Estas criaturas marinas de 80 millones de años se parecen sorprendentemente a las Buckyballs


La vida en el fondo del océano hace 80 millones de años fue dura. Los niveles del mar eran poco profundos, los depredadores siempre estaban al acecho, y siempre había alguna otra criatura viscosa, puntiaguda y de caparazón duro dispuesta a robarte el lugar.

Para sobrevivir, los antiguos familiares del erizo de mar reformaron su anatomía para convertirse en anillos muertos para moléculas orgánicas robustas hechas de carbono, conocidas como buckyballs. No era simplemente una elección sólida, tampoco: era su destino matemático.

Los fósiles que representan dos especies de equinodermos primitivos del período Cretácico Tardío revelan que los arreglos de sus placas protectoras, llamadas cáliz, eran geométricamente similares a los polígonos de las esferas de carbono.

La comparación de las reglas subyacentes responsables de las estructuras nos permite comprender cómo las formas corporales de los animales pudieron diversificarse en respuesta a las presiones ambientales, explican los investigadores en un nuevo estudio

.

Para encontrar pistas sobre los tipos de restricciones que los antiguos animales enfrentaban en su capacidad de adaptación, un equipo de la Universidad de Australia Occidental (UWA) y la Universidad de Cambridge utilizó técnicas especi ales de gráficos para cuantificar los diseños estructurales de Uintacrinus socialis

y Marsupites testudinarius, que pertenecía a una clase de equinodermos conocidos como crinoides.

Algunos diseños habrían creado formas menos estables, mientras que otros simplemente no hubieran sido posibles. La conexión en red de la topología del cáliz, o los arreglos geométricos, ayuda a los investigadores a comprender mejor el camino hacia adelante, o incluso hacia atrás, en la selección natural.

"La supervivencia fue crítica y las estructuras en forma de bola, capaces de soportar cargas muy pesadas, se formaron a su alrededor para protegerlas de los daños del océano y ayudar a la flotabilidad". dice Paleoecólogo evolutivo de la UWA Aaron Hunter.

A primera vista, muchos crinoides pueden confundirse fácilmente con plantas, con apéndices frondosos que ondean en las corrientes oceánicas y un tallo que ancla su cáliz al fondo del mar.

Estos dos ejemplos del Cretáceo se opusieron a esa tendencia, abandonando el tallo por completo para asentarse en el polvo blando del piso de piedra caliza, o para elevarse a través de las corrientes para buscar pastos menos traicioneros.

Uintacrinus fósilUintacrinus sp. con su estructura en red. (Cuthill y Hunter, Paleontología2020)

"Estos animales podrían extenderse por todo el mundo y han sido encontrados en rocas de tiza desde Texas, Estados Unidos hasta Kalbarri en Australia Occidental". dice Cazador.

"Podrían formar una raqueta de nieve para sentarse en el fondo de los océanos poco profundos o flotar y trasladarse a lugares más seguros".

Sus cálices casi esféricos también se veían más o menos parecidos. Marsupitas tenía 16 platos grandes, de cinco o seis lados en una disposición de tipo balón de fútbol, ​​en comparación con Uintacrinus numerosos pequeños, que comprenden de cuatro a ocho lados cada uno.

Estos arreglos, descubrieron los científicos, no solo recordaban las nanoestructuras de carbono. Eran matemáticamente un partido, con Marsupitas se parece a una versión ampliada de una molécula esférica hecha de 30 átomos de carbono.

El ejemplo más famoso de esferas de carbono como este es el buckminsterfullerene, después de los 20th inventor y arquitecto estadounidense del siglo, Buckminster Fuller.

Su diseño de domo geodésico, realizado en estructuras famosas como la masiva Proyecto eden en Cornwall, Reino Unido: unió la fuerza de tales arreglos poligonales con una estética modernista.

Sin embargo, parece que Fuller fue derrotado por unos 80 millones de años.

"Las estructuras también se encuentran en la molécula de carbono buckminsterfullereno, pero esta es la primera vez que encontramos una estructura de este tipo en los fósiles". dice Cazador.

"Sigue siendo un misterio por qué estas estructuras exitosas no evolucionaron nuevamente".

Esa pregunta de por qué es una forma rara en la naturaleza, dado su potencial para resistir la mordedura de un depredador, depende en gran medida de cuán fácil pueda surgir en primer lugar.

Los plazos de Uintacrinus y Marsupitas se superpusieron durante aproximadamente un millón de años, cuando los dinosaurios todavía vagaban.

El período también pasó a ser también al final de una era que vio evolucionar nuevos tipos de depredadores que aplastaban las conchas, presionando a las criaturas de caparazón duro en las profundidades del océano.

Al analizar los arreglos topológicos de estas placas como una red, los investigadores pudieron comparar estas estructuras con todas las formas posibles disponibles, ayudando a comprender mejor cómo podría haber ocurrido su evolución.

Resulta que para el crinoideo Marsupitas, una estructura estable de buckyball estaba en las tarjetas, con modelos gráficos que mostraban rutas limitadas a otros posibles planes corporales.

Uintacrinus No fue tan afortunado. Su propio diseño fue un buen intento, pero esas placas más pequeñas y desiguales no habrían proporcionado la misma rigidez.

Este tipo de mapeo de red de formas corporales se ha aplicado en otras áreas de la biología, pero sigue siendo una herramienta con mucho potencial no realizado para comprender por qué algunas ramas evolutivas crecen, mientras que otras se quiebran.

La evolución a menudo puede parecer una apuesta salvaje. Pero en muchos casos, las cartas están muy apiladas.

Para estos antiguos erizos del mar, fue una mano afortunada que los vio resistir por un tiempo en un mundo empeñado en verlos perder.

Esta investigación fue publicada en Paleontología.

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