Se ha encontrado en un animal prehistórico el primer corazón fosilizado

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fósil de Rhacolepis buccalis

El Rhacolepis vivió en Brasil hace entre 113 a 119 millones de años

Paleontólogos y el famoso Hombre de la Lata en El Mago de Oz fueron una vez en busca de lo mismo: un corazón. Pero, en este caso, la búsqueda era de un corazón fosilizado. Y ahora los científicos han encontrado uno.

Un nuevo descubrimiento, anunciado hoy en la revista eLife, muestra en 3D el corazón fosilizado de un pez perfectamente conservado de 113-119 millones de años de antigüedad encontrado en Brasil llamado Rhacolepis buccalis.

Este es el primer corazón fosilizado que se ha encontrado en cualquier animal prehistórico.

Durante siglos, los restos fósiles de animales con columna vertebral - o vertebrados - se estudiaron principalmente de sus huesos o huellas fosilizadas. La posibilidad de encontrar en fósiles muy antiguos tejidos blandos bien conservados era ampliamente considerado como imposible.

El material orgánico blando decae rápidamente después de la muerte, por lo que los órganos se empiezan a descomponer con interacciones bacterianas casi inmediatamente después de la muerte del animal. Una vez que el cuerpo se ha descompuesto, lo que finalmente queda puede llegar a ser enterrado y el esqueleto que queda podría un día convertirse en un fósil.

Preservación excepcional de fósiles

Pero ciertos depósitos fósiles raros, llamados "Konservat laggerstätten" (que significa "lugar de almacenamiento"), están formados por un rápido enterramiento en condiciones químicas especiales. Estos depósitos pueden mantener una gama de tejidos blandos del organismo.

Los famosos fósiles de Burgess Shale en la Columbia Británica, Canadá, muestran gusanos de cuerpo blando y otras criaturas invertebradas. Estos fueron sepultados por rápidos deslizamientos de tierra hace alrededor de 525 millones de años.

Los peces bien conservados de hace 113-119 millones de años de antigüedad en la Formación Santana de Brasil estuvieron entre los primeros fósiles de vertebrados que mostraron evidencia de tejidos blandos conservados. Estos incluyen partes de los estómagos y las bandas de músculos.

tomografía del Rhacolepis buccalis

El descubrimiento de tejidos blandos conservados completos, como órganos internos enteros, en un fósil era un poco el Santo Grial para los paleontólogos. Tales hallazgos podrían contribuir a la comprensión de los patrones evolutivos más profundamente, ya que los órganos internos blandos tienen su propio conjunto de funciones especializadas.

Encontrar un corazón fosilizado completo en un pez de casi 120 millones de años fue un gran avance para José Xavier-Neto, del Laboratório Nacional de Biociências, Lara Maldanis, de la Universidad de Campinas, Vicente Fernández, del European Synchotron Radiation Facility y colegas de todo Brasil y Suecia.

En el año 2000 un grupo de científicos de Estados Unidos afirmó haber encontrado un corazón conservado en un dinosaurio apodado Willo, un Thescelosaurus. Sin embargo, un trabajo reciente ha desmentido esta afirmación mostrando que la cavidad del cuerpo del dinosaurio fue colmatada por sedimentos y luego impregnada con minerales ricos en hierro para hacer que la cavidad interior pareciese un corazón, pero no cuando fue fotografiado por TC (Tomografía Computerizada).

Las otras únicas pretensiones de corazones de vertebrados fosilizados son manchas supuestamente hechas por sangre rica en hemoglobina que se han encontrado en la parte del fósil donde debe estar el corazón. Estas, junto con las manchas que representan posiblemente el hígado, han sido recientemente documentadas en peces de Escocia de 390 millones de años de edad.

análisis de un fósil en el sincrotrón

Cirugía digital de un corazón fósil

El nuevo descubrimiento fue hecho por imágenes de un fósil sepultado dentro de su concreción caliza mediante tomografía de rayos X con sincrotrón en secciones de 6 micras. Entonces el corazón se vuelve a juntar trozo a trozo usando software para restaurar digitalmente las características del órgano.

Este método ha sido ampliamente aplicado en la paleontología más o menos en la última década para revelar muchas intrincadas estructuras de tejido blando en los fósiles, incluyendo el actual cerebro conservado de un pez de 300 millones de años de edad en América del Norte y haces musculares reales de 380 millones Años de edad de peces placodermos de Australia.

El corazón del Rhacolepis fue restaurado digitalmente por tomografía y a partir de imágenes estudiadas en secciones transversales a través de la roca. Muestra con claro detalle el cono arterioso, o el bulbo en la parte superior del corazón, que tiene un patrón de cinco filas de válvulas dentro de él.

Una comparación detallada en el artículo con un corazón de sábalo diseccionado muestra estructuras similares en la misma posición relativa que el corazón fósil.

El descubrimiento del corazón fosilizado es significativo, ya que muestra el estado de la válvula en uno de los primeros miembros del grupo de peces con aletas radiadas. Estos son el mayor grupo de vertebrados vivos hoy en día con cerca de 30.000 especies y, naturalmente, muestran una amplia gama de modelos de válvulas en su corazón.

Algunos, como el pez cuerda africano, un miembro muy basal de los peces con aletas radiadas, tiene nueve filas de válvulas. Pero el grupo moderna más diverso con aletas radiadas, los teleósteos, tienen el corazón sólo una única válvula de salida. En los teleósteos otra estructura, el bulbo arterioso, prevalece sobre el cono arterioso para generar la salida de la sangre desde el corazón.

tipos de válvulas en el corazón de los peces

En el fósil del Rhacolepis, un pez que pertenece a una familia completamente extinguida, la Pachyrhizodontidae, que nombra los peces extintos Pachyrhizodus. Este es un grupo colocado cerca de la base de los teleósteos.

El patrón mostrado por el fósil parece representar un buen estado intermedio entre el patrón más primitivo y el tipo más avanzado. En biología los patrones simples tienen a menudo significados ocultos más complejos.

Dentro de algunos grupos de peces con aletas radiadas también se piensa que es una simplificación secundaria de las disposiciones de la válvula. Por ejemplo, en los esturiones y los amias hay patrón independiente de simplificación dentro del cono arterioso.

También hay evidencia de aumento independiente del número de válvulas en algunos peces basales de aletas radiadas, como el pez cuerda africano Polypterus, por lo que la interpretación de los patrones evolutivos de un solo punto de datos en el tiempo debe estar abierto a varias explicaciones.

No obstante, esta es la primera vez que en realidad se obtenido un punto de datos para estudiar la anatomía en detalle de un corazón fosilizado en un grupo extinto de peces.

El hallazgo demuestra el inmenso potencial para más descubrimientos de esta naturaleza, lo que permitirá una mayor comprensión de la anatomía comparada de los órganos blandos de organismos extintos y cómo han evolucionado a través del tiempo.

Con el aumento de descubrimientos como éste, y un conocimiento más detallado de la anatomía de los tejidos blandos de los animales extintos, un día realmente llegaremos a la comprensión de la evolución del corazón de los primeros animales con columna vertebral.

Artículo científico: Heart fossilization is possible and informs the evolution of cardiac outflow tract in vertebrates

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