Estructuras similares a plumas unidas a sus extremidades funcionaban como sofisticadas branquias
Durante más de 270 millones de años, los trilobites estuvieron entre las criaturas más exitosas y diversas de la Tierra, con más de 22.000 especies conocidas que abarcan la Era Paleozoica.
Sin embargo, a pesar de su abundancia en el registro fósil y su presencia en todos los continentes, una de las preguntas más fundamentales sobre su supervivencia ha seguido siendo objeto de intenso debate científico: ¿Cómo respiraban?
Nuevas evidencias de branquias en trilobites
Un nuevo estudio dirigido por Sarah R. Losso, investigadora postdoctoral del Departamento de Biología Organísmica y Evolutiva (OEB) de la Universidad de Harvard, proporciona la evidencia más concluyente hasta la fecha, confirmando que las estructuras similares a plumas unidas a sus extremidades funcionaban como sofisticadas branquias.
El estudio utilizó modelado 3D avanzado y comparó datos fósiles con la actual vida marina. La investigación contribuye a esclarecer una antigua controversia sobre la capacidad respiratoria de estos ancestrales artrópodos marinos.
"La respiración es una de las funciones más importantes para cualquier animal, ya que es necesaria para producir energía", dijo Losso. "Estas estructuras deben ser lo suficientemente grandes como para que les llegue suficiente oxígeno y así mantener su metabolismo".
El prolongado debate sobre su función
Los trilobites poseían apéndices birrámeos, es decir, extremidades con dos ramas distintas. La rama interna, conocida como endopodito, era una pata para caminar que utilizaban para desplazarse y alimentarse. La rama externa, o exopodito, presentaba una serie de filamentos delgados, parecidos a pelos, llamados lamelas.
Si bien algunos investigadores sostenían que estos exopoditos se utilizaban para nadar o para crear corrientes de agua para la ventilación, otros proponían que eran órganos respiratorios primarios.
El debate se centró en si estas estructuras proporcionaban suficiente superficie para satisfacer las necesidades de oxígeno del animal.
Investigaciones previas sobre Olenoides serratus del Cámbrico medio sugirieron que la superficie era demasiado pequeña en comparación con los modernos artrópodos, lo que puso en duda la teoría de las "branquias", mientras que otras investigaciones mostraron que Triarthrus eatoni del Ordovícico tardío tenía exopoditos con una superficie similar a las branquias de los modernos artrópodos.
Imagen derecha: (a–f) Exopoditos de trilobites paleozoicos con lamelas (lm). Los cálculos de superficie respaldan la interpretación de los exopoditos como branquias. (g, h) Tomografía microcomputarizada de las branquias del cangrejo herradura atlántico moderno. (i, j) Tomografía microcomputarizada del cangrejo Jonah moderno. Las branquias de los artrópodos modernos tienen miles de lamelas delgadas para aumentar la superficie. Crédito: Sarah R. Losso (BL 2026)
Modelado 3D de antiguas estructuras respiratorias
Para resolver este problema, el equipo internacional creó modelos 3D anatómicamente correctos de exopoditos de dos especies bien conservadas: Olenoides serratus y Triarthrus eatoni.
Utilizando programas informáticos como Shapr3D y Ansys, calcularon la superficie precisa de las lamelas y analizaron cómo se relacionaba esa superficie con la biomasa total del animal. O. serratus, que medía 67,8 mm de longitud, tenía una superficie lamelar total de 16.589 mm². El ejemplar más pequeño, T. eatoni, de 36,3 mm de longitud, poseía una superficie de 2.159 mm².
El equipo amplió su análisis a nueve especies adicionales de trilobites, que abarcan una amplia gama de tamaños y edades, desde el período Cámbrico hasta el Silúrico. Descubrieron que la superficie de las lamelas de los trilobites aumenta exponencialmente con el tamaño corporal, coincidiendo con los patrones de crecimiento observados en las especies acuáticas modernas.
Lo que revelan los trilobites de mayor tamaño
"Curiosamente, este aumento en la capacidad respiratoria no se logró añadiendo más filamentos", señaló Losso. "El número de láminas y extremidades no se correlacionaba con la longitud del cuerpo; en cambio, los trilobites más grandes desarrollaban filamentos significativamente más largos para satisfacer sus mayores necesidades energéticas". Por ejemplo, el gigante Redlichia rex poseía láminas de hasta 11,02 mm de longitud, mucho más grandes que las de sus parientes más pequeños.
Para contextualizar estas cifras, los investigadores compararon los datos fósiles con los de modernos euartrópodos acuáticos, incluido el cangrejo de herradura del Atlántico (Limulus polyphemus). Los resultados fueron sorprendentes: los trilobites mostraron índices de superficie-biomasa que oscilaban entre 174,62 y 759,48 mm²/g.
Estas cifras coinciden en gran medida con las de especies modernas como los camarones talasínidos, que oscilan entre 256 y 1043 mm²/g. Esto sugiere que los trilobites eran tan capaces de extraer oxígeno del agua de mar como muchos crustáceos actuales.
Los cálculos de la superficie de los trilobites siguen la misma tendencia que los de los cangrejos y los cangrejos de herradura modernos, lo que demuestra que estas estructuras eran lo suficientemente grandes como para llevar a cabo la respiración.
Imagen derecha: Modelos tridimensionales de exopoditos. A, Olenoides serratus. B, Triarthrus eatoni. Biology Letters (2026). DOI: 10.1098/rsbl.2026.0071.
Claves para la ecología y la evolución
"Nuestros hallazgos también ofrecen una visión de los diversos estilos de vida de estos ancestrales animales", dijo Losso.
"Aunque Triarthrus eatoni vivía en ambientes con bajo contenido de oxígeno, para prosperar parece haber maximizado su superficie lamelar, mientras que Redlichia rex tenía una superficie menor en relación con su tamaño, lo que sugiere que podría haber tenido menores requerimientos metabólicos o haber complementado su ingesta de oxígeno a través de otras partes de su cuerpo, como la parte inferior de su exoesqueleto".
"La morfología de las branquias y estas métricas pueden informarnos sobre cómo ha cambiado la respiración a lo largo de 508 millones de años", reflexionó Losso, "e incluso aportar información sobre algunos de los requisitos biológicos más fundamentales de los extintos gigantes".
Comprender cómo respiraban los trilobites implica comprender la energética de la vida en el Paleozoico. Al confirmar que los exopoditos funcionaban como branquias, los científicos pueden explorar mejor cómo estos animales se movían, se alimentaban y dominaban los océanos durante cientos de millones de años.
"El estudio demuestra que, si bien las branquias de los actuales y extintos artrópodos son muy diferentes en cuanto a su aspecto general, ambas siguen patrones predecibles que ayudan a comprender su función más amplia como adaptaciones evolutivas clave", afirmó el coautor, el profesor Javier Ortega-Hernández, también de la OEB.
"Es un extraordinario ejemplo de cómo el presente es la clave del pasado".
El estudio se ha publicado en Biology Letters: Lamellar surface area calculations support respiratory function of trilobite exopodites
