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Un estudio reconsidera la evolución temprana de los erizos de mar

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Mellitella stokesii

Amplía en gran medida los datos genómicos disponibles para los equinoideos

Ayer se publicó una nueva perspectiva sobre los orígenes y la evolución temprana de los equinoideos, un grupo que incluye a los erizos de mar, los dólares de arena y sus parientes

El estudio sugiere que los modernos equinoideos surgieron hace aproximadamente 300 millones de años, sobrevivieron al evento de extinción masiva Permo-Triásico, la crisis de biodiversidad más grave en la historia de la Tierra, y después se diversificaron rápidamente. Estos hallazgos ayudan a abordar una brecha en el conocimiento causada por la relativa falta de evidencia fósil para esta diversificación temprana.

Hay más de 1.000 especies vivas de equinoideos, incluidos erizos de mar, erizos de corazón, dólares de arena y galletas de mar, que viven en diferentes entornos oceánicos, desde aguas poco profundas hasta abismos. A lo largo de la historia, los esqueletos cubiertos de duras espinas de estas criaturas han dejado una cantidad impresionante de fósiles. Sin embargo, a pesar de este notable registro fósil, su aparición está documentada por unos pocos especímenes fósiles con afinidades poco claras con los grupos vivos, lo que hace que sea incierta su historia temprana.

"Todavía hay debates entre los científicos sobre cuándo surgieron los ancestros de los equinoides y qué papel pudo haber jugado en su evolución el evento de extinción masiva que ocurrió entre los períodos Pérmico y Triásico", dice el primer autor Nicolás Mongiardino Koch, quien completó el trabajo mientras estaba en la Universidad de Yale, New Haven, Connecticut, EE. UU., y ahora es becario postdoctoral en la Institución Scripps de Oceanografía en la UC San Diego, EE. UU.

"Nos propusimos ayudar a resolver estos debates combinando datos genómicos y paleontológicos para desentrañar sus relaciones evolutivas. El extraordinario registro fósil de los equinoideos y la facilidad con la que estos fósiles se pueden incorporar en los análisis filogenéticos los convierten en un sistema ideal para explorar su evolución temprana utilizando este enfoque".

neognatostomados

Imagen: Diversidad de neognatostomados y relaciones filogenéticas

Mongiardino Koch y el equipo se basaron en los recursos moleculares disponibles con 18 novedosos conjuntos de datos genómicos, creando la matriz molecular más grande existente para los equinoideos. Usando este conjunto de datos, pudieron reconstruir las relaciones filogenéticas y los tiempos de divergencia de los principales linajes de equinoideos vivos y ubicar su diversificación dentro de una más amplia historia evolutiva.

Lo hicieron aplicando a su conjunto de datos una técnica de "reloj molecular", mediante la cual la velocidad a la que las mutaciones se acumulan en los genomas de los equinoideos se traduce en tiempo geológico con el uso de evidencia fósil, lo que permite a los investigadores determinar cuándo se diversificaron por primera vez los diferentes linajes.

Sus análisis sugieren que los ancestros de los modernos equinoideos probablemente surgieron durante el Pérmico temprano y se diversificaron rápidamente durante el período Triásico después de un evento de extinción masiva, aunque esta radiación evolutiva no parece haber sido capturada por el registro fósil.

Además, los resultados sugieren que los dólares de arena y las galletas de mar probablemente surgieron mucho antes de lo que se pensaba, durante el período Cretácico, entre 40 y 50 millones de años antes de los primeros fósiles documentados de estas criaturas. Los autores dicen que este resultado es notable, ya que el esqueleto resistente de los dólares de arena, sus estilos de vida enterrados y sus morfologías extremadamente distintas implican que su registro fósil debería reflejar fielmente su verdadera historia evolutiva.

dólares de arena

Imagen: Dólares de arena en La Jolla Shores. Imagen: Greg Rouse

El equipo también desarrolló un enfoque estadístico multivariable llamado "cronoespacio" para ayudarlos a visualizar y evaluar la solidez de su línea de tiempo evolutiva para diferentes opciones en sus análisis. Descubrieron que diferentes implementaciones del modelo de reloj molecular tenían el mayor impacto en los tiempos de divergencia, mientras que otras decisiones mostraban efectos mínimos.

"Nuestro trabajo amplía en gran medida los datos genómicos disponibles para los equinoideos y ayuda a resolver algunas de las preguntas de larga data sobre su historia evolutiva", concluye el autor principal Greg Rouse, profesor de biología marina en Scripps Oceanography. "Juntos, los resultados sugieren que necesitamos reevaluar el registro fósil de los equinoideos, con futuros estudios de restos fósiles pasados por alto que podrían brindar más apoyo a nuestros hallazgos".

La investigación se ha publicado ayer en la revista eLife: Phylogenomic analyses of echinoid diversification prompt a re-evaluation of their fossil record

Imagen de cabecera: El dólar de arena Mellitella stokesii. Crédito: Rich Mooi (CC BY 4.0)

Etiquetas: EvoluciónErizo de mar

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