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

Un equipo internacional de investigadores acaba de publicar la descripción de nuevos fósiles de primate asiático que según sus autores clarifica el origen de los primeros primates antropoides, el grupo que incluye humanos, monos y gorilas. El trabajo ha sido publicado el 4 de Junio en la prestigiosa revista norteamericana Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS).

En nuevo taxón encontrado en Birmania (Myanmar) se llama Afrasia djijidae. Tendría  una antigüedad de unos 37 millones de años. Sus dientes, como se ve en la ilustración)  tienen un gran parecido  con el antropoide primitivo Afrotarsius libycus, recientemente descrito en el desierto del Sahara en Libia. Esta similitud morfológica indica que los primeros antropoides colonizaron África, poco después que estos animales aparecieran en Asia. Esto es importante, ya que en África es donde se produciría la evolución de los primates en la linea de los homínidos.

Durante mucho tiempo, los investigadores han considerado que el inicio de la evolución de los antropoides se produjo en África. Sin embargo los recientes descubrimientos en China, Birmania y otros países asiáticos nos indican otro escenario. Afraasia es una nueva evidencia que los primeros pasos de los antropoides se dieron en Asia y posteriormente se dispersaron a África. El momento que sucedió esto no se conoce con seguridad. Entre Asia y África en el Eoceno existía el mar Tetis y en principio no existía una continuidad terrestre entre los dos continentes según los modelos paleogeográficos. Sin embargo debieron existir algún tipo de puentes intercontinentales, al menos hace 37-38 millones que es cuando tenemos la evidencia de los antropoides del norte de África

La forma de los dientes de Afrasia indica que tendrían una dieta insectivora. Serían animales de pequeño tamaño, que rondarían los 100 gramos, más o menos el tamaño de los modernos tarseros.

Excavacion en el yacimiento paleolítico de Puente Pino

 Nos ha llegado información sobre una oferta para excavar en el Yacimiento de Puento Pino (Alcolea del Tajo, Toledo). Os la adjuntamos para los que se quieran animar.

La campaña tendrá lugar del 1 (incorporación) al 15 (cierre) de septiembre. Grupo reducido, pocas plazas. La organización cubre alojamiento y manutención. Convocatoria dirigida a voluntarios, preferentemente estudiantes y licenciados en Arqueología, Historia, Geología, Geografía y Topografía.

Los que deseen participar, enviar solicitudes, adjuntando pequeño “curriculum” y fotografía, al correo electrónico de Puente Pino (ver sección contacto en la web del yacimiento). Sólo se contestará a las personas seleccionadas, y se hará, como muy tarde, el 30 de junio; por lo que damos las gracias por anticipado a todos los interesados. Se ruega, antes de comprometerse, asegurar disponibilidad en esas fechas.

Información sobre el yacimiento en www.puentepino.net

Un trabajo para doctores en el Universidad de Chicago

 Por medio de Paleonet nos ha llegado información de un puesto para doctores en la Universidad de Chicago. Es para investigar en la diversidad y su relación con la latitud. Os adjuntamos la información.

Seeking a postdoctoral scholar to participate in an ongoing collaborative research project (D. Jablonski-K. Roy-J. W. Valentine) on the evolutionary history and future of modern spatial patterns of diversity, such as the latitudinal gradient. Marine bivalves will be used as a model system due to
their excellent fossil record, ecology diversity and highly resolved taxonomy. Research involves quantifying present-day biogeographic patterns, quantifying the Cenozoic spatial and evolutionary dynamics underlying them, and relating these patterns to environmental change. 

Postdoctoral scholar will assist in analyses and modeling of diversity dynamics, and take the lead on some new research projects. Experience in some combination of modeling, statistical, phylogenetic, and spatial (GIS) analyses and/or database management required. Familiarity with paleontological, climatic and/or biogeographic data is preferable. One-year appointment renewable for one or more additional years. Starting date negotiable but prefer summer to early fall 2012. Requires either Ph.D in hand or dissertation submitted and approved for degree. 

Please email a letter documenting research interests and experience, a CV, and the email addresses of two references to Dr. Andrew Z. Krug (akrug@uchicago.edu) at the University of Chicago. Applications required by July 1, 2012 for full consideration. 

