavidad ósea” visible desde la órbita derecha que
lleva a deformación del foramen supra-orbitario
derecho (posible absceso)
40 D AQ SO “garra” M2 derecho - proceso osteoclastico en
hueso nasal izquierdo
27
Explicación de las siglas presentes en la tabla.
MOLAR 3 → se ha empleado para definir la edad, según grado erupción y desgaste:
• EP= erupción parcial, individuo sub-adulto;
• E= erupción, el individuo se puede considerar adulto;
• SD= sin desgaste;
• PD= poco desgaste;
• D= desgaste;
• MD= mucho desgaste;
• dx= derecho
• iz= izquierdo
CORNAMENTA → presencia o no de cuernos:
• AQ= aquerato;
• Q= querato.
PROCEDENCIA →
• AU= Alt Urgrell;
• PA= Pallars Sobirà;
• SO= Solsones.
PATOLOGIAS → presencia o no de patología.
“garra”: es termino común con el cual se indica un desgaste anómalo o una
falta de desgaste en un diente, que normalmente se presenta en punta.
28
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