Dos diminutos fósiles, cada uno más pequeño que una aspirina, contienen tejido nervioso fosilizado de hace 508 millones de años. Las criaturas cámbricas parecidas a insectos podrían ayudar a los científicos a reconstruir la historia evolutiva de las arañas y escorpiones de hoy en día.
Aún así, no está claro exactamente dónde se encuentran estos fósiles, ambos especímenes de la especie. Madera blanda simétrica – encaja en el árbol evolutivo de los artrópodos, dijo Nicholas Strausfeld, profesor regente en el Departamento de Neurociencia de la Universidad de Arizona, que no participó en el estudio.
Eso se debe a que algunas características, como los ojos y los cordones nerviosos de los animales, se pueden identificar claramente en los fósiles, pero otras partes del sistema nervioso no se puede detectar tan fácilmente.
En particular, no está claro si los animales llevan o no un conjunto de nervios similar al cerebro llamado singanglio, y sin esta pieza clave de evidencia, su relación con otros animales sigue siendo confusa, dijo Strausfeld.
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Donde se ubicaría el singanglio, en cambio, hay “este lío en el medio de la cabeza”, dijo el primer autor Javier Ortega-Hernández, paleobiólogo de invertebrados en la Universidad de Harvard y curador del Museo de Zoología Comparada de Harvard. Los investigadores pueden decir que este desorden es tejido nervioso, pero no pueden discernir su organización exacta.
“Es… cierto que no tenemos todas las características del sistema nervioso de este animal mapeadas, porque los fósiles no nos dicen mucho”, dijo Ortega-Hernández.
Los investigadores reconocen esta incertidumbre en su nuevo informe, publicado el 20 de enero en la revista Comunicaciones de la naturaleza, y presentar algunas ideas diferentes sobre cómo estos fósiles se relacionan con los bichos antiguos y modernos. Si más fosilizado M. simétrica se descubren en el futuro, el lugar de la especie en el árbol de la vida puede eventualmente resolverse.
‘Un golpe de suerte’
Encontrar tejido nervioso fosilizado de la período cámbrico, que tuvo lugar hace entre 543 millones y 490 millones de años, es una “rareza”, dijo Ortega-Hernández. “Es realmente un golpe de suerte”.
Científicos descubren la primera evidencia de un artrópodo fosilizado cerebro del período Cámbrico hace aproximadamente una década, según un informe de 2012 en la revista Comunicaciones de la naturaleza; Los artrópodos son animales invertebrados del filo Arthropoda, un grupo que incluye insectos modernos, crustáceos y arácnidos, como arañas.
Desde ese descubrimiento inicial hace 10 años, se ha encontrado tejido nervioso preservado en más de una docena de fósiles del Cámbrico, la mayoría de ellos artrópodos, dijo Ortega-Hernández.
Los fósiles presentados en el nuevo estudio no se encontraron en un sitio de campo, sino en las profundidades de las colecciones del museo en el Museo de Zoología Comparada de la Universidad de Harvard en Cambridge, Massachusetts, y la Institución Smithsonian en Washington, DC. Ambos especímenes fueron descubiertos en depósitos Burgess Shale del Cámbrico medio de la Columbia Británica.
El fósil de Harvard mide aproximadamente 0,5 pulgadas (13 milímetros) de largo y 0,1 pulgadas (3,5 mm) de ancho en su punto más ancho; el fósil está orientado de tal manera que miras al artrópodo desde arriba.
El fósil del Smithsonian, por otro lado, ofrece una vista lateral de M. simétrica; este espécimen mide solo 0,3 pulgadas (7,5 mm) de largo y 0,06 pulgadas (1,7 mm) de alto.
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Una vista lateral del Smithsonian M. simétrica fósil. (Ortega-Hernández et al., Nat Commun., 2022)
A simple vista, ninguno de los dos fósiles parece particularmente emocionante, dijo Ortega-Hernández. Con respecto al minúsculo fósil del Smithsonian, en particular, “superficialmente, es extremadamente anodino”, dijo.
M. simétrica tiene un exoesqueleto simple, que consta de un escudo en la cabeza, un tronco segmentado y un escudo posterior, algo así como el exoesqueleto de una cochinilla, pero largo y delgado.
