Las biofirmas pueden revelar una gran cantidad de nuevos datos encerrados en fósiles antiguos

pez fósil

Tiene el potencial de avanzar el conocimiento científico sobre la evolución de la vida en la Tierra

Hazte a un lado esqueleto: un nuevo mundo de 'firmas' bioquímicas que se encuentran en todo tipo de fósiles antiguos se está revelando a los paleontólogos, proporcionando una nueva vía para conocer las principales cuestiones evolutivas.

En un nuevo estudio publicado en la revista Science Advances, los investigadores de Yale esbozan un novedoso enfoque para encontrar señales biológicas que se creía perdidas en el proceso de fosilización. El nuevo enfoque ya ha proporcionado valiosa información sobre las cáscaras blandas que encerraron los primeros huevos de dinosaurio y mostró que una antigua criatura conocida como el Monstruo Tully era un vertebrado muy inusual.

"Lo que estamos descubriendo es que los residuos carbonosos moleculares casi siempre conservan una pista microscópica dentro de los fósiles", dijo Jasmina Wiemann, una estudiante graduada en el Departamento de Ciencias de la Tierra y Planetarias de Yale y primera autora del estudio. "La materia orgánica fósil es una mezcla salvaje de cosas, basada en los productos de degradación química de las biomoléculas originales".

Trabajando con el paleontólogo de Yale Derek Briggs y el químico de Yale Jason Crawford, ambos coautores del estudio, Wiemann analizó la composición molecular de 113 fósiles animales que datan de 541 millones de años. Es el mayor conjunto de datos fósiles que se haya analizado por medios químicos.

hueso de Allosaurus

Imagen: Un primer plano de un fósil parcialmente descalcificado de hueso de Allosaurus YPM. Los residuos de andamios de proteínas originales en tejidos biomineralizados preservan las firmas características de sus interacciones con diferentes minerales.

Lo que encontraron fue una gran cantidad de tejidos blandos que se fosilizan en polímeros. Reconocer estos polímeros y los tejidos blandos que representan puede ayudar a los investigadores a determinar cómo se relacionan entre sí varios animales en la historia evolutiva.

"Mostramos que las proteínas, los lípidos y los azúcares en todos los tipos de tejidos animales convergen en composición durante la fosilización a través de procesos como la lipoxidación y la glucoxidación para formar polímeros", dijo Briggs, profesor G. Evelyn Hutchinson de Geología y Geofísica en la Facultad de Artes y Ciencias de Yale.

Wiemann utilizó el análisis espectral Raman, una técnica de análisis químico no destructivo, para determinar si existen firmas bioquímicas identificables que sobrevivan dentro de estos polímeros.

hueso de Allosaurus visto al microscopio

Imagen: Imagen microscópica de hueso de Allosaurus YPM descalcificado: piezas de matriz extracelular químicamente alterada con células óseas conservadas. Los tejidos blandos se fosilizan comúnmente y se estabilizan mediante la reticulación oxidativa de proteínas, lípidos y azúcares.

Hasta ahora, ella y sus colegas han encontrado tres categorías principales de firmas: señales de biomineralización (que ayudaron a determinar la naturaleza blanda de las primeras cáscaras de huevo de dinosaurio); señales de tejido que diferencian, por ejemplo, la cutícula de insecto y el cartílago de vertebrado (utilizado para identificar al Monstruo de Tully como un vertebrado); y señales filogenéticas que se basan en productos de fosilización de aminoácidos, revelando cómo se relacionan los animales.

Los investigadores dijeron que comprender las firmas biológicas en los fósiles tiene el potencial de avanzar fundamentalmente el conocimiento científico sobre la evolución de la vida en la Tierra.

"Con este enfoque, podemos ir en varias direcciones de investigación diferentes, representando grandes preguntas para la evolución animal con respuestas que pensamos que estaban fuera del alcance de los fósiles", dijo Wiemann.

Artículo científico: Phylogenetic and physiological signals in metazoan fossil biomolecules

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