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El ojo más antiguo de las profundidades

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Tuzoia, reconstrucción

Los ojos fósiles más complejos y antiguos del mundo pertenecen a un organismo marino

Los ojos pertenecieron a una especie de artrópodo marino que poblaba la Tierra hace 515 millones de años

equipo de escavación de Emu Bay, AustraliaLos ojos perfeccionados más antiguos conocidos hasta ahora no se han encontrado, como era de esperar, en unos ojos de calcita de trilobites. Estas lentes minerales, formadas en un ojo compuesto, se prestan a la fosilización, además de que hay en el mundo millones de trilobites fosilizados en las rocas. En el último número de Nature, hay una descripción muy realista de un fósil muy pequeño de Australia, que revela que al menos un organismo del Cámbrico - hace 515 millones de años - tenía unos ojos que eran increíblemente complejos y modernos.

El trabajo se llevó a cabo por un grupo de Australia (con la ayuda del Museo de Historia Natural de Londres), dirigido por Michael Lee y John Paterson. Entre los miembros del equipo se encuentra un científico español, Diego García-Bellido, del Instituto de Geociencias del Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC).

Los expertos estudiaron rocas de pizarra en Emu Bay Shale, en la Isla Canguro, en Australia del Sur. Esta es una famosa capa de esquisto que contiene algunos organismos excepcionalmente conservados, y es una comparación útil con el esquisto de Burgess, en Canadá y Chenjiang en China.

Los investigadores encontraron un número aislado de ojos fosilizados que habían llegado al parecer de alguna clase de artrópodos. Tienen unos 7 mm de largo, curvados, y se componen de más de 3.000 lentes individuales o "omatidios". No están hechos de calcita, y no son de un trilobite. Ellos son increíblemente bellos. Abajo se incluye el ojo de una mosca para la comparación. Pero estos encontraos no eran de una mosca! Son de un organismo marino!

fósil de ojo organismo marino del Cámbrico

a-d, tres fósiles de los ojos compuestos de un gran artrópodo en la pizarra del Emu Bay, Australia del Sur (a-c), que se muestran en la hipótesis de una orientación similar a la del ojo compuesto de un artrópodo depredador, la mosca Laphria rufifemorata (d, punto de vista anterior de la cabeza). Todos los ojos fósiles tienen grandes lentes centrales omatidiales formando una zona sensible a la luz brillante, b, y un pedestal esclerotizado, p. Porque los ojos fósiles son en gran medida simétricos respecto al eje horizontal, no es posible determinar las superficies dorsal y ventral, y por lo tanto si los ojos están a la izquierda o a la derecha. Todos los fósiles están orientados como si fueran los ojos de la izquierda (el medial está a la izquierda de la figura). En b hay una rotura radial (línea blanca) con la parte superior del ojo desplazado hacia abajo para recubrir la parte principal, la extensa arruga causa que algunas lentes centrales (flecha) se conserven casi perpendiculares al plano de estratificación (Pinchar a continuación para una imagen ampliada de los ojos de la mosca).

Los ojos fosilizados eran todos del mismo tamaño, lo que sugiere que había venido de adultos. Lamentablemente, no hay animales claramente asociados con ellos. Presumiblemente se separaron del cuerpo, ya sea porque los animales fueron depredados de alguna manera extraña (¿los depredadores escupieron los ojos?) O porque son, de hecho, unas mudas del organismo a medida que crecía de tamaño. Dicen:

"Una posibilidad es que los fósiles de aquí sean las córneas desechadas previamente. Las superficies de la córnea de los artrópodos que viven ahora se desprenden durante la ecdisis y permanecen menos conectados con el resto de la exuvia, la muda de las córneas puede que sea más susceptible a la mineralización diagenétia temprana (en este caso fosfatado) que la de los ojos adjuntos a organismos completos intactos".

El detalle de los fósiles ha permitido calcular con precisión la distancia entre los omatidios. Tenga en cuenta que las lentes son hexagonales, como en los artrópodos modernos:

fósil de ojo organismo marino del Cámbrico

Ojo de artrópodo Cámbrico. a, Espécimen entero muestra las posiciones de los primeros planos en c y f. b, mapa en relieve tridimensional de la reconstrucción de a. c, Close-up de grandes lentes ommatidiales en la zona brillante, con línea blanca y los números de referencia a la sección transversal se muestra en la e. d, mapa de reconstrucción en relieve tridimensional de la c. e, corte transversal a través de cuatro grandes objetivos indicados por la línea blanca en la c; números se refieren a objetivos individuales representados por concavidades. f, primer plano de las pequeñas lentes marginales, con línea blanca y los números de referencia a la sección transversal se muestra en la h. g, mapa de reconstrucción en relieve tridimensional de la f. h, sección transversal a través de cuatro pequeñas lentes indicados por la línea blanca en f; números se refieren a objetivos individuales representados por concavidades.

Los autores buscarán después la óptica de estos ojos, en términos de la densidad de omaditidios. Un informe con este tipo de complejidad y densidad ha sido sólo encontrado previamente en el Ordovícico, alrededor de 40 millones de años más tarde.

Por lo tanto, ¿a qué tipo de animal pertenece? Son demasiado pequeños para ser del mayor depredador del Cámbrico, el Anomalocaris. Los autores calculan que podrían ser de un artrópodo bivalvo que se encuentra en pizarras de Emu Bay llamado Tuzoia (ver foto de la cabecera).

Numerosas especies sin nombre de Tuzoia de las pizarras de Emu Bay han mostrado ojos compuestos que son ovoides y redondos, de 6.9 mm de diámetro, muy similares a los ojos fósiles descritos aquí. Sin embargo, no se conserva una estructura detallada de la superficie visual de los ojos articulados de los ejemplares de Tuzoia en los esquistos de Emu Bay o Burgess Shale.

fósil de ojo de organismo marino del Cámbrico

Los autores concluyen:

Los ejemplares descritos aquí representan la primera evidencia microanatómica, confirmando la opinión de que la visión desarrollada en el Cámbrico no se limitaba a los trilobites. Por otra parte, con la posesión de lentes más y más grandes, además de una zona brillante distinta, son sustancialmente más complejos que las de los ojos de los trilobites contemporáneos, que a menudo se supone que tenían uno de los órganos visuales más poderosos de su tiempo.

comparación visión del ojo del Cámbrico de hace 515 millones

Los nuevos fósiles revelan que algunos de los primeros artrópodos ya había adquirido sistemas visuales similares a los de las formas de vida de la actualidad, destacando la velocidad y la magnitud de la innovación evolutiva que se produjo durante la explosión cámbrica.

La historia anterior se reproduce (con adaptaciones personales) de un original de "why evolution is true"

La artista y la portada de Nature

Hoy 8 de diciembre de 2011 esta investigación es portada de la revista online Nature y se publica un artículo titulado "Acute vision in the giant Cambrian predator Anomalocaris and the origin of compound eyes"

dibujo de anomalicaris, katrina Kenny

La reconstrucción del Anomalocaris pintado por la artista de Adelaide, Katrina Kenny, fue elegida para aparecer en la portada de Nature. Con una formación en cerámica, escultura y pintura, Katrina es una ecléctica que confiesa su pasión por los fósiles. Ella ha estado perfeccionando sus habilidades en la ilustración biológica y la reconstrucción desde el año 2009, ayudando a crear las impresionantes exhibiciones en la Galería de la Biodiversidad del nueva South Australian Museum y el próximo viaje al abismo. La Universidad de Adelaida encargó la pintura.

Crédito imagen: Katrina Kenny/South Australian Museum/University of Adelaide

Enlace a las notas de prensa del CSIC:
Hallados los ojos fósiles más complejos y antiguos del mundo | Los ojos más complejos y antiguos