Los investigadores sospechan que el artrópodo también tenía siete pares de diminutos apéndices, dos colmillos y seis pares de pequeñas extremidades; eso se basa en un estudio de 2019, publicado en la revista Naturaleza, que describía un fósil de una especie diferente del género Mollisonia que portaba dichos apéndices.
Sin embargo, es muy inusual encontrar fósiles de Mollisonia con extremidades intactas, y ambos fósiles utilizados en el nuevo estudio carecen de apéndices, anotó Ortega-Hernández.
A pesar de la apariencia sin brillo de los fósiles, cuando colocó el Smithsonian M. simétrica fósil bajo un microscopio, vio algo intrigante, dijo Ortega-Hernández. “Me di cuenta, ‘Ooh, hay algo extraño dentro de este animal, dentro de este fósil'”, dijo.
Descubrió que encerrados dentro de estos artrópodos discretos había sistemas nerviosos bien conservados. Los nervios fosilizados parecen manchas negras como la tinta, porque el proceso de fosilización transformó el tejido en tejido orgánico. carbón Película (s.
En el fósil del Smithsonian, se puede ver un ojo bulboso en la cabeza del artrópodo y un cordón nervioso se puede ver claramente a lo largo de su vientre, con algunos nervios que sobresalen de su parte inferior. En el espécimen de Harvard, se pueden ver dos enormes ojos en forma de orbe en la cabeza y un trozo del cordón nervioso que se asoma por debajo del tracto digestivo del animal, lo que oscurece el resto del cordón.
En ambos fósiles, los autores del estudio informaron haber visto nervios ópticos que van desde los ojos de los artrópodos hasta el cuerpo principal, pero Strausfeld dijo que la evidencia de estos nervios es “ambigua” e idealmente, estas características serían más claras. Y en ambos especímenes, los autores notaron que hay algún tipo de tejido nervioso presente en la cabeza, pero no está claro si esta estructura es un singanglio similar al cerebro o algo completamente diferente.
“Podemos ver que hay algo allí, pero no tenemos suficiente resolución para poder decir, ‘Oh, definitivamente está organizado de esta manera o de esa otra'”, dijo Ortega-Hernández.
Incertidumbre en los datos
Esta incertidumbre en el registro fósil significa la relación precisa de M. simétrica a otros animales también sigue siendo turbio, dijo Ortega-Hernández. Pero basándose en las características presentes en los artrópodos, el equipo construyó dos árboles evolutivos.
Ambos árboles indican que M. simétrica y los quelicerados modernos comparten un ancestro común, lo que sugiere que el sistema nervioso relativamente simple del animal antiguo dio lugar al cerebro altamente condensado que se ve en los miembros modernos de este grupo, como escorpiones, arañas, cangrejos herradura y garrapatas.
Sin embargo, los árboles difieren en el lugar donde ubican a otros importantes grupos de artrópodos del Cámbrico, incluido uno conocido como megacheirans; estos grupos tienen sistemas nerviosos similares a los quelicerados modernos.
Una vista de arriba hacia abajo de Harvard M. simétrica fósil. (Ortega-Hernández et al., Nat Commun., 2022)
Dependiendo de dónde se sitúen estos diversos grupos en su árbol evolutivo, su ubicación muestra que los cerebros similares a los quelicerados evolucionaron de manera gradual a lo largo del tiempo, o sugiere que tales sistemas nerviosos evolucionaron de forma independiente y en diferentes momentos en algunos artrópodos del Cámbrico y quelicerados modernos. mediante evolución convergente, Ortega-Hernández said.
Con los datos disponibles, Strausfeld dijo que sería “cauteloso” al intentar colocar M. simétrica en cualquier parte de un árbol evolutivo. Para hacerlo, dijo que necesitaría pruebas más claras de cómo están estructurados los nervios ópticos y el singanglio (o la falta de ellos) de los artrópodos, así como pruebas de que los nervios se extienden hasta las raíces de las extremidades del animal.
“Creo que se necesita una mejor preparación, una mejor muestra” que las examinadas hasta ahora, dijo Strausfeld. “Tal vez haya otro espécimen tirado en algún lugar de un museo”.
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Este artículo fue publicado originalmente por Ciencia viva. Leer el articulo original aqui.
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