Un fósil de 500 millones de años arroja luz sobre un extraño misterio evolutivo

después de cuatro años Excavando en busca de fósiles en un cementerio en York, Pensilvania, el paleontólogo aficionado Chris Haefner hizo un descubrimiento intrigante. “Sabía que valía la pena mantenerlo”, dijo. Publicó su descubrimiento en Facebook.

Vi su publicación y me di cuenta de que era un hallazgo importante: Estudio los invertebrados fósiles. en el Consejo Superior de Investigaciones Científicas. Cuando contacté a Haefner, accedió a donar el fósil al Museo de Historia Natural de Londres.

Trabajando con colegas en los EE. UU. y el Reino Unido, determinamos que era un pariente de 510 millones de años de antigüedad de las estrellas de mar y los erizos de mar actuales. Es completamente único, nuevo para la ciencia y solo tiene un esqueleto parcial. Lo nombramos Yorkicistis haefnerisegún su buscador.

Yorkicistis había revelado nueva información sobre la evolución de la vida temprana en la Tierra en un momento en que aparecieron por primera vez la mayoría de los grupos de animales actuales.

La Explosión Cámbrica

Yorkicistis vivió durante la “explosión cámbrica”, hace 539 a 485 millones de años. Antes de esa época, las bacterias y otros organismos microscópicos simples vivían juntos. Fauna de Ediacaramisteriosas criaturas de cuerpo blando de las que los científicos saben poco.

El Cámbrico trajo consigo una gran proliferación de especies que surgieron de los mares. Incluían grupos de organismos que eventualmente dominarían el planeta y representantes de la mayoría de los grupos de animales en la actualidad.

En unos pocos millones de años, aparecieron animales complejos con esqueletos y caparazones duros. No está claro por qué sucedió esto, pero un cambio importante en la química del océanocon una mayor concentración de carbonato de calcio, probablemente desempeñó un papel clave.

Los equinodermos no fueron los primeros encontrados en el registro geológico. braquiópodos –animales marinos que vivían protegidos en caparazones– les precedieron. Hecho artrópodosun grupo bien formado exoesqueletos de calcitaincluído trilobites.

Por contexto, los dinosaurios aparecieron 294 millones de años después del amanecer del Cámbrico.

Los primeros equinodermos

hay más de 30.000 especies de equinodermos extintospero son muy raros en lugares con una conservación cámbrica excepcional, como Esquisto de Burgess en Canadá y Chengjiang en China.

Algunos de los primeros equinodermos primitivos eran bastante diferentes de sus parientes actuales, que tienen cinco brazos que se extienden desde el centro de su cuerpo, una estructura llamada “simetría pentámera”.

Los equinodermos del Cámbrico tenían una amplia gama de estructura del cuerpo. Eocrinoides tenían cuerpos en forma de jarrón protegidos por placas con patrones geométricos y una serie de estructuras en forma de brazos. helicoplacoidescon forma de cigarros grandes, estaban vestidos con una armadura de calcita con una “boca” que envolvía sus cuerpos. blastoide las especies han tomado varias formas, a menudo parecidas a flores exóticas.

Los Edrioasteroidea parecían estrella de mar de hoyy con cinco brazos saliendo de su boca, es el organismo que Yorkicistis haefneri se ve más Entonces lo clasifico en este grupo en el árbol evolutivo.

Yorkicistisequinodermo sin esqueleto

Si bien muchos organismos del Cámbrico formaron esqueletos sofisticados y estructuras de defensa para protegerse de los depredadores, Yorkicistis hizo lo contrario. Él “desmineralizó” su esqueleto. Era un animal parcialmente inerte sin protección en gran parte de su cuerpo.

Para comprender la anatomía de este organismo, nos asociamos con un paleoilustrador para visualizar esta criatura a partir de la evidencia fósil que teníamos. Hugo Salais primero modeló cada parte del esqueleto en 3D y luego lo utilizó para crear una reconstrucción, una réplica de alta resolución.

De esta réplica observamos que solo sus brazos, o ambulacra, estaban calcificados, protegiendo sus “surcos de comida” -sus partes de alimentación, que son amarillas en el fósil. Una serie de placas cubrían sus tentáculos y se abrían y cerraban durante la alimentación. El resto de su cuerpo era blando, representado en el fósil por una película oscura enriquecida con carbono.

La mayoría de los equinodermos vivos, que se encuentran desde las costas del mundo hasta las oscuras profundidades abisales del océano, tienen un esqueleto interno. Las excepciones son los pepinos de mar y algunas especies que viven enterradas bajo el fondo marino. Sus esqueletos, como Yorkicistisestán formadas por placas porosas de calcita.

trayendo Yorkicistis vivir

Como paleontólogos, buscamos comprender los organismos extintos. Yorkicistis presentó un gran desafío ya que no se conoce ningún animal similar, ni vivo ni extinto.

Se sabe muy poco sobre por qué y cómo algunos equinodermos perdieron partes de su esqueleto. Pero los avances en biología molecular han revelado que hay un conjunto específico de genes responsable de la formación de un esqueleto en los equinodermos. Todos los equinodermos vivos portan estos genes; asumimos que las bandas extintas también lo hicieron.

Pero en Yorkicistis, hay una marcada diferencia entre la calcificación de sus rayos, o brazos, y su ausencia en el resto de su cuerpo. Plantea la hipótesis de que los genes implicados en la formación del esqueleto pueden haber actuado de forma independiente en diferentes partes del Yorkicistis‘ cuerpo. Este es un misterio que solo los biólogos moleculares pueden resolver.

Nuestros estudios nos han permitido formular algunas hipótesis sobre este animal, aunque quedan muchas preguntas por resolver. Creemos que sin un esqueleto en ninguna parte significativa de su cuerpo, Yorkicistis fue capaz de conservar energía para otros procesos metabólicos como la alimentación o la respiración. También mejoró la flexibilidad, lo que permitió una respiración más activa a través del bombeo.

Hay otra posibilidad intrigante: la falta de un esqueleto podría estar relacionado con algún tipo de sistema de protección contra picaduras, como el que usa el anémonas que paralizan a la presa con células punzantes en los tentáculos que rodean sus bocas. Esta pregunta, sin embargo, y muchas otras, no pueden responderse con un solo fósil.

Pero el sorprendente descubrimiento de Yorkicistis había proporcionado más información sobre un período en la historia evolutiva divergente en vísperas de la Explosión Cámbrica, un momento en que algunos organismos adoptaron esqueletos para evitar a los depredadores, y otros se adaptaron de manera muy diferente.

Este artículo fue publicado originalmente en La conversación por samuel zamora en el Instituto Geológico y Minero de España. léelo articulo original aqui.