Los científicos se han preguntado durante décadas dónde encaja esta criatura en el árbol de la vida
Durante mucho tiempo, los científicos se han preguntado por la brecha en el registro fósil que explicaría la evolución de los invertebrados a los vertebrados. Los vertebrados, incluidos los peces, los anfibios, los reptiles, las aves, los mamíferos y los humanos, comparten características únicas, como la columna vertebral y el cráneo. Los invertebrados son animales sin columna vertebral.
El proceso que llevó a los invertebrados a convertirse en vertebrados, y cómo eran esos primeros vertebrados, ha sido durante siglos un misterio para los científicos.
Un equipo de investigación ha llevado a cabo un estudio de los yunnanozoos, criaturas extintas del período Cámbrico temprano (hace 518 millones de años), y ha descubierto pruebas de que son los vertebrados troncales más antiguos que se conocen. El término vertebrado troncal se refiere a aquellos vertebrados que están extintos, pero muy estrechamente relacionados con los vertebrados vivos.
A lo largo de los años, a medida que los científicos han estudiado cómo evolucionaron los vertebrados, un foco clave de investigación han sido los arcos faríngeos, esas estructuras que producen partes de la cara y el cuello, como los músculos, los huesos y el tejido conectivo.
Los investigadores han planteado la hipótesis de que el arco faríngeo evolucionó en antepasados vertebrados a partir de una barra de cartílago no articulada, como el cordado amphioxus, un pariente invertebrado cercano de los vertebrados. Pero no se sabe con certeza si tal anatomía existió realmente en los antiguos antepasados.
En un esfuerzo por comprender mejor el papel del arco faríngeo en los antiguos vertebrados, el equipo de investigación estudió los fósiles de los yunnanozoos de cuerpo blando encontrados en la provincia de Yunnan, China. Durante años, los investigadores han estudiado a los yunnanozoos, con diferentes conclusiones sobre cómo interpretar la anatomía de la criatura. La afinidad de los yunnanozoos se ha debatido durante alrededor de tres décadas, con múltiples artículos publicados que respaldan diferentes opiniones, incluidos cuatro en Nature y Science.
Imagen: Fósil de vertebrado troncal yunnanozoo. Crédito: Zhao Fangchen
El equipo de investigación se dispuso a examinar especímenes fósiles de yunnanozoos recién recolectados en formas previamente inexploradas, realizando un estudio anatómico y ultraestructural de alta resolución. Los 127 especímenes que estudiaron tienen residuos carbonosos bien conservados que permitieron al equipo realizar observaciones ultraestructurales y detallados análisis geoquímicos.
El equipo aplicó microtomografía de rayos X, microscopía electrónica de barrido, microscopía electrónica de transmisión, espectrometría Raman, espectroscopia infrarroja transformada de Fourier y espectroscopia de rayos X de energía dispersiva en las muestras fósiles.
Su estudio confirmó de múltiples maneras que los yunnanozoos tienen en la faringe cartílagos celulares, una característica que se considera específica de los vertebrados. Los hallazgos del equipo respaldan que los yunnanozoos son vertebrados troncales. Los resultados de su estudio muestran que los yunnanozoos son los primeros y también los parientes más primitivos de los vertebrados del grupo terminal.
Durante su estudio, el equipo observó que los siete arcos faríngeos de los fósiles de yunnanozoos son similares entre sí. Todos los arcos tienen segmentos y filamentos similares al bambú. Los arcos vecinos están todos conectados por varillas horizontales dorsales y ventrales, formando una canasta. Un esqueleto faríngeo en forma de canasta es una característica que se encuentra hoy en día en los peces vivos sin mandíbula, como las lampreas y los mixinos.
"Dos tipos de esqueletos faríngeos, los tipos en forma de canasta y aislados, ocurren en el Cámbrico y en los vertebrados vivos. Esto implica que la forma de los esqueletos faríngeos tiene una historia evolutiva temprana más compleja de lo que se pensaba", dijo Tian Qingyi, el primer autor del estudio, de la Universidad de Nanjing y el Instituto de Geología y Paleontología de Nanjing, Academia de Ciencias de China.
Su investigación proporcionó al equipo nuevos conocimientos sobre las estructuras detalladas de los arcos faríngeos. Las nuevas observaciones anatómicas que logró el equipo en su estudio respaldan la ubicación evolutiva de los yunnanozoos en la parte más basal del árbol de la vida de los vertebrados.
El equipo de investigación, del Instituto de Geología y Paleontología de Nanjing, la Academia de Ciencias de China y la Universidad de Nanjing, publicó sus hallazgos en la revista Science el 8 de julio de 2022.
Referencias:
• Ultrastructure reveals ancestral vertebrate pharyngeal skeleton in Yunnanozoans
• "Arch"-etyping vertebrates
