El corazón más antiguo del mundo conservado en un pez acorazado de 380 millones de años

Un equipo de científicos australianos ha descubierto el corazón más antiguo del mundo, parte de los restos fosilizados de un pez acorazado que murió hace unos 380 millones de años. El pez también tenía un estómago, hígado e intestino fosilizados. Todos los órganos estaban dispuestos como órganos similares en la anatomía moderna de los tiburones, según un artículo reciente publicado en la revista Science.

Como informamos anteriormente, la mayoría de los fósiles son huesos, conchas, dientes y otras formas de tejido «duro», pero ocasionalmente se descubren fósiles que preservan tejidos blandos como piel, músculos, órganos, o incluso el globo ocular ocasional. Esto puede decirles a los científicos mucho sobre aspectos de la biología, la ecología y la evolución de organismos tan antiguos que los esqueletos por sí solos no pueden transmitir.

Por ejemplo, a principios de este año, los investigadores crearon un modelo 3D muy detallado de un fósil de amonites del período Jurásico de 365 millones de años de antigüedad mediante la combinación de técnicas de imagen avanzadas, revelando músculos internos que nunca antes se habían observado. Entre otros hallazgos, los investigadores observaron pares de músculos que se extendían desde el cuerpo de la amonita, que suponen que el animal usó para retraerse más en su caparazón para evitar a los depredadores.

Y el mes pasado, investigadores británicos describieron sus experimentos monitoreando cadáveres de lubinas muertas mientras se pudrían en el transcurso de 70 días para obtener información sobre cómo (y por qué) los tejidos blandos de los órganos internos pueden preservarse selectivamente en el registro fósil. Una de las mejores formas en que el tejido blando puede convertirse en roca es cuando se reemplaza por un mineral llamado fosfato de calcio (a veces llamado apatita). Específicamente, los músculos, estómagos e intestinos tienden a «fosfatarse» con mucha más frecuencia que otros órganos como los riñones y las gónadas. Los autores concluyeron que el contenido de fósforo de un tejido de órgano específico contribuye a este inusual sesgo de selección por el cual los tejidos blandos se conservan en el registro fósil.

Los especímenes fosilizados examinados en este último artículo se recolectaron de la Formación Gogo en Australia Occidental, que una vez fue un arrecife y es rico en fósiles del Devónico excepcionalmente bien conservados, como la clase de peces prehistóricos acorazados conocidos como placodermos. Esa preservación incluye tejidos blandos, incluidos los nervios. En 2005, los paleontólogos incluso excavaron una nueva especie de placodermo, denominada Materpiscis («pez madre»), con un embrión todavía unido por un cordón umbilical, evidencia de que al menos algunas especies de peces acorazados dieron a luz a crías vivas bien desarrolladas.

