(CNN) – Hace cientos de millones de años, peces sin mandíbulas nadaban en los mares de la Tierra, con sus cerebros protegidos por fuera por una piel blindada y por dentro por placas hechas de cartílago. Los científicos todavía están reconstruyendo cómo evolucionaron los cráneos de los vertebrados modernos a partir de estos antiguos ancestros de los peces, que fueron los primeros animales con columna vertebral. Ahora, un análisis reciente de un fósil espectacular está llenando algunos vacíos.
El espécimen, un cráneo articulado de 455 millones de años, pertenece al pez sin mandíbula Eriptychius americanus. Fue descubierto en la formación Harding Sandstone en Colorado y es la evidencia fósil en 3D más antigua de la anatomía craneal en un vertebrado primitivo, según un estudio publicado el miércoles en la revista Nature.
Los vertebrados modernos descendientes de peces sin mandíbulas forman dos grupos: vertebrados con mandíbulas y mixinos y lampreas sin mandíbulas. La disposición del cráneo de E. americanus no se parecía a nada visto en los vertebrados vivos o en los parientes extintos del pez, con secciones de cartílago sin fusionar (algunas simétricas, otras no) en la parte frontal de la cabeza y rodeando la boca, los órganos olfativos y los ojos.
“No se encuentran estos extraños conjuntos de cartílagos emparejados y no emparejados en ningún otro lugar”, dijo el autor principal del estudio, el Dr. Richard Dearden, investigador postdoctoral en el Centro de Biodiversidad Naturalis en Leiden, Países Bajos. “Así que es bastante emocionante”.
Extrayendo los detalles
El cartílago fosilizado de la cabeza fue excavado en 1949 y descrito en 1967 por el fallecido paleontólogo Robert Denison, curador de peces fósiles en el Museo Field de Historia Natural de Chicago. Denison partió la roca que contenía el material fósil en dos pedazos; en uno, disolvió la matriz rocosa con ácido y suspendió el fósil en epoxi, dijo Dearden.
El análisis de Denison reveló escamas blindadas de forma única y estructuras que se asemejan al cartílago. Pero en ese momento era imposible mirar más profundamente sin cortar el fósil y destruirlo, dijo Dearden.
“Los detalles que se pueden extraer de la superficie del fósil no son realmente suficientes para poder hacer nada con ellos”, explicó. Debido a esto, el espécimen estuvo científicamente relegado durante décadas, considerado potencialmente interesante, “pero básicamente inutilizable”.
Mediante el uso de tomografías computarizadas, Dearden y sus coautores pudieron identificar y visualizar el cartílago. El equipo reconstruyó un modelo digital del cráneo del pez en 3D, dijo Dearden a CNN. (Realizó la investigación mientras estaba en la Universidad de Birmingham en el Reino Unido).
“Sospecho que la razón por la que alguien ha tardado tanto en escanearlo es que muy pocas personas realmente trabajan con estos peces del Ordovícico, y este es el tipo de fósil en el que realmente necesitas ser un especialista para reconocer su potencial“, dijo en un correo electrónico.
Se creó un modelo digital del fósil a partir de tomografías computarizadas. Crédito: Richard Dearden.
Blindado y sin mandíbulas
Los peces sin mandíbula del período Ordovícico (hace 488,3 millones a 443,7 millones de años) se llaman ostracodermos, por su piel acorazada, y la mayoría de ellos se conocen a partir de fósiles que solo conservaban su armadura externa, dijo Dearden.
“Todo lo que sabemos sobre el interior de su cabeza se calcula básicamente sobre la base de esa armadura“, explicó Dearden. “Ves agujeros para los ojos en esta armadura exterior y supones que ahí es donde están los ojos en el cráneo. Pero en realidad no sabemos nada sobre lo que hay dentro”.
Los autores del estudio identificaron 10 piezas de cartílago del cráneo en la muestra: seis en el epoxi y cuatro en la matriz rocosa. Escamas envueltas alrededor de ellos y canales, que pueden haber contenido estructuras sensoriales o vasculares, atravesados por el cartílago.
Aún quedan preguntas sobre la evolución del cráneo, como el propósito de los canales vistos en el fósil y por qué todo el cartílago parece estar concentrado en la parte frontal del cráneo del pez. Es posible, dijo Dearden, que hubiera más cartílago en la parte posterior de la cabeza que simplemente no se conservó en este espécimen.
Tampoco está claro cuándo aparecieron por primera vez las mandíbulas en los peces, añadió.
Sin embargo, “este fósil llena un vacío en nuestro conocimiento sobre la evolución de la cabeza de los vertebrados”, dijo la paleobióloga Lauren Sallan, profesora asistente en la unidad de macroevolución del Instituto de Ciencia y Tecnología de la Universidad de Graduados de Okinawa en Japón.
“Esta brecha se debió en parte a que los ancestros de los peces con mandíbulas del Ordovícico eran relativamente raros y en su mayoría restringidos a aguas marinas muy poco profundas. Después de la muerte, los restos de estos primeros peces, incluido Eriptychius, generalmente eran destruidos por las olas, y encontramos principalmente pedazos”, dijo Sallan, quien investiga los orígenes de la biodiversidad marina y no participó en el estudio.
“Como resultado, tenemos material fósil limitado y casi ninguna cabeza completa”, dijo Sallan a CNN. “Haber conservado el material interno de estos peces es un gran descubrimiento y un gran paso adelante”.
Martes / 22:30 / CNN Chile
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