Nueva luz sobre el pasado de las cadenas alimentarias marinas
Científicos usaron microtomografía con sincrotrón de rayos X para investigar la estructura interna de los fósiles
Los científicos han descubierto evidencia directa de la dieta de uno de los grupos más importante de ammonites, parientes lejanos de los calamares, pulpos y sepias. El descubrimiento puede aportar una nueva visión sobre por qué se extinguieron hace 65,5 millones de años, al final del Cretácico.
Los ammonites son bien conocidos entre los fósiles del mundo, pero hasta ahora no ha habido evidencia experimental de su lugar en la cadena alimentaria. Usando un sincrotrón de rayos X, un equipo franco-estadounidense de científicos dirigido por Isabel Kruta ha descubierto órganos de la boca de ammonites excepcionalmente conservados, junto con los restos de una comida que muestran que estos ammonites se alimentaban de plancton.
El plancton fue destruido en su mayor parte a raíz del impacto del mismo asteroide que llevó a la desaparición de los dinosaurios y otras especies. Después de perder su fuente de alimentos, los ammonites y muchos grupos de otras especies marinas no pudieron sobrevivir a este cataclismo. Los resultados se publican esta semana en la revista Science.
Los ammonites son parientes extintos de los calamares y pulpos. El Nautilus, un invertebrado marino de hoy en día, es similar en apariencia a muchos ammonites, pero es un pariente más lejano. Los ammonites aparecieron hace 400 millones de años (en el Devónico Inferior) y experimentaron una explosión demográfica en el Jurásico temprano. De hecho, los ammonites se convirtieron en una parte tan abundante y diversa de la fauna marina que son utilizados por los paleontólogos como un clásico "índice" de los fósiles para determinar la edad relativa de las rocas marinas del Mesozoico en el que se encuentran.
El equipo de investigadores, dirigido por Isabel Kruta (MNHN, CNRS, UPMC), utilizó el ESRF para realizar exploraciones de rayos X de una calidad excepcional de fósiles de Baculites que se encontraron en expediciones de la AMNH a las Grandes Llanuras de los Estados Unidos. Los resultados sugieren que el gran grupo de amonites al que pertenece los Baculites, tenía mandíbulas y rádula (una especie de lengua cubierta con dientes) adaptadas para comer presas pequeñas que flotan en el agua.
El estudio realizó microtomografías con el sincrotrón de rayos X para comprobar la presencia, y luego reconstruir digitalmente, las bocas de tres fósiles encontrados en Dakota del Sur. Las reconstrucciones en tres dimensiones son de tan alta calidad que las mandíbulas y los dientes se revelan en su forma completa. Además, un modelo de un caracol pequeño tiene tres pequeños crustáceos en la boca, uno de ellos cortado en dos partes. Debido a que estos fósiles planctónicos no se encuentran en ningún otro espécimen de la muestra, el equipo piensa que el espécimen murió al comer su última comida en lugar de fosilizarse con estos organismos después de la muerte.
"Me sorprendió cuando vi los dientes por primera vez, y cuando encontré el diminuto plancton en la boca", dice Isabel Kruta (MNHN). "Por primera vez hemos podido observar la delicadeza de estas estructuras excepcionalmente bien conservadas y el uso de datos de alta calidad para obtener información sobre la ecología de estos enigmáticos animales".
"Cuando usted toma en cuenta las grandes mandíbulas inferiores del ammonites en combinación con esta nueva información sobre los dientes, te das cuenta de que estos animales deben haberse estado alimentando de una manera diferente del moderna carroñero Nautilus ", dice Neil Landman (AMNH). "Los ammonites tienen una mandíbula inferior sorprendentemente grande con dientes delgados, el efecto es opuesto al del lobo amenazante para comerse a Caperucita Roja. Aquí, la boca más grande facilita la alimentación de presas más pequeñas".
"La microtomografía con sincrotrón de rayos X es actualmente la técnica más sensible para las investigaciones no destructivas de las estructuras internas de los fósiles. Comenzó hace diez años con dientes de primates, pero hoy está ampliamente extendida en la paleontología", dice Paul Tafforeau (ESRF). "Hicimos una primera prueba en una de las muestras de ammonite después de una prueba con un escáner convencional, y los resultados fueron tan impresionantes que hemos explorado todas las muestras disponibles, descubriendo casi cada vez una rádula en cada uno de ellos y muchas otras estructuras".
Las mandíbulas del ammonites se encuentran justo en la cámara del cuerpo. Nuevos scaners del equipo de investigación con los Baculites, un ammonite alargado que se encuentra en todo el mundo, confirma que había en los ammonites múltiples dientes en forma de cúspide en su rádula. La rádula ahora se puede ver con un exquisito detalle: el diente más alto de la cúspide tiene 2 mm de altura, la forma de los dientes varía como un peine de sable, y los dientes son muy delgados. La mandíbula es típica de este grupo de ammonites (el aptychophorans) en que la mandíbula inferior es más grande que el maxilar superior y consta de dos mitades separadas por una línea media.
Hasta hace poco era desconocido el papel de ammonites en la red alimentaria marina, aunque algunas pistas de la forma de la mandíbula fueron proporcionadas por Landman y sus colegas, así como en un documento de 1992 de científicos rusos que reconstruyeron algunas de las estructuras internas por corte de los fósiles.
"El plancton en las mandíbulas del Baculites es la primera evidencia directa de cómo los ammonites desarrollaban su alimentación. Esto ayuda a comprender su éxito evolutivo en el Cretácico", dice Fabricio Cecca (UPMC).
"Nuestra investigación sugiere varias cosas. En primer lugar, la expansión del ammonites aptychophoran podría estar asociada con la expansión de plancton durante el Jurásico temprano", dice Landman. "Además, el plancton era muy abundante en el límite Cretácico-Terciario, y la pérdida de su fuente de alimento probablemente contribuyó a la extinción de los ammonites. Esta investigación tiene implicaciones para la comprensión del ciclo del carbono durante este tiempo".
Isabel Rouget (UPMC) está de acuerdo, añadiendo que "ahora nos damos cuenta de que los ammonites han ocupado un nicho que no se pensaba en la cadena alimentaria".
Enlace recomendado: European Synchrotron Radiation Facility (ESRF)
Esta investigación fue apoyada por el Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS, France), el Museum National d´Histoire Naturelle (MNHN, Paris, France) , la Université Pierre et Marie Curie (UPMC, Paris, France), el American Museum of Natural History (AMNH, New York, USA) y el European Synchrotron Radiation Facility (ESRF, Grenoble, France).
Crédito imágenes: Credit I. Montero, ESRF | I. Kruta, MNHN | A. Lethiers, UPMC