Sobre el origen del oso polar

La mayoría de las especies actuales se originaron durante el Cuaternario o Pleistoceno, período que comprende los últimos dos millones y medio de años de la historia de la Tierra. Los osos (familia Ursidae) aparecieron en el Oligoceno y evolucionaron hacia formas muy diferentes durante estos casi 40 millones de años de su historia. Unos son los mapaches, otros los osos pandas y otros los osos polares protagonistas de esta historia. Durante el Plioceno aparecen las primeras especies fósiles de la subfamilia Ursinae, a la que pertenecen los actuales osos polares.

Algunos osos polares fueron gigantescos, como el Ursus maritimus tyrannus (ver figura) el primer oso polar que apareció en el Pleistoceno medio en el Reino Unido (figura y referencia: Kurtén, 1964) aunque algunos investigadores indican que sólo se trata de un oso pardo gigante, y que en realidad el oso polar más antiguo está representado en Noruega por una mandíbula fósil del yacimiento de Poolepynten en las islas Svalbard (Ingolfsson & Wiig, 2008).  Esta mandíbula está datada en 150.000-80.000 años.

Los osos polares, tan distintos morfológicamente del oso pardo, Ursus arctos, que para algunos tenían que ser especies distintas y no Ursus arctos maritimus como  proclamaban la mayoría de los taxónomos, aparecieron durante el Cuaternario, hace unos 600.000 años según los datos proporcionados por los estudios de ADN. Además, la  genética confirma lo que la morfología mostraba: los osos polares son una línea que se separó de la del oso pardo antes de lo que se pensaba, según un trabajo recientemente presentado en Science y en el que participan también investigadores de la estación Biológica de Doñana. Esta noticia ha sido publicada en nuestra querida revista de la naturaleza española, Quercus.

A pesar de los numerosos documentales y estudios de los osos polares, muy poco sabemos sobre su historia natural, y más concretamente de su historia paleontológica ya que al ser animales que viven en el hielo, fosilizan raramente. En este caso el ADN resuelve de momento el problema de sus relaciones de parentesco, pero y esto es lo más importante, la cuestión de sobre si el oso polar se podrá salvar ante este cambio climático que está calentando la atmósfera y fundiendo la base helada sobre la que viven.

Según la revista Querqus,  la reciente aparición del oso polar (se creía que se habría separado del oso pardo hace unos 150.000 años) hacía suponer una elevada capacidad adaptativa a las condiciones polares, pero los nuevos resultados  indican que la especie podría ser mas sensible de lo que se pensaba hasta ahora ante los posibles efectos del cambio climático. Nuestra aragosaurera Gloria Cuenca piensa que precisamente los nuevos resultados nos indican que el oso polar es capaz de adaptarse a las cambiantes condiciones climáticas y sus consecuencias, pues lleva experimentando, desde su aparición al menos tres grandes épocas glaciares y dos interglaciares con los numerosísimos cambios que suponen los interestadiales, especialmente desde los últimos 100.000 años (recordar que las glaciaciones comienzan hace dos millones y medio de años).

La referencia completa y el resumen original de los autores del artículo de genética: Frank Hailer, Verena E. Kutschera, Björn M. Hallström, Denise Klassert, Steven R. Fain, Jennifer A. Leonard, Ulfur Arnason, Axel Janke. Nuclear Genomic Sequences Reveal that Polar Bears Are an Old and Distinct Bear Lineage. Science 20 April 2012: Vol. 336 no. 6079 pp. 344-347. DOI: 10.1126/science.1216424

Os adjuntamos el resumen original: Recent studies have shown that the polar bear matriline (mitochondrial DNA) evolved from a brown bear lineage since the late Pleistocene, potentially indicating rapid speciation and adaption to arctic conditions. Here, we present a high-resolution data set from multiple independent loci across the nuclear genomes of a broad sample of polar, brown, and black bears. Bayesian coalescent analyses place polar bears outside the brown bear clade and date the divergence much earlier, in the middle Pleistocene, about 600 (338 to 934) thousand years ago. This provides more time for polar bear evolution and confirms previous suggestions that polar bears carry introgressed brown bear mitochondrial DNA due to past hybridization. Our results highlight that multilocus genomic analyses are crucial for an accurate understanding of evolutionary history.

Otras referencias
Kurtén, B. 1964. The evolution of the polar bear, Ursus maritimus Phipps. Acta Zoologica Fennica 108:1–30.

Ingólfsson, O. & Wiig, O. (2008): Late Pleistocene fossil find in Svalbard: the oldest remains of a polar bear (Ursus maritimus Phipps, 1744) ever discovered. Polar Research 28, 455–462.

Y para el que quiera saber más sobre osos polares, la página web de Amstrup, biólogo especialista en osos polares en Alaska: http://www.polarbearsinternational.org/sites/default/files/pdf/PolarBearsComprehensive.pdf

Como se movían en tierra firme los primeros tetrápodos en el Devónico

Ichthyostega es uno de los primeros tetrápodos del registro fósil. Proviene del Devónico superior de Groenlandia. Se trata de un fósil que se cita en todos los manuales porque es uno de los organismos que se utilizan para documentar el paso de los vertebrados marinos a los terrestres. Los investigadores Stephanie E. Pierce y John R. Hutchinson del Royal Veterinary College, junto a Jennifer A. Clack de la Universidad de Cambridge, acaban de publicar en la prestigiosa revista Nature un artículo de investigación con los datos 3D provenientes de tomografías computarizadas. El objetivo del trabajo era reconstruir el patrón de movimientos que desarrollaba Ichthyostega al desplazarse por tierra firme.

En esta investigación los científicos separaron digitalmente los huesos del animal de la roca que los rodeaba, reconstruyeron el esqueleto usando un software de animación y estudiaron los ángulos y la amplitud de movimiento de cada articulación. La reconstrucción en 3D del esqueleto se realizó a partir de los tres especímenes fósiles de Ichthyostega mejor conservados. Para comprobar la fiabilidad de sus resultados los científicos aplicaron la misma tecnología a animales conocidos, como salamandras y cocodrilos, y comprobaron que tanto el movimiento de las articulaciones como el total del modelo se ajustaban perfectamente a la realidad.

Según apunta Stephanie Pierce, los resultados demostraron que las patas delanteras de los primeros tetrápodos habrían sido las que inicialmente adquirieron una función de locomoción en tierra. En cambio las extremidades posteriores habrían evolucionando primero como un complemento de la cola para la natación y solo más tarde para caminar en tierra. La imagen que estamos acostumbrados a ver en museos y libros de texto de Ichthyostega saliendo del agua y caminando como una gran salamandra parece incorrecta. Este animal no podía levantar su cuerpo del suelo.

La investigación biomecánica demuestra que más que una marcha como la de las salamandras actuales, estos animales impulsaban su cuerpo con pequeños saltos, de manera parecida al pez saltarín del fango. Las patas traseras servían principalmente para el equilibrio, al igual que la cola. Tenía movimientos muy limitados, y probablemente no debió andar en tierra de manera habitual. Ichthyostega se movería mejor en el agua.  Las ‘manos’ le servían para sacar la cabeza del agua y respirar y comer y las patas traseras palmeadas y la cola las utilizaba para nadar. En tierra, las patas no le debían  ser de mucha utilidad.

La referencia completa es: Pierce S.; Hutchinson J.; Clack J. “Three-dimensional limb joint mobility in the early tetrapod Ichthyostega” Nature. Mayo de 2012. DOI:10.1038/nature11124
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El yacimiento paleontológico de Las Higueruelas (Ciudad Real) ha cumplido 75 años

Leandro Sequeiros, Catedrático de Paleontología y buen amigo de Aragosaurus nos ha mandado una nota sobre un yacimiento de vertebrados de Ciudad Real. Se trata de La Higueruelas en Alcolea de Calatrava. Es un yacimiento histórico, famoso por los espectaculares descubrimientos en proboscideos. Os adjuntamos el texto. Gracias Leandro.

En Alcolea de Calatrava, en Ciudad Real  se sitúa el yacimiento fosilífero de Las Higueruelas. Fue descubierto por don Casimiro Plaza Pérez de Madrid (1899-1960) en un huerto de su propiedad. Pronto se dio cuenta de la importancia que podía tener y comunicó el hallazgo a los científicos. Abandonada la excavación por la guerra civil, se reinician los trabajos en 1971 gracias al interés del paleontólogo Emiliano Aguirre (Premio Príncipe de Asturias de Ciencia y Tecnología de 1999). Durante 20 años fue investigado el yacimiento de Las Higueruelas: es una ventana al remoto pasado de hace tres millones de años.

En total se han estudiado 1118 fósiles pertenecientes a unas 50 especies diferentes de fósiles de mamíferos, aves, reptiles, anfibios e invertebrados. Es un magnífico ejemplo de la colaboración entre aficionados y científicos. El yacimiento de Las Higueruelas está situado en los sedimentos de un antiguo lago que rellenaba  una antigua caldera volcánica. Y está próximo a dos centros de emisión, el volcán Cabezo de Moro y Juan de la Puerta. Una parte de los esqueletos de los animales fósiles se exhiben en el Museo Provincial de Ciudad Real. Y todos esperan que con el tiempo se construya un Centro de Interpretación. La importancia geológica y paleontológica de este yacimiento hizo que en el año 1981 fuera declarado Bien de Interés Cultural. Es una de las joyas científicas de nuestra provincia y que se estudió gracias al tesón de la familia Plaza.

Referencias bibliográficas
Sequeiros, L. (coordinador)  Elefantes, tortugas y volcanes. Alcolea de Calatrava y sus fósiles. Bubok publish., Madrid, 2010, 332 páginas. [Se adquiere por internet, en http://www.bubok.com/libros/173584/Elefantes-tortugas-y-volcanes-ALCOLEA-DE-CALATRAVA-Y-SUS-FOSILES]

Sobre la variación en la anchura de los rastros de los saurópodos

Los saurópodos son un grupo de dinosaurios cuadrúpedos que alcanzaron un tamaño gigantesco. Sus rastros son típicos con una marca de los pies de mayor tamaño que de las manos. Tradicionalmente se ha diferenciado dos tipos de rastros en saurópodos. Los de paso estrecho son los que la impresión de los pies derechos e izquierdos están cercanas. Se ha asociado a los saurópodos diplodócidos. Por otra parte están los de paso ancho, en los que están muy separados los pies derechos e izquierdos. Se han relacionado con los saurópodos titanosaurios. Sin embargo hay muchos rastros de tipo intermedio que es difícil relacionarlo con un particular tipo de dinosaurios.

Acabamos de publicar un trabajo en la prestigiosa revista Lethaia estudiando un par de rastros de tipo intermedio del Berriasiense de Soria. Los rastros son de la Ruta de las Icnitas de Soria. Uno de ellos se puede visitar en la localidad de los Campos (Salgar de Sillas), el otro se encuentra en Santa Cruz de Yanguas. En la ruta se han preparado una docena más de yacimientos para que puedan ser visitados por el público. En la fotografía se puede ver alguna de las magníficas icnitas del yacimiento de Santa Cruz de Yanguas

 Este trabajo, liderado Diego Castanera y que también participa Carlos Pascual especialista e icnitas de Soria se estudia la variabilidad de la anchura de los rastros. En ambos casos la anchura varía debido a comportamientos de los saurópodos. En uno de los ejemplos se debe a una disminución en la velocidad del dinosaurios, seguramente debido a diferencias en las condiciones del substrato. En otro de los ejemplos se relaciona con un cambio de dirección del saurópodo. Documentar que en un mismo rastro puede variar la anchura es importante, esto significa que su uso para reconocer un particular taxón de saurópodo tiene sus limitaciones.

Castanera, D., Pascual, C., Canudo, J.I., Hernández, N., Barco, J.L. 2012. Ethological trackway gauge variations in sauropod trackways from the Huérteles Alloformation (Berriasian) of the Cameros basin (Iberian Range, Spain). Lethaia, DOI: 10.1111/j.1502-3931.2012.00304.x

El resumen original es: Two sauropod trackways from the Early Cretaceous (Berriasian) of the Cameros Basin (Spain) show important variations in trackway gauge, along the same trackway. These variations seem to be associated with different behaviours; on the one hand with a significant variation in the direction of travel (turning phenomena) and on the other hand with a decrease in speed, probably associated with the properties of the substrate. These variations in sauropod trackways provide the trackway gauge debate with new data, supporting the hypothesis that the walking style and substrate properties may in some cases determine this sauropod character. The study of turning sauropod trackways improves our knowledge of sauropod locomotion.