Encontrado el ejemplo más detallado de un primitivo sistema nervioso

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fósil de Chengjiangocaris kunmingensis

Es de un animal similar a un crustáceo que vivió hace más de 500 millones de años

Los investigadores han descubierto uno de los fósiles más antiguos y más detallado que identifica el sistema nervioso central de un animal similar a un crustáceo que vivió hace más de 500 millones de años. El fósil, encontrado en el sur de China, está tan bien conservado que son visibles los nervios individuales, la primera vez que se ha observado este nivel de detalle en un fósil de esta edad.

Los resultados, publicados en Proceedings of the National Academy of Sciences, están ayudando a los investigadores a entender cómo evolucionó el sistema nervioso de los artrópodos - animales con patas articuladas. Encontrar cualquier tejido blando fosilizado es raro, pero este hallazgo en particular, por los investigadores en el Reino Unido, China y Alemania, representa el ejemplo más detallado de un sistema nervioso conservado descubierto hasta ahora.

fósil de Chengjiangocaris kunmingensis y su reconstrucciónEl animal, llamado Chengjiangocaris kunmingensis, vivió durante la "explosión" del Cámbrico, un período de rápido desarrollo evolutivo hace aproximadamente quinientos millones de años, cuando aparecen por primera vez en el registro fósil la mayoría de los principales grupos de animales. El C. kunmingensis pertenece a un grupo de animales llamados fuxianhuiidos, y fue un antepasado de los artrópodos modernos - el grupo diverso que incluye insectos, arañas y crustáceos.

"Se trata de una visión única de lo que parecía el sistema nervioso ancestral", dijo el coautor del estudio, el Dr. Javier Ortega-Hernández, del departamento de Zoología de la universidad de Cambridge. "Es el ejemplo más completo de un sistema nervioso central desde el período Cámbrico".

En los últimos cinco años los investigadores han identificado parcialmente sistemas nerviosos fosilizados en varias especies diferentes de la época, pero éstos han sido en su mayoría cerebros fosilizados. Y, en la mayoría de los especímenes, los fósiles solamente conservan detalles del perfil del cerebro, es decir, la cantidad de información disponible ha sido limitada.

El C. kunmingensis parecía una especie de crustáceo, con un amplio escudo en la cabeza casi en forma de corazón y un cuerpo largo con pares de patas de diferentes tamaños. A través de una cuidadosa preparación del fósil, que implicaba socavar la roca circundante con una fina aguja, los investigadores fueron capaces de ver no sólo las partes duras del cuerpo, sino también los tejidos blandos fosilizados.

reconstrucción del Chengjiangocaris kunmingensis

reconstrucción del Chengjiangocaris kunmingensis

La gran mayoría de fósiles que tenemos son en su mayoría huesos y otras partes duras del cuerpo, tal como dientes o exoesqueletos. Dado que el sistema nervioso y los tejidos blandos están esencialmente hechos de sustancias similares a grasas, su hallazgo en fósiles es extremadamente raro. Los investigadores responsables de este estudio identificaron por primera vez un sistema nervioso central fosilizado en 2013, pero el nuevo material les ha permitido investigar la importancia de estos hallazgos con mucha mayor profundidad.

El sistema nervioso central coordina todas las funciones neurales y motoras. En los vertebrados consiste en el cerebro y la médula espinal, pero en los artrópodos consiste en un cerebro condensado y una serie de cadenas de masas interconectadas de tejido nervioso llamados ganglios que se asemejan a una sarta de cuentas.

Chengjiangocaris kunmingensis, reconstrucción de los nerviosAl igual que los artrópodos modernos, el C. kunmingensis tenía un cordón nervioso - que es análogo a la médula espinal en los vertebrados - en funcionamiento durante todo su cuerpo, con cada uno de los ganglios que tomaban el control de un solo par de piernas para caminar.
Un examen más detallado de los ganglios excepcionalmente conservados reveló docenas de delgadas fibras, cada una midiendo aproximadamente cinco milésimas de milímetro de longitud.

"Estas delicadas fibras muestran un patrón de distribución muy regular, por lo que queríamos averiguar si estaban hechas del mismo material que los ganglios que forman el cordón nervioso", dijo Ortega-Hernández. "Usando microscopía de fluorescencia, se confirmó que las fibras estaban de hecho en los nervios individuales fosilizadas como películas de carbono, ofreciendo un nivel de detalle sin precedentes. Estos fósiles mejoran en gran medida nuestra comprensión de cómo evolucionó el sistema nervioso".

Para Ortega-Hernández y sus colegas, una pregunta clave es lo que nos dice este descubrimiento acerca de la evolución de los primeros animales, ya que el sistema nervioso contiene mucha información. Análisis posteriores revelaron que algunos aspectos del sistema nervioso en el C. kunmingensis parece estar estructurado similarmente a la de los modernos priapula (gusanos pene) y onicóforos (gusanos de terciopelo), con nervios espaciados regularmente que salen del cordón nervioso ventral.

Por el contrario, estas decenas de nervios se han perdido de forma independiente en los tardígrados (osos de agua) y los artrópodos modernos, lo que sugiere que la simplificación desempeñó un papel importante en la evolución del sistema nervioso.

Posiblemente una de las consecuencias más llamativas del estudio es que el cordón nervioso excepcionalmente conservado del C. kunmingensis representa una estructura única que es por lo demás desconocida en los organismos vivos. El espécimen demuestra la contribución única de los registros fósiles hacia la comprensión de la evolución temprana de los animales durante el período Cámbrico. "Cuantos más de estos fósiles encontremos, más vamos a ser capaces de entender cómo y qué tan temprano evolucionó el sistema nervioso de los animales", dijo Ortega-Hernández.

Artículo científico: A superarmored lobopodian from the Cambrian of China and early disparity in the evolution of Onychophora

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