Hace unos 54 millones de años, a principios del Eoceno, vivía una pequeña mosca grulla. Puede que no haya sido una mosca grulla particularmente notable mientras estaba viva, pero después de su muerte, los procesos geológicos la convirtieron en algo magnífico: un fósil tan brillantemente preservado que podemos distinguir las células individuales de sus ojos compuestos.
Ahora los científicos han analizado estos ojos antiguos, y los de 22 de sus contemporáneos, también preservados en los lechos fósiles de Dinamarca, y han encontrado la evidencia más temprana de pigmento de melanina que se haya visto en los ojos de artrópodos.
El ojo compuesto es la forma más común de ojo que se encuentra en el planeta, y podemos datarlo hace más de medio billón de años. Tan pronto como Hace 515 millones de años
En estos omatidios, los pigmentos naturales protegen el fotorreceptor en la parte posterior del ojo de la luz que ingresa fuera del campo de visión, separando ópticamente las células y aumentando la percepción de contraste.
La mayoría de los vertebrados tienen melanina en los ojos para este propósito, pero los ojos de los artrópodos son diferentes. Los artrópodos de hoy tienen pigmentos llamados ommocromos como esta pantalla de luz. Pero en esos antiguos especímenes fosilizados, no se han detectado ommocromos.
Entonces, el paleobiólogo molecular Johan Lindgren de la Universidad de Lund y sus colegas fueron a buscar, utilizando una colección de moscas de grúa fosilizadas excepcionalmente bien conservadas (taxonomía exacta aún por determinar), excavadas en el Formación de pieles
El equipo utilizó una serie de técnicas para analizar los fósiles en detalle, incluida la microscopía electrónica de barrido y la espectroscopía de rayos X.
(Lindgren et al., Nature, 2019)
Para estudiar la composición molecular de las paredes facetarias del ojo, utilizaron espectrometría de masas de iones secundarios en el tiempo de vuelo (ToF-SIMS) análisis. Los datos obtenidos de estos espectros se compararon con una serie de compuestos, incluidas muestras de un ommocromo llamado xantomomatina.
Curiosamente, las muestras coincidieron más estrechamente con las muestras del equipo de un pigmento llamado eumelanina. Entonces, sometieron sus fósiles a un ensayo diseñado para detectar melaninas. Esto recuperó cantidades bajas pero detectables de varios productos de descomposición de la oxidación de melanina.
Parte de la investigación fue comparar los fósiles con las moscas grúa modernas. Los ojos de aproximadamente 1.300 moscas tigre criadas en laboratorio (Nefrotoma sutural) fueron aislados y analizados. Una vez más, estos produjeron productos de descomposición exclusivos de la eumelanina.
"Nuestro descubrimiento de la eumelanina en los ejemplos correspondientes de un insecto fósil y vivo contradice la hipótesis ampliamente aceptada de que los pigmentos de detección melanica están ausentes en los ojos compuestos de los artrópodos". los investigadores escribieron en su artículo.
"Nuestra incapacidad para detectar trazas moleculares equivalentes de ommocromos en las moscas de la grúa fósil, junto con la aparente sensibilidad de estos pigmentos a los tratamientos degradantes experimentales, implica que es poco probable que los ommocromos sobrevivan a lo largo del tiempo geológico".
"Por lo tanto, proponemos que la coloración oscura que ocasionalmente se ve en la región de la cabeza de otros artrópodos fósiles también representa eumelaninas residuales".
(Lindgren et al., Nature, 2019)
Hay un descubrimiento más genial. Durante mucho tiempo se pensó que las lentes en los ojos compuestos del trilobite tenían calcificado mientras el animal estaba vivo. Pero las lentes de las moscas de la grúa fosilizadas del equipo también mostraron evidencia de calcita.
Las moscas modernas, sin embargo, tienen quitina lentes: las mismas cosas de las que están hechos sus cuerpos y alas. Y esta calcificación comprometería su visión si ocurriera mientras aún vivían.
Los investigadores proponen que la calcificación es algo que sucede durante el proceso de fosilización.
"Así," ellos escribieron, "concluimos que la hipótesis de larga data de las córneas calcíticas en trilobites requiere una reconsideración, y que la composición y las propiedades ópticas de sus ojos compuestos deberían considerarse similares a las de los artrópodos modernos en ser principalmente orgánicas".
La investigación ha sido publicada en Naturaleza.