Fósiles de 500 millones de años desvelan el enigma evolutivo de cómo era el aspecto de los primeros animales con esqueleto

Reconstrucción artística de Gangtoucunia aspera hace unos 514 millones de años. Se le ha quitado parte del esqueleto para mostrar el pólipo blando que hay en su interior | Reconstrucción de Xiaodong Wang

Una colección de fósiles excepcionalmente bien conservada, descubierta en la provincia oriental de Yunnan (China), ha permitido a los científicos resolver un enigma centenario de la evolución de la vida en la Tierra, al revelar el aspecto de los primeros animales que desarrollaron esqueletos. Los resultados se han publicado en Proceedings of the Royal Society B.

Los primeros animales que desarrollaron esqueletos duros y robustos aparecieron de repente en el registro fósil en un abrir y cerrar de ojos geológico hace unos 550–520 millones de años, durante un acontecimiento llamado la Explosión Cámbrica. Muchos de estos primeros fósiles son simples tubos huecos de entre unos pocos milímetros y muchos centímetros de longitud. Sin embargo, se desconocía casi por completo qué tipo de animales formaban estos esqueletos, ya que carecen de la preservación de las partes blandas necesarias para identificarlos como pertenecientes a los principales grupos de animales que siguen vivos en la actualidad.

La nueva colección de fósiles de 514 millones de años de antigüedad incluye cuatro ejemplares de Gangtoucunia aspera con tejidos blandos aún intactos, incluidos el intestino y las piezas bucales. Estos ejemplares revelan que esta especie tenía una boca bordeada por un anillo de tentáculos lisos y no ramificados de unos 5 milímetros de longitud. Es probable que los utilizara para picar y capturar presas, como pequeños artrópodos. Los fósiles también muestran que Gangtoucunia tenía un intestino ciego (abierto sólo por un extremo), dividido en cavidades internas, que llenaban la longitud del tubo.

Espécimen fósil de Gangtoucunia aspera que conserva los tejidos blandos, incluidos el intestino y los tentáculos (izquierda y centro). El dibujo de la derecha ilustra las características anatómicas visibles en los especímenes fósiles | foto Luke Parry y Guangxu Zhang

Estas características sólo se encuentran hoy en día 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 demuestra que estos sencillos animales fueron de los primeros en desarrollar los esqueletos duros que conforman gran parte del registro fósil conocido.

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

Fotografía de cerca de la región bucal de Gangtoucunia aspera que muestra los tentáculos que se habrían utilizado para capturar presas | foto Luke Parry y Guangxu Zhang.

El autor, el Dr. Luke Parry, del Departamento de Ciencias de la Tierra de la Universidad de Oxford, dijo: Este es realmente un descubrimiento entre un millón. Estos misteriosos tubos se encuentran a menudo en grupos de cientos de individuos, pero hasta ahora se consideraban fósiles “problemáticos”, porque no teníamos forma de clasificarlos. Gracias a estos nuevos y extraordinarios ejemplares, se ha colocado una pieza clave del rompecabezas evolutivo.

Los nuevos ejemplares demuestran claramente que Gangtoucunia no estaba relacionado con los gusanos anélidos (lombrices de tierra, poliquetos y sus parientes), como se había sugerido anteriormente para fósiles similares. Ahora está claro que el cuerpo de Gangtoucunia tenía un exterior liso y un intestino dividido longitudinalmente, mientras que los anélidos tienen cuerpos segmentados con una división transversal del cuerpo.

El fósil se encontró en un yacimiento de la sección de Gaoloufang, en Kunming, provincia oriental de Yunnan (China). Aquí, las condiciones anaeróbicas (con poco oxígeno) limitan la presencia de bacterias que normalmente degradan los tejidos blandos en los fósiles.

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

El estudiante de doctorado Guangxu Zhang, que recogió y descubrió los especímenes, declaró: La primera vez que descubrí los tejidos blandos de color rosa en la parte superior de un tubo de Gangtoucunia, me sorprendió y me confundió lo que eran. Al mes siguiente, encontré otros tres ejemplares con tejido blando conservado, lo que fue muy emocionante y me hizo replantearme la afinidad de Gangtoucunia. Los tejidos blandos de Gangtoucunia, en particular los tentáculos, revelan que ciertamente no se trata de un gusano parecido a los priapúlidos, como sugerían los estudios anteriores, sino más bien de un coral, y entonces me di cuenta de que se trata de un cnidario.

Aunque el fósil muestra claramente que Gangtoucunia era una medusa primitiva, esto no descarta la posibilidad de que otras especies tempranas de fósiles tubulares tuvieran un aspecto muy diferente. En las rocas del Cámbrico de la provincia de Yunnan, el equipo de investigación había encontrado anteriormente fósiles tubulares bien conservados que podían identificarse como priapúlidos (gusanos marinos), lobópodos (gusanos con patas pareadas, estrechamente relacionados con los artrópodos actuales) y anélidos.

Xiaoya Ma (Universidad de Yunnan y Universidad de Exeter), coautora del estudio, declaró: El modo de vida tubícola parece haberse hecho cada vez más común en el Cámbrico, lo que podría ser una respuesta adaptativa a la creciente presión de la depredación en el Cámbrico temprano. Este estudio demuestra que la excepcional preservación de los tejidos blandos es crucial para que podamos entender a estos antiguos animales.


Fuentes

University of Oxford | Zhang Guangxu, Parry Luke A., Vinther Jakob and Ma Xiaoya, Exceptional soft tissue preservation reveals a cnidarian affinity for a Cambrian phosphatic tubicolous enigma. Proc. R. Soc. B.2892022162320221623
doi.org/10.1098/rspb.2022.1623