El misterioso y antiguo vertebrado pez 'Palaeospondylus' fue probablemente uno de los primeros ancestros de los animales de cuatro extremidades, incluidos los humanos.
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| Reconstrucción de Palaeospondylus - RIKEN |
El 'Palaeospondylus' era un pequeño vertebrado parecido a un
pez, de unos 5 cm de longitud, que tenía un cuerpo similar al de una anguila y
vivió en el periodo Devónico hace unos 390 millones de años.
Aunque los fósiles son abundantes, su pequeño tamaño y la
escasa calidad de las reconstrucciones craneales -tanto por TC como por modelos
de cera- han dificultado su ubicación en el árbol evolutivo desde su
descubrimiento en 1890.
Se cree que comparte rasgos con peces con y sin mandíbula y
su cuerpo ha sido un misterio para los científicos de la evolución. Entre
varias características inusuales, la más desconcertante es la falta de dientes
o huesos dérmicos en el registro fósil.
Para resolver algunas de estas cuestiones, los
investigadores utilizaron el potentísimo sincrotrón RIKEN SPring-8 para generar
escaneos de microtecnología de alta resolución utilizando rayos X de radiación
sincrotrón. Además, a diferencia de la mayoría de los estudios que han
utilizado cabezas fósiles excavadas, el nuevo estudio utilizó fósiles
cuidadosamente seleccionados en los que las cabezas permanecían completamente
incrustadas en la roca.
"La elección de los mejores especímenes para los
escaneos micro-CT y el recorte cuidadoso de la roca que rodea el cráneo
fosilizado nos permitió mejorar la resolución de los escaneos --destaca el
autor principal Tatsuya Hirasawa--. Aunque no se trata de tecnología punta,
estos preparativos fueron sin duda claves para nuestro logro".
Los escaneos de alta resolución revelaron varias
características importantes. En primer lugar, los investigadores encontraron
tres canales semicirculares, lo que indica claramente una morfología del oído
interno de los vertebrados con mandíbula. Esto resolvió un problema porque
estudios anteriores sugerían que el 'Palaeospondylus' estaba evolutivamente más
cerca de los vertebrados primitivos sin mandíbula.
A continuación, encontraron rasgos craneales clave que
sitúan al 'Palaeospondylus' en la categoría de los tetrapodomorfos, formada por
los tetrápodos -animales con cuatro extremidades- y sus parientes antiguos más
cercanos. Varios análisis mostraron que estaba más estrechamente relacionado
con los tetrápodos con extremidades que con muchos otros tetrapodomorfos
conocidos que aún conservaban aletas.
Sin embargo, a diferencia de los tetrapodomorfos en general,
los dientes, los huesos dérmicos y los apéndices emparejados nunca se han
asociado a los fósiles de 'Palaeospondylus', aunque estas características se
encuentran fácilmente en los fósiles de otros animales que vivieron alrededor
de la misma época y en el mismo lugar en el lecho de peces de Achanarras en
Escocia.
La falta de estos rasgos puede explicarse por el
desdoblamiento de un conjunto de características de desarrollo, que da lugar a
un cuerpo similar al de una larva.
"Es posible que nunca se sepa si estos rasgos se
perdieron evolutivamente o si el desarrollo normal se congeló a mitad de camino
en los fósiles --reconoce Hirasawa--. No obstante, esta evolución heterocrónica
podría haber facilitado el desarrollo de nuevas características como las
extremidades".
Kuratani y su grupo de investigación no limitan su estudio
de la evolución de los primeros vertebrados al registro fósil. También utilizan
la biología molecular y la genética para estudiar los embriones en desarrollo
de los principales vertebrados modernos.
"La extraña morfología del 'Palaeospondylus',
comparable a la de las larvas de tetrápodos, es muy interesante desde el punto
de vista de la genética del desarrollo --afirma Hirasawa--. Teniendo esto en
cuenta, seguiremos estudiando la genética del desarrollo que provocó éste y
otros cambios morfológicos que se produjeron en la transición del agua a la
tierra en la historia de los vertebrados".
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