Las tomografías computarizadas de alta definición del cráneo fosilizado de un pez de 280 millones de años revelan el origen de quimeras, un grupo de peces cartilaginosos relacionados con tiburones. Análisis del caso cerebral de Dwykaselachus oosthuizeni , un fósil similar a un tiburón de Sudáfrica, muestra estructuras reveladoras del cerebro, los principales nervios craneales, las fosas nasales y el oído interno que pertenecen a las quimeras modernas.
Este descubrimiento, publicado temprano en línea en Naturaleza el 4 de enero, permite a los científicos anclar firmemente quimaeroides, el último grupo importante de vertebrados supervivientes que se ubicará adecuadamente en el árbol de la vida, en la historia evolutiva, y arroja luz sobre el desarrollo temprano de estos peces a medida que se separaron deSu ascendencia profunda y compartida con los tiburones.
"Los quimaeroides pertenecen a algún lugar cercano a los tiburones y las rayas, pero siempre ha habido incertidumbre cuando buscas más profundamente en el tiempo su punto de ramificación evolutiva", dijo Michael Coates, PhD, profesor de biología y anatomía organismal en la Universidad de Chicago, quiendirigió el estudio.
"Las quimeras son inusuales en todo el largo de su registro fósil", dijo Coates. "Debido a esto, ha sido difícil entender cómo llegaron a ser como son en primer lugar. Este descubrimiento arroja nueva luz no solosobre la evolución temprana de los peces con aspecto de tiburón, pero también sobre los vertebrados con mandíbula en general "
Las quimeras incluyen alrededor de 50 especies vivas, conocidas en varias partes del mundo como pez rata, pez conejo, tiburón fantasma, tiburón San José o tiburón elefante. Representan una de las cuatro divisiones fundamentales de la biodiversidad vertebrada moderna. Con ojos y dientes grandesplacas adaptadas para moler presas, estos peces que viven en aguas profundas están lejos de los tiburones asesinos sedientos de sangre de Hollywood.
Durante más de 100 años, han fascinado a los biólogos. "Hay pocos animales marinos que, debido a la estructura y las relaciones con otras formas vivas y extintas, tengan tanto interés para los zoólogos y paleontólogos como los quimaeroides", escribió el naturalista de HarvardSamuel Garman en 1904. Más de un siglo después, la relación entre quimeras, los primeros tiburones y otros peces con mandíbulas tempranas en el registro fósil continúa desconcertando a los paleontólogos.
Las quimeras, llamadas así por sus similitudes con una criatura mítica descrita por Homero como "frente de león y serpiente detrás, una cabra en el medio", son inusuales. Su anatomía comprende características que recuerdan a tiburones, peces con aletas radiadas y tetrápodos, y su forma está formada por fragmentos de cartílago endurecido en lugar de hueso. Debido a que se encuentran en aguas profundas, durante mucho tiempo se consideraron raros. Pero a medida que los científicos obtuvieron la tecnología para explorar más del océano, ahora se sabe que están muy extendidos,pero sus números siguen siendo inciertos.
Después de un estudio de 2014 que detalla sus genomas de evolución extremadamente lenta se publicó en Naturaleza , el interés por las quimeras floreció. De todos los vertebrados vivos con mandíbulas, las quimeras parecían ofrecer la mejor promesa de encontrar un archivo de información sobre condiciones cercanas al último antepasado común de los humanos y un Gran Blanco.
Al igual que los tiburones, que también dependen del cartílago, las quimeras rara vez se fosilizan. Los pocos fósiles de quimeras tempranas conocidos se parecen mucho a sus descendientes vivos. Hasta ahora, el registro evolutivo quimoeroide consistía principalmente en especímenes aislados de sus características placas de dientes hipermineralizadas.
El Dwykaselachus el fósil resuelve este problema. Fue descubierto originalmente por el paleontólogo aficionado y agricultor Roy Oosthuizen cuando abrió un nódulo de roca en su granja en Sudáfrica en la década de 1980. Una descripción inicial lo nombró en base al material visible en la superficie rota deel nódulo. Fue archivado cuidadosamente en el Museo Sudafricano en Ciudad del Cabo, donde su esplendor esperaba tecnología capaz de desenvolver sus secretos envueltos por mucho tiempo.
En 2013, cuando el Instituto de Estudios Evolutivos de la Universidad de Witwatersrand obtuvo un micro escáner CT, el Dr. Robert Gess, socio del Centro de Excelencia Sudafricano en Paleosciences y coautor de este estudio, comenzó a escanear fósiles de tiburones del Devónico mientras estabacon sede en el Departamento de Geología de la Universidad de Rhodes. Coates lo alentó a investigar Dwykaselachus .
en la superficie Dwykaselachus parecía ser un tiburón simioriide, un grupo extraño de tiburones de más de 300 millones de años, conocidos por sus espinas inusuales de aleta dorsal, algunas parecidas a puntas con forma de pluma y otras tablas de planchar surrealistas.
las tomografías computarizadas mostraron que el Dwykaselachus el cráneo estaba notablemente intacto, uno de los pocos que no habían sido aplastados durante la fosilización. Los escáneres también proporcionan una vista sin precedentes del interior del estuche del cerebro.
"Cuando lo vi por primera vez, me quedé atónito", dijo Coates. "El espécimen es notable".
Las imágenes, comentó un crítico, "están casi llenas de datos"
Muestran una serie de estructuras anatómicas reveladoras que marcan al espécimen como una quimera temprana, no como un tiburón. La caja del cerebro conserva detalles sobre la forma del cerebro, las rutas de los nervios craneales principales y la anatomía del oído interno. Todo lo cual indicaque Dwyka pertenece a las quimeras modernas. Los escaneos revelan pistas sobre cómo estos peces comenzaron a divergir de su ascendencia común con los tiburones.
Una gran extinción de vertebrados al final del período Devónico, hace unos 360 millones de años, dio lugar a una explosión de peces cartilaginosos. En lugar de lo que se convirtió en tiburones modernos, dijo Coates, las revelaciones de este estudio indican que "muchode esta nueva biodiversidad fueron, en cambio, las primeras quimeras ".
"Ahora podemos decir que la primera radiación de peces cartilaginosos después del final de la extinción del Devónico fue quimeras, en abundancia", dijo Coates. "Es lo contrario de lo que tenemos hoy, donde los tiburones son mucho más comunes".
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Materiales proporcionado por Centro médico de la Universidad de Chicago . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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