Los fósiles de 500 millones de años resuelven un enigma de siglos de antigüedad en la evolución de la vida en la Tierra

Reconstrucción artística de Gangtoucunia aspera tal como habría aparecido en vida en el lecho marino del Cámbrico, hace unos 514 millones de años. Al individuo en primer plano se le extrajo una parte del esqueleto para mostrar el pólipo blando dentro del esqueleto. Crédito: reconstrucción de Xiaodong Wang

Los científicos finalmente han resuelto un enigma de siglos de antigüedad en la evolución de la vida en la tierra al revelar cómo eran los primeros animales que crearon esqueletos. Este descubrimiento fue posible gracias a una colección excepcionalmente bien conservada de fósiles descubierta en la provincia oriental de Yunnan, China. Los resultados de la investigación se publicaron el 2 de noviembre en la revista científica Actas de la Royal Society B.

Durante un evento llamado Explosión Cámbrica hace unos 550-520 millones de años, los primeros animales que construyeron esqueletos duros y robustos aparecieron repentinamente en el registro fósil en un abrir y cerrar de ojos geológico. Muchos de estos primeros fósiles son simples tubos huecos que van desde unos pocos milímetros hasta varios centímetros de longitud. Sin embargo, se desconocía casi por completo qué tipo de animales formaban estos esqueletos, ya que carecen de la conservación de las partes blandas necesarias para identificarlos como pertenecientes a los principales grupos de animales que aún viven en la actualidad.

Diagrama de gangtoucunia aspera

Espécimen fósil (izquierda) y diagrama (derecha) de Gangtoucunia aspera que conserva los tejidos blandos, incluidos el intestino y el tentáculo. Crédito: Luke Parry y Guangxu Zhang

cuatro ejemplares de Gangtoucunia aspera con tejidos blandos aún intactos, incluidos los intestinos y las piezas bucales, se incluyen en la nueva colección de fósiles de 514 millones de años. Estos revelan que esta especie tenía una boca bordeada por un anillo de tentáculos lisos y no ramificados de unos 5 mm (0,2 pulgadas) de largo. Es probable que estos se usaran para picar y capturar presas, como pequeños artrópodos. Los fósiles también lo demuestran. Gangtucunia tenía un intestino ciego (abierto solo en un extremo), dividido en cavidades internas, que llenaban la longitud del tubo.

Estas son características que se encuentran hoy en día solo en las medusas modernas, las anémonas y sus parientes cercanos (conocidos como cnidarios), organismos cuyas partes blandas son extremadamente raras en el registro fósil. El estudio muestra que estos simples animales estuvieron entre los primeros en construir los esqueletos duros que componen gran parte del registro fósil conocido.

Según los investigadores, Gangtucunia habría tenido un aspecto similar a los pólipos de medusas escifozoos modernos, con una estructura tubular rígida anclada al sustrato subyacente. La boca del tentáculo se habría extendido fuera del tubo, pero podría haberse retraído dentro del tubo para evitar a los depredadores. Sin embargo, a diferencia de los pólipos vivos de las medusas, los Gangtucunia estaba hecho de fosfato de calcio, un mineral duro que forma nuestros dientes y huesos. El uso de este material para construir esqueletos se ha vuelto más raro entre los animales con el tiempo.

Región de la boca de Gangtoucunia aspera

Fotografía de primer plano de la región de la boca de Gangtoucunia aspera que muestra los tentáculos que se habrían utilizado para capturar presas. Crédito: Luke Parry y Guangxu Zhang

Autor correspondiente Dr. Luke Parry, Departamento de Ciencias de la Tierra,[{» attribute=»»>University of Oxford, said: “This really is a one-in-million discovery. These mysterious tubes are often found in groups of hundreds of individuals, but until now they have been regarded as ‘problematic’ fossils, because we had no way of classifying them. Thanks to these extraordinary new specimens, a key piece of the evolutionary puzzle has been put firmly in place.”

The new specimens clearly demonstrate that Gangtoucunia was not related to annelid worms (earthworms, polychaetes and their relatives) as had been previously suggested for similar fossils. It is now clear that Gangtoucunia’s body had a smooth exterior and a gut partitioned longitudinally, whereas annelids have segmented bodies with transverse partitioning of the body.

The fossil was found at a site in the Gaoloufang section in Kunming, eastern Yunnan Province, China. Here, anaerobic (oxygen-poor) conditions limit the presence of bacteria that normally degrade soft tissues in fossils.

Gangtoucunia aspera Fossils

Fossil specimen of Gangtoucunia aspera preserving soft tissues, including the gut and tentacles (left and middle). The drawing at the right illustrates the visible anatomical features in the fossil specimens. Credit: Luke Parry and Guangxu Zhang

PhD student Guangxu Zhang, who collected and discovered the specimens, said: “The first time I discovered the pink soft tissue on top of a Gangtoucunia tube, I was surprised and confused about what they were. In the following month, I found three more specimens with soft tissue preservation, which was very exciting and made me rethink the affinity of Gangtoucunia. The soft tissue of Gangtoucunia, particularly the tentacles, reveals that it is certainly not a priapulid-like worm as previous studies suggested, but more like a coral, and then I realised that it is a cnidarian.”

Although the fossil clearly shows that Gangtoucunia was a primitive jellyfish, this doesn’t rule out the possibility that other early tube-fossil species looked very different. From Cambrian rocks in Yunnan province, the research team has previously found well-preserved tube fossils that could be identified as priapulids (marine worms), lobopodians (worms with paired legs, closely related to arthropods today), and annelids.

Co-corresponding author Xiaoya Ma (Yunnan University and University of Exeter) said: “A tubicolous mode of life seems to have become increasingly common in the Cambrian, which might be an adaptive response to increasing predation pressure in the early Cambrian. This study demonstrates that exceptional soft-tissue preservation is crucial for us to understand these ancient animals.”

Reference: “Exceptional soft tissue preservation reveals a cnidarian affinity for a Cambrian phosphatic tubicolous enigma” by Guangxu Zhang, Luke A. Parry, Jakob Vinther and Xiaoya Ma, 2 November 2022, Proceedings of the Royal Society B Biological Sciences.
DOI: 10.1098/rspb.2022.1623

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