Probablemente no esperaría encontrar una criatura parecida a un pez de 390 millones de años con cuatro extremidades en su árbol genealógico.
Pero un nuevo estudio muestra que la criatura, llamada Palaeospondylus gunni, podría haber sido uno de nuestros primeros ancestros.
Los fósiles de la criatura parecida a una anguila se encuentran en abundancia en Caithness, Escocia, y se descubrieron por primera vez allí en 1890.
Desde entonces, a los expertos les ha resultado difícil ubicarlo en el árbol evolutivo, ya que Palaeospondylus medía aproximadamente dos pulgadas (5 cm) de largo, lo que dificultaba la reconstrucción del cráneo.
Ahora, Shigeru Kuratani del Grupo de Investigación Líder RIKEN en Japón ha revelado evidencia de que la criatura tenía una mandíbula y cuatro extremidades.
Los resultados colocan al animal en la parte inferior del árbol genealógico de los vertebrados, incluidos los humanos.
Palaeospondylus gunni es un vertebrado antiguo que los científicos creen que podría haber sido uno de los ancestros más antiguos de las criaturas de cuatro patas, incluidos los humanos. En la imagen: Reconstrucción del Palaeospondylus por tomografía de rayos X
Científicos de la Universidad de Tokio y el Grupo de Investigación Líder RIKEN descubrieron características del cráneo que colocaron a Palaeospondylus en la clase de tetrapodomorfos.
Antes de estos nuevos descubrimientos, se pensaba que la criatura compartía características con peces con mandíbula y sin mandíbula.
Hasta ahora, se pensaba que la criatura compartía características tanto con peces con mandíbula como sin mandíbula.
No se han descubierto fósiles que indiquen que Palaeospondylus, que vivió en el período Devónico hace unos 390 millones de años, tenía dientes o huesos coriáceos.
La criatura tenía una cabeza plana que se asemejaba al cuerpo de una serpiente marina y vivía en el fondo de un lago de agua dulce en el extremo noreste de las Tierras Altas.
Tenía un extraño órgano en forma de canasta en la nariz y una espina cartilaginosa bien desarrollada, pero sin aletas visibles.
Los investigadores encontraron que Palaeospondylus probablemente era un miembro de Sarcopterygii, un grupo de peces con aletas lobuladas, debido a su esqueleto cartilaginoso y la ausencia de apéndices emparejados.
El organismo marino se alimenta de hojas, restos de animales y otros desechos orgánicos que han caído al fondo del lago desde la tierra circundante.
En ese momento, la masa de tierra de Escocia estaba al sur del ecuador, donde hoy se encuentra África Central, por lo que el ambiente era cálido y semiárido.
La historia de Palaeopondylus se remonta a un momento crucial de la historia, cuando los primeros vertebrados empezaron a salir del agua.
La adaptación de sus aletas a las extremidades facilitó la transición, que luego dio lugar a mamíferos, aves y reptiles.
Los investigadores de RIKEN utilizaron rayos X del sincrotrón SPring-8 para generar imágenes micro-CT de alta resolución de los peces.
Coratani y su equipo seleccionaron cuidadosamente los fósiles, con las cabezas completamente incrustadas en la roca, para obtener la imagen más precisa del cráneo.
El autor principal, Tatsuya Hirasawa, de la Universidad de Tokio, dijo: “Seleccionar los mejores especímenes para tomografías computarizadas y recortar las rocas que rodean el cráneo fosilizado nos permitió mejorar la precisión de las exploraciones.
«Aunque estos preparados no son tecnología completamente avanzada, sin duda fueron claves para nuestro logro».
Las imágenes creadas a partir de fósiles de Palaeospondylus muestran que tenía una cabeza plana, un cuerpo parecido al de una anguila, un órgano parecido a una cesta en la nariz y una columna vertebral cartilaginosa.
Los científicos encontraron tres canales semicirculares que confirmaron que la criatura probablemente tenía una mandíbula.
Hirasawa agregó: “Como tetrápodo, Palaeospondylus tiene una mandíbula inferior que es demasiado pequeña para el cráneo y la abertura de la boca se ha retraído.
Esto aparece en un grupo de anfibios que viven hoy llamados cecilias.
La mandíbula ‘retraída’, junto con la forma inusualmente plana de la cabeza, probablemente representó una adaptación al entorno de vivienda más bajo donde se permitía la alimentación por succión.
Los investigadores también descubrieron las características craneofaciales que colocaron a Palaeospondylus en la categoría de cuadrúpedo.
El esqueleto craneal de Palaeospondylus gunni reconstruido por tomografía computarizada sincrotrón de A: vista dorsal, B: vista ventral y C: vista oblicua lateral izquierda
A: posición del esqueleto craneal de Palaeospondylus incrustado en la roca, B: vista dorsal del esqueleto craneal, C: vista ventral del esqueleto craneal, D: partes esqueléticas separadas
Los dientes, los huesos dérmicos y los apéndices pares no están asociados con Palaeospondylus.
El profesor Hirasawa dijo: «Es posible que nunca se sepa si estas características se perdieron evolutivamente o si la evolución natural se congeló a mitad de camino en los fósiles».
«Sin embargo, este desarrollo puede haber facilitado el desarrollo de nuevas características como las extremidades».
El profesor Hirasawa agregó: «La morfología peculiar de Palaeospondylus, que puede compararse con las larvas de cuatro patas, es muy interesante desde el punto de vista genético evolutivo.
Con esto en mente, continuaremos estudiando los genes evolutivos que condujeron a este y otros cambios morfológicos que ocurrieron en la transición del agua a la tierra en la historia de los vertebrados.
La investigación se llevó a cabo con la Dra. Daisy (Yoji) Ho en la Universidad Nacional de Australia.
El graduado de doctorado dijo: «Este extraño animal ha desconcertado a los científicos desde su descubrimiento en 1890 como un misterio que es imposible de resolver.
Las comparaciones morfológicas de este animal siempre han sido muy difíciles para los científicos.
Sin embargo, las mejoras recientes en la segmentación y la visualización 3D de alta resolución han hecho posible esta tarea que antes era imposible.
«Encontrar un espécimen bien conservado como el que usamos es como ganar la lotería, ¡o incluso mejor!»
Los nuevos hallazgos significan que los científicos pueden desbloquear una variedad de características morfológicas desconocidas y la historia evolutiva de los animales de cuatro patas.
«A pesar de la investigación, todavía es difícil determinar qué animal es con una precisión del 100 por ciento», agregó el Dr. Ho.
«Incluso con esta nueva información, se necesitan investigaciones a largo plazo con el esfuerzo combinado de científicos de todo el mundo para darnos una respuesta perfecta sobre qué es en realidad Palaeospondylus gunni».
«Solucionador de problemas. Gurú de los zombis. Entusiasta de Internet. Defensor de los viajes sin disculpas. Organizador. Lector. Aficionado al alcohol».