updated 1:39 PM CEST, Sep 28, 2016

Cerebros fósiles de dos monstruos marinos ayudan a comprender la evolución de la cabeza

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Odaraia alata

Nueva investigación da una mejor comprensión de los orígenes y la historia de la compleja evolución de los artrópodos

Los brillantes cerebros fosilizados de dos antiguas criaturas marinas de apariencia monstruosa están ayudando a los investigadores a entender cómo evolucionaron los antepasados ​​de los artrópodos modernos, como los escorpiones y langostas, como se muestra en un nuevo estudio.

La nueva investigación se centra en una estructura oval, llamada esclerito anterior, que se encuentra en la cabeza de los antiguos artrópodos. El esclerito anterior ha tenido a los investigadores largo tiempo desconcertados, sobre todo porque algunos artrópodos prehistóricos lo tienen y otros no, y su ubicación en la cabeza cambia, dependiendo de la calidad de los fósiles.

situación de Burgess Shale, CanadáPero ahora unos cerebros fosilizados han ayudado a resolver el misterio. Un análisis del esclerito anterior en dos fósiles de artrópodos, ambos de más de 500 millones de años, indica que las estructuras se asociaban con los ojos saltones de las criaturas. Los resultados proporcionan evidencia de que estas estructuras ovales se asociaron con los nervios que se originan en la región anterior del cerebro, según el estudio.

"Podemos decir, ajá, ¿de dónde viene el esclerito anterior? Proviene de la mayor parte anterior del cerebro - el cerebro anterior", dijo el investigador Javier Ortega-Hernández, becario de investigación en paleobiología de la Universidad de Cambridge en el Reino Unido.

Criaturas del Cámbrico

Los cerebros fosilizados son raros en el registro fósil, pero no inauditos. Desde 2011, los investigadores han publicado aproximadamente un estudio cada año sobre increíbles especímenes que contienen tejido neural fosilizado, incluyendo un artrópodo de 520 millones de años de edad que se encontró en China.

Los cerebros se fosilizan sólo si las condiciones son las adecuadas, dijo Ortega-Hernández. Por ejemplo, si un animal es enterrado de repente en condiciones de poco oxígeno que son ricas en ciertos minerales, como el carbono, el tejido neural tendría la oportunidad de fosilizarse, dijo Ortega-Hernández.

En el nuevo estudio, Ortega-Hernández estudió dos fósiles que fueron descubiertos en Burgess Shale, Columbia Británica, Canadá, durante el siglo XX. Los fósiles tienen aproximadamente de 500 millones a 510 millones años de edad, es decir, los animales vivieron durante el Cámbrico Medio. Las muestras están alojadas en una colección en la Institución Smithsonian en Washington, DC.

Helmetia expansa

Uno de los ejemplares, Helmetia expansa (arriba), es un artrópodo de cuerpo blando de tipo trilobites, dijo Ortega-Hernández. El otro artrópodo, más viejo, Odaraia alata, tiene la forma de un submarino, dijo (ver imagen de cabecera).

"Sabemos por el registro fósil que los primeros antepasados ​​de los artrópodos eran de cuerpo blando. Se ven un poco como gusanos con patas", dijo Ortega-Hernández. "Pero entonces, en algún momento en el tiempo, se empezaron a ver artrópodos que parecen mucho más familiares, con un esqueleto articulado".

cabeza  de Helmetia expansaojos saltones de Odaraia alata"La pregunta aquí es ¿cómo vamos a partir de algo que no se parece en nada a un artrópodo a algo que se parece completamente a un artrópodo?".

Resulta que "mediante la comprensión de la organización de la región de la cabeza", o el esclerito anterior, "podemos empezar a tender un puente sobre cómo estas dos diferentes organizaciones del cuerpo son en realidad parte de un proceso continuo", dijo Ortega-Hernández.

Los actuales artrópodos no tienen un esclerito anterior, lo que sugiere que los cerebros de los artrópodos han cambiado con el tiempo, según los expertos.

"Esto sugiere que el esclerito anterior se pierde o se fusiona con el escudo de la cabeza en los artrópodos que viven", dijo David Legg, un investigador con experiencia en la evolución y filogenia de artrópodos tempranos en el Museo de Historia Natural de la Universidad de Oxford en el Reino Unido, que no participó en el estudio.

"Esto ayuda a determinar a qué segmento pertenecen los segmentos de la cabeza más posteriores, lo que nos permite comparar estos artrópodos fósiles y recientes y obtener una mejor comprensión de sus relaciones y la forma en que evolucionaron sus apéndices", dijo.

Por otra parte, el estudio ayuda a converger dos campos aparentemente no relacionados, la neurología y la paleontología, dijo Greg Edgecombe, investigador de la evolución de artrópodos en el Museo de Historia Natural de Londres, que no participó en el estudio.

"El artículo de Javier ha sido uno de los primeros pasos para tratar de llegar a un lenguaje común entre estos dos campos", dijo Edgecombe.

El estudio fue publicado el 7 de mayo en la revista Current Biology: Homology of Head Sclerites in Burgess Shale Euarthropods

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