jueves, junio 07, 2012

Fósiles cámbricos demuestran que los primeros equinodermos fueron bilaterales

Los humanos entre otras cosas nos caracterizamos por poseer una simetría bilateral que divide nuestro cuerpo en dos partes iguales. Esta condición es muy primitiva dentro de la evolución de nuestra gran familia, la de los cordados y estaba ya presente en los primeros organismos de este grupo como han revelado fósiles de más de 530 millones de años procedentes de China y Canadá. Ésta, es también la característica de todos los animales bilaterales, entre los que se incluyen todos los vertebrados pero también otros grupos como insectos o erizos de mar.

El desarrollo embrionario de estos últimos, los equinodermos (grupo al que pertenecen las estrellas y erizos de mar actuales), ha intrigado desde hace décadas por los biólogos porque los adultos de estos animales tienen simetría radial, en muchos casos pentámera.  Esta simetría, que es una de las principales características del grupo está ausente en las larvas que son bilaterales. Sin embargo, una metamorfosis muy compleja de estas larvas conduce hacia el desarrollo de un adulto radial.

Los paleontólogos han buscado desde décadas en las rocas más antiguas del Cámbrico, donde aparecen los primeros equinodermos,  para tratar de dilucidar si los fósiles podían aportar información, y todas las conclusiones eran las mismas, los primeros equinodermos ya eran radiales. Ahora unos nuevos fósiles del Cámbrico español publicados en la revista PlosOne demuestran por primera vez que hace más de 500 millones de años existieron equinodermos bilaterales y que estos representaban el estado más primitivo dentro del grupo. En otras palabras, los antepasados más remotos de las estrellas de mar fueron bilaterales y no radiales como se había pensado hasta ahora.

Los fósiles fueron encontrados en los años 2009 y 2010 en unas excavaciones realizadas en la localidad de Purujosa, dentro del Parque Natural del Moncayo (Provincia de Zaragoza). Esta excavación fue cofinanciada por la Caja de Ahorros de la Inmaculada y el Gobierno de Aragón.
Las rocas de esta región son muy importantes porque han proporcionado miles de fósiles muy bien conservados de la época cámbrica. Este periodo de la historia de la tierra se caracteriza porque es el momento en el que la vida compleja empieza a ser diversa en los mares, en lo que se ha llamado la Explosión del Cámbrico.
Durante aproximadamente dos semanas de trabajo de campo sólo se obtuvieron dos ejemplares de este nuevo fósil descrito con el nombre Ctenoimbricata spinosa, junto a varios cientos de otros invertebrados como trilobites.

El estudio: A primera vista los fósiles no eran maravillosos y una gran parte de ellos estaba escondida dentro de la roca por lo que no era accesible para los investigadores. Esta fue la principal razón que promovió el uso de la microtomografía computerizada, una técnica novedosa que permite diseccionar el fósil en 3D sin destruirlo y poder visualizarlo en un ordenador. Dos escáneres 3D, uno para cada ejemplar, fueron realizados en el Natural History Museum de Londres y en la Universidad de Birmingham. Se obtuvieron un total de 1200 radiografías de cada fósil. Posteriormente estas radiografías fueron trabajadas independientemente durante varios meses para poder reconocer cada una de las partes anatómicas de los fósiles. El resultado fueron dos modelos tridimensionales de los fósiles que permiten observar con todo detalle la anatomía de estos animales y poder estudiarlos.

Anatomía: Ctenoimbricata spinosa, es el nombre que ha recibido este nuevo equinodermo. A primera vista sorprende lo extraño que es este fósil, ya que no se parece a nada que habite actualmente nuestros mares y mucho menos a una estrella de mar. Sin embargo un análisis de su anatomía refleja que se trata de un animal emparentado con los equinodermos. Este animal tenía forma bilateral y seguramente poca capacidad de movimiento ya que carece de apéndices locomotores. Tiene un sistema defensivo compuesto por espinas que le permitió protegerse de los depredadores, similar al de los erizos actuales. Su alimentación era una mezcla entre detritívora y suspensívora captando partículas del suelo marino que eran procesadas en una faringe interna.

Importancia evolutiva: Por primera vez Ctenoimbricata ha permitido reconstruir completamente el árbol evolutivo de los equinodermos y proporciona una visión de cómo eran estos animales poco antes de su origen. Gracias a este hallazgo se ha demostrado que la simetría radial de las estrellas y los erizos de mar y que tan familiar nos resulta, es una modificación de una simetría bilateral que los primeros equinodermos ya poseían. Esta conclusión cambia radicalmente la visión que se tenía sobre la forma y hábitos alimenticios de los primeros equinodermos y Ctenoimbricata nos permite conocer esta condición.

Autores: Este trabajo ha sido realizado por Samuel Zamora, Andrew Smith e Imran Rahman, los dos primeros del Museo de Historia Natural de Londres, y el tercero de la Universidad de Birmingham. Samuel Zamora  realizó su doctorado en la Universidad de Zaragoza donde comenzó el estudio y se encuentra actualmente en Londres con un contrato del antiguo Ministerio de Educación y Ciencia (MEC). Este estudio se enmarca dentro de un proyecto de investigación del MEC sobre el estudio del Cámbrico.

Referencia: Zamora, Samuel; Smith, Andrew B. & Rahman, Imran A. 2012. Plated Cambrian bilaterians reveal the earliest stages of echinoderm evolution. PlosOne

Contacto: samuel@unizar.es