Investigadores de Harvard han revelado el comportamiento de apareamiento de los trilobites a partir de un fósil bien conservado del Esquisto de Burgess de mediados del Cámbrico.
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| Reconstrucción artística de la posición de apareamiento - HOLLY SULLIVAN |
Los fósiles pueden decir mucho a los científicos sobre un
animal, como su morfología, su entorno y dónde situarlo en el árbol de la vida.
Sin embargo, una cosa que es muy difícil de observar en el registro fósil es el
comportamiento reproductivo de un animal. Hace falta un fósil muy bien
conservado para revelar los secretos de las estrategias reproductivas de
algunos de los primeros animales complejos.
En el estudio, publicado en Geology, la candidata al
doctorado Sarah R. Losso y el profesor Javier Ortega-Hernández, ambos del
Departamento de Biología Organísmica y Evolutiva de Harvard, revelan el
comportamiento de apareamiento de los trilobites del fósil 'Olenoides
serratus', de mediados del Cámbrico.
Los trilobites son un grupo de artrópodos de entre 520 y 250
millones de años de antigüedad, probablemente cerca del punto de ramificación
de dos grandes grupos de artrópodos, los quelicerados (cangrejos de herradura,
arañas y escorpiones) y los mandibulados (ciempiés, cangrejos e insectos).
Dominan el registro fósil de la Era Paleozoica, se encuentran en todos los
continentes y tienen más de 20.000 especies descritas.
Reciben su nombre por el aspecto trilobulado de su duradero
exoesqueleto enriquecido en calcita, que se conserva fácilmente y ha producido
un excelente registro fósil. La morfología de los trilobites ha sido
ampliamente estudiada, pero se sabe poco sobre su reproducción.
Algunos ejemplos raros son los huevos no fecundados que se
han encontrado debajo de la cabeza de un espécimen presumiblemente hembra, así
como grupos de huevos fecundados que se depositaron en los sedimentos durante
el Cámbrico.
Los investigadores han planteado la hipótesis de que los
grandes grupos de trilobites fosilizados juntos podrían representar mudas
masivas y eventos de apareamiento similares a los observados en especies
marinas vivas como el cangrejo herradura del Atlántico 'Limulus polyphemus'.
Sin embargo, el comportamiento reproductivo de los trilobites, incluyendo su
apareamiento y fertilización, sigue siendo prácticamente desconocido.
Losso, que está trabajando en una nueva descripción
exhaustiva de la morfología de Olenoides, estudió y tomó imágenes de todos los
especímenes de Olenoides serratus disponibles en el Museo Real de Ontario, el
Servicio Geológico de Canadá y las colecciones de paleontología de
invertebrados del Instituto Smithsoniano.
A diferencia del exoesqueleto, los apéndices (antenas, patas
y branquias) no se conservan con mucha frecuencia porque no están reforzados
con calcita. La conservación de los apéndices requiere unas condiciones únicas
en el momento del enterramiento, que se dan en el Esquisto de Burgess y en
otros yacimientos raros con una conservación excepcional de los fósiles.
Al examinar un fósil bien conservado del Esquisto de
Burgess, que se encuentra en el Museo Real de Ontario, Losso descubrió unas
patas en forma de pinza peculiarmente modificadas en la parte media del cuerpo,
similares a las que se encuentran en los cangrejos de herradura macho adultos,
lo que sugiere una estrategia de apareamiento similar.
Losso examinó 65 especímenes con apéndices conservados
conocidos hasta la fecha. Veintitrés ejemplares tenían las patas conservadas en
la parte correcta del cuerpo donde se encontraban los apéndices en forma de
gancho; sin embargo, con su exoesqueleto intacto los ganchos no serían visibles
aunque estuvieran presentes debido a su reducido tamaño.
Cuatro especímenes proporcionaron una visión clara de los
pares de apéndices décimo y undécimo, pero sólo un espécimen de 'O. serratus'
reveló que están modificados en forma de ganchos. Los otros tres especímenes
con pares de apéndices visibles tenían una apariencia más convencional de
patas.
Aunque al espécimen de 'O. serratus' con ganchos le falta la
mitad de su exoesqueleto, esto jugó a favor del investigador. "Este
espécimen es realmente único, ya que está lo suficientemente bien conservado
como para mostrar los detalles excepcionales de las extremidades modificadas en
ganchos, pero roto de manera que podemos ver realmente estas extremidades
reducidas que, de otro modo, estarían cubiertas por el exoesqueleto dorsal
--explica Losso--. Irónicamente, si el espécimen estuviera mejor conservado con
un exoesqueleto dorsal completo no tendríamos tanta información sobre sus
extremidades como ahora".
Losso realizó varias mediciones de las piezas individuales
de los apéndices reducidos y las comparó con apéndices del cuerpo del mismo
espécimen y con apéndices conocidos de diferentes Olenoides en esa misma
posición. Esto demostró que los apéndices reducidos tienen una morfología única
que sólo se conoce en este espécimen. A continuación, examinó los apéndices especializados
de otros artrópodos vivos para compararlos y comprender para qué podían
servir.
Hay miles de especies de trilobites que tienen una historia
de 200 millones de años pero sin un pariente vivo cercano es difícil conocer el
comportamiento reproductivo. Los cangrejos herradura, aunque no están
estrechamente relacionados con los trilobites, se utilizan a menudo como
análogos modernos porque se parecen superficialmente a los trilobites, lo que
permite una comparación útil.
Los ganchos son apéndices especiales que se encuentran a
menudo en los artrópodos macho. El macho utiliza los ganchos para sujetar a la
hembra durante el apareamiento. Diferentes grupos han evolucionado
convergentemente este apéndice en diferentes partes del cuerpo, dependiendo del
modo exacto de apareamiento en ese clado.
Los branquiópodos y los cangrejos de herradura han
desarrollado ganchos, pero funcionan de forma diferente según el exoesqueleto
de la hembra. Por ejemplo, los branquiópodos se agarran al caparazón, mientras
que los Limulus se agarran a las espinas. En el 'O. serratus', los ganchos del
macho se alinean con las espinas del pigidio de la hembra.
"Sabíamos que no podía ser para la masticación porque
los apéndices no están cerca de la cabeza o de la boca, están en medio del
cuerpo --explica Losso--. Esto muestra el dimorfismo sexual en los trilobites,
pero en este caso sólo se expresa en los apéndices. Esto nos dice más sobre la
reproducción en los trilobites y cómo se habrían apareado, lo que anteriormente
ha sido difícil de entender y ha sido muy especulativo basado en analogías
modernas", añade.
"Hay muy pocos casos de fósiles que hayan informado
directamente sobre la ecología reproductiva y el comportamiento, especialmente
en fósiles tan antiguos. En este caso, al haber una estructura muy
específicamente adaptada para esta función, es posible hacer este argumento
particular, y más particular de los trilobites", subraya Ortega-Hernández.
"Realmente es la primera vez que es posible mostrar
estas extremidades tan modificadas para esta función --prosigue--. Y
proporciona una fuerte evidencia para sugerir que un Limulus, o comportamiento
similar al de un cangrejo de herradura, ya existía en el Cámbrico completamente
por convergencia. Así que nos ayuda a hacernos una idea de cómo vivían
realmente estos animales hace millones de años".
"Los trilobites pueden ayudarnos a entender la
evolución del grupo de animales más abundante y diverso y producir
conocimientos sobre la ecología reproductiva de los primeros animales",
concluye Losso.
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