Descubierta la primera evidencia de los extraños órganos respiratorios de los trilobites
Un nuevo estudio ha encontrado la primera evidencia de sofisticados órganos respiratorios en criaturas marinas de 450 millones de años. Contrariamente a lo que se pensaba anteriormente, los trilobites respiraban a través de las patas, con estructuras que se asemejaban a branquias colgando de sus muslos.
Los trilobites eran un grupo de animales marinos con cabezas en forma de media luna que se parecían a los actuales cangrejos de herradura, y tuvieron un gran éxito en términos de evolución. Aunque ahora están extintos, sobrevivieron durante más de 250 millones de años, más que los dinosaurios.
Gracias a las nuevas tecnologías y un conjunto extremadamente raro de fósiles, los científicos de la UC Riverside pueden demostrar ahora que los trilobites respiraron oxígeno y explicar cómo lo hicieron. Estos hallazgos ayudan a armar el rompecabezas de la evolución animal temprana.
"Hasta ahora, los científicos han comparado la rama superior de la pata del trilobite con la rama superior no respiratoria de los crustáceos, pero nuestro artículo muestra, por primera vez, que la rama superior funcionaba como branquias", dijo Jin-Bo Hou, un estudiante de doctorado en paleontología de la UCR que dirigió la investigación.
Entre los animales más antiguos de la tierra, este trabajo ayuda a ubicar los trilobites en el árbol evolutivo de manera más segura entre los artrópodos más viejos, un gran grupo de animales con exoesqueletos, y crustáceos.
La investigación fue posible, en parte, debido a especímenes fósiles inusualmente conservados. Se han descubierto más de 22.000 especies de trilobites, pero las partes blandas de los animales solo son visibles en unas dos docenas.
"Estos se conservaron en pirita, oro de los tontos, pero es más importante que el oro para nosotros, porque es clave para comprender estas antiguas estructuras", dijo el profesor de geología de la UCR y coautor del artículo, Nigel Hughes.
Un escáner de TC pudo leer las diferencias de densidad entre la pirita y la roca circundante y ayudó a crear modelos tridimensionales de estas estructuras branquiales raramente vistas. "Nos permitió ver el fósil sin tener que perforar y pulir mucho la roca que cubre el espécimen", dijo la paleontóloga Melanie Hopkins, miembro del equipo de investigación del Museo Americano de Historia Natural.
"De esta manera pudimos obtener una vista que incluso sería difícil de ver con un microscopio: estructuras anatómicas de trilobites realmente pequeñas del orden de 10 a 30 micrones de ancho", dijo. A modo de comparación, un cabello humano tiene aproximadamente 100 micrones de grosor.
Aunque estos especímenes se describieron por primera vez a fines del siglo XIX y otros han utilizado tomografías computarizadas para examinarlos, este es el primer estudio que utiliza la tecnología para examinar esta parte del animal.
Los investigadores pudieron ver cómo se habría filtrado la sangre a través de cámaras en estas delicadas estructuras, recogiendo oxígeno en su camino a medida que se movía. Se parecen mucho a las branquias de los modernos artrópodos marinos como cangrejos y langostas.
La comparación de los especímenes en pirita con otras especies de trilobites le dio al equipo detalles adicionales sobre cómo se dispusieron los filamentos entre sí y con respecto a las patas.
La mayoría de los trilobites hurgaban en el fondo del océano, utilizando púas en la parte inferior de las patas para atrapar y triturar a sus presas. Por encima de esas partes, en la rama superior de las extremidades, estaban estas estructuras adicionales que algunos creían que estaban destinadas a ayudar a nadar o cavar.
Imagen: Reconstrucciones de extremidades de trilobites
"En el pasado, hubo cierto debate sobre el propósito de estas estructuras porque la parte superior de la pata no es una buena ubicación para los aparatos respiratorios", dijo Hopkins. "Uno pensaría que donde están sería fácil que esos filamentos se obstruyeran con sedimento. Es una pregunta abierta por qué desarrollaron la estructura en ese lugar de sus cuerpos".
El laboratorio de Hughes utiliza fósiles para responder preguntas sobre cómo se desarrolló la vida en respuesta a los cambios en la atmósfera de la Tierra. Hace aproximadamente 540 millones de años, hubo una diversificación explosiva en la variedad y complejidad de los animales que viven en los océanos.
"Hemos sabido teóricamente que este cambio debe haber estado relacionado con un aumento de oxígeno, ya que estos animales requieren su presencia. Pero hemos tenido muy poca capacidad para medir eso", dijo Hughes. "Lo que hace que hallazgos como estos sean aún más emocionantes".
La investigación se ha publicado en la revista Science Advances: The trilobite upper limb branch is a well-developed gill
