updated 7:20 PM CEST, Aug 18, 2018

Minúsculo pez de menos de 2 cm cambia nuestra visión de la evolución de los vertebrados

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Ligulalepis

El Ligulalepis vivió hace 400 millones de años

Publicado ayer, un nuevo artículo describe un espectacular pez fósil preservado en 3D de hace 400 millones de años, el Ligulalepis.

La anatomía 3D del cráneo fosilizado del Ligulalepis revela detalles previamente desconocidos en esta especie del patrón de huesos dérmicos del cráneo, la forma de la cavidad del cerebro y otras características de los tejidos blandos (como los nervios y los vasos sanguíneos).

¿Por qué están los científicos tan emocionados de descubrir la estructura de un antiguo cráneo de pez? Porque el Ligulalepis ocupa una posición muy importante en el árbol evolutivo de los vertebrados.

Los peces óseos y nosotros

Los peces son el grupo más diverso en el planeta de animales con vertebras (vertebrados), con aproximadamente 30.000 especies conocidas.

La gran mayoría de estos (¡alrededor del 98%!) son peces óseos o ostequitios. Estos incluyen la mayoría de los peces que nos gusta comer, como el salmón, el atún y la trucha, así como los peces que tenemos como mascotas, como peces de colores y guppies. Estos se llaman peces con aletas radiadas (actinopterigios) ya que sus aletas están soportadas por varillas huesudas llamadas radios de aletas.

El otro grupo principal de peces óseos (sarcopterigios) tiene robustas aletas lobuladas, un grupo que contiene los peces pulmonados y los celacantos vivos, así como varios grupos extintos.

Los sarcopterigios son un grupo importante porque los primeros animales terrestres de cuatro patas, los tetrápodos, evolucionaron a partir de ellos. Hoy podemos considerar a todos los tetrápodos vivientes (anfibios, reptiles, aves y mamíferos) como un subgrupo dentro de los peces óseos.

cráneo del Ligulalepis

Un nuevo y emocionante hallazgo

El primer descubrimiento del pez llamado Ligulalepis fue un pequeño cráneo fósil del pez encontrado hace unos 20 años en piedra caliza cerca de Wee Jasper en Nueva Gales del Sur, Australia.

Desde entonces, ha impulsado el debate sobre la evolución temprana de los osteíctios, o peces óseos,​ sin una resolución clara sobre dónde se encuentra este enigmático pez en el árbol genealógico.

Luego, hace unos dos años, un estudiante de Flinders University, Benedict King, descubrió un segundo cráneo de este pez. El espécimen se encontró en los mismos afloramientos de piedra caliza cerca de Wee Jasper. También se conservó en 3D, pero estaba incluso más completo que el espécimen original.

Trabajos anteriores realizados por Alice Clement y John Long, también de la Flinders University, reconocieron hoyos sensoriales electroreceptores en este cráneo de Ligulalepis.

Wee Jasper

Secretos del cráneo

Tanto el antiguo como el nuevo cráneo fueron el foco del nuevo documento de Clement y Long. Su equipo preparó primero la muestra más pequeña (menos de 2 cm de longitud) de la roca utilizando ácido acético débil para exponer el hueso, a medida que la roca de carbonato se disolvió.

Luego utilizaron micro tomografía computarizada (TC) para visualizar la anatomía esquelética de las dos muestras conocidas de Ligulalepis. Poderosos rayos X pasan a través de los huesos para revelar muchas características ocultas dentro de los cráneos.

Las exploraciones revelaron una desconcertante mezcla de caracteres en los cráneos de estos peces. Algunas características, como la forma de los canales del oído interno, parecían pertenecer a peces cartilaginosos como los tiburones. Otras características, como la forma general de la caja del cerebro, eran claramente de los osteíctios, dicen los investigadores.

El patrón de los huesos que forman el techo del cráneo fue una característica inesperadamente primitiva que también se ve en un grupo extinto de peces con mandíbulas llamados placodermos.

La técnica de TC permitió reconstruir el aspecto de la cavidad cerebral de este pez de 400 millones de años, lo que permitió restaurar digitalmente la forma del cerebro por primera vez (ver vídeo a continuación).

Un árbol familiar complicado

Antes del análisis detallado de este cráneo, algunos científicos consideraban que el Ligulalepis estaba estrechamente relacionado con los peces con aletas radiadas. Otros lo colocaron junto a peces con aletas lobuladas.

Una tercera escuela de pensamiento lo imaginó incluso más abajo en el árbol genealógico de los peces, y esto está cerca de donde lo hemos colocado ahora, en el "tronco" del árbol que conduce a los verdaderos osteíctios.

Su posición única en el árbol de la vida significa que el Ligulalepis proporciona una gran idea de cómo se veía el ancestro de las dos principales radiaciones de peces óseos. Además, el análisis detallado de los caracteres recién revelados ayuda a aclarar la temprana radiación evolutiva de todos los animales con un esqueleto óseo, incluidos los humanos.

posición en el arbol del Ligulalepis

Fósiles perdidos

La mayoría de los peces modernos son peces con aletas radiadas (actinopterigios), con alrededor de 29.000 especies vivientes. Sus orígenes se remontan con seguridad al Devónico Medio, hace alrededor de 390 millones de años con peces como el Cheirolepis de Escocia.

Sin embargo, la existencia del grupo relacionado "lobulados" (sarcopterigios) es mucho más antigua, con los primeros representantes de ese grupo como el Guiyu, de China, que data de hace unos 430 millones de años. Esto sugiere que hay algunas partes del registro de fósiles de peces tempranos que son poco conocidas.

Este fósil y los nuevos análisis realizados ayudan a resolver la gran pregunta sobre cómo era el antepasado de todos los peces óseos modernos. También ilustra la secuencia de cambios que pasaron estos primeros peces para lograr su moderno "plan corporal".

Además, nuestros análisis muestran que el Ligulalepis era la especie más cercana conocida a un grupo peculiar de peces de aletas lobulares tempranas llamados "psarolepidos", conocido solo de China. Es compatible con la hipótesis de que los primeros peces óseos tempranos se originaron y se irradiaron en China, y luego emigraron a través de East Gondwana (Australia y la Antártida), la parte del supercontinente meridional más cercana a los antiguos terrenos chinos.

Estos hallazgos destacan que el árbol genealógico evolutivo de los primeros peces óseos es mucho más complicado de lo que se había pensado, lo que demuestra la importancia de la paleontología para ayudarnos a comprender con mayor precisión nuestros distantes orígenes.

Artículo científico: Neurocranial anatomy of an enigmatic Early Devonian fish sheds light on early osteichthyan evolution

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