Nuevos conocimientos sobre las vidas de peces pulmonados de 380 millones de años a través de sus mandíbulas
Los peces depredadores que evolucionaron hasta convertirse en los primeros animales terrestres de la Tierra aún están revelando conocimientos sobre los orígenes de los mamíferos, incluida una nueva investigación sobre los hábitos alimentarios de los peces de aletas lobuladas que habitaban un antiguo arrecife en el norte de Australia.
En una nueva investigación, un estudio internacional dirigido por la Universidad de Flinders revela nuevos conocimientos sobre las vidas de peces pulmonados de 380 millones de años después de un examen de alta tecnología de "notables" y bien conservadas mandíbulas encontradas en el remoto campo de fósiles de Gogo en el norte de Australia Occidental.
Se utilizó el análisis del modelo de elementos finitos (FEM) 3D de la resistencia y las características de los huesos fosilizados de la mandíbula para evaluar cómo coexistieron múltiples especies en el ecosistema prehistórico tropical durante la "Era de los Peces" del Devónico.
La Dra. Alice Clement, autora correspondiente del nuevo estudio, afirma que los peces pulmonados son "taxones hermanos" de los tetrápodos (o todos los animales de cuatro extremidades con columna vertebral, incluidos los humanos), "lo que significa que son nuestros parientes 'peces' más cercanos".
"Tienen una extensa historia fósil que se remonta a más de 400 millones de años y aún hay representantes vivos en la actualidad, y su proximidad filogenética a los tetrápodos brinda información sobre nuestros ancestros lejanos que fueron los primeros en mudarse del agua a la tierra", afirma.
La excepcional Formación Gogo ha producido hasta ahora la mayor diversidad de peces pulmonados conocida de cualquier tiempo y espacio: se han descrito 11 peces que muestran una notable diversidad de morfologías, particularmente relacionadas con la forma del cráneo y la mandíbula.
Ahora, por primera vez, se han reconstruido las diferentes funciones biomecánicas para resaltar la dieta y los poderes depredadores del misterioso pez.
Imagen: Comparación de diversas mecánicas mandibulares durante la mordedura en peces pulmonados del Devónico
"Estamos descifrando poco a poco los detalles de cómo cambiaron los cuerpos y los estilos de vida de estos animales, a medida que pasaron de ser peces que vivían en el agua a convertirse en tetrápodos que se desplazaban por la tierra", afirma la Dra. Clement.
Junto a colegas australianos y extranjeros, el equipo de Flinders incluyó al investigador de paleontología Joshua Bland, a la Dra. Clement, al profesor John Long y expertos biomédicos de Estados Unidos, entre ellos la Dra. Olga Panagiotopoulou.
"Nuestro completo conjunto de datos ofrece la cuantificación más detallada del rendimiento de mordida en cualquier pez fósil hasta la fecha, aportando evidencia biomecánica de diversas adaptaciones alimentarias y la división del nicho dentro de los peces pulmonados de Gogo", afirma la Dra. Panagiotopoulou, de la Universidad de Touro, California.
Con base en tomografías computarizadas de fósiles 3D excepcionalmente conservados, se examinaron siete taxones para cuantificar la disparidad de forma, y se utilizó el método finito de elementos finitos (FEM) en cinco que se conservaron con cráneos y mandíbulas inferiores asociados.
"Pudimos modelar la tensión y el esfuerzo que experimentan estas mandíbulas inferiores al morder", afirma.
Los modelos virtuales 3D están disponibles en Morphosource.
El profesor estratégico de Paleontología John Long dice que el nuevo estudio presenta importante información sobre la forma especializada en que la morfología "grácil" o "robusta" y la dentición de sus mandíbulas permitían a estos fascinantes peces cazar, morder y comer.
"Los resultados fueron algo sorprendentes: algunas mandíbulas inferiores de aspecto 'robusto' parecían no ser muy adecuadas para el estrés de la mordida, y algunas de las mandíbulas más gráciles o delgadas parecían ser capaces de soportar muy bien el estrés y la tensión", dice el profesor Long, quien anteriormente describió al delgado Griphognathus whitei (o pez pulmonado "de pico de pato") de hocico largo del área de la Formación Gogo.
Imagen: Un cráneo bien conservado de un Griphognathus whitei (o pez pulmonado de hocico largo) procedente de la Formación Gogo. Crédito: John Long (Universidad de Flinders)
"Esta diversidad de funciones biomecánicas observada en los peces pulmonados de Gogo sugiere que hubo una partición de nichos y una diferenciación tropical entre los peces pulmonados, lo que posiblemente explique su increíblemente alta diversidad de especies en este sitio".
Las formas primitivas de placodermo y otros peces fueron los depredadores dominantes en todo el mundo durante unos 60 millones de años antes de extinguirse. Algunas muestras fósiles de peces de aletas lobuladas, halladas hace 50-100 años, ahora pueden estudiarse con mayor detalle mediante nuevas técnicas como el MEF, que se utiliza a menudo en la investigación en ingeniería.
El autor principal, el investigador del Laboratorio de Paleontología de Flinders, Joshua Bland, agrega: "Los arrecifes del Devónico tardío de la Formación Gogo eran una comunidad de peces pulmonados verdaderamente única con especies que poseían una gran cantidad de comportamientos y habilidades diferentes".
"Capturar partes de esa historia, ocultas en el hueso, fue sumamente gratificante. Fue como si hubiéramos desvelado algunas funciones reales tras la forma. Fue impresionante ver cómo la morfología más compleja se desempeñaba mejor en nuestras pruebas".
La investigación ha sido publicada en la revista iScience: Comparison of diverse mandibular mechanics during biting in Devonian lungfishes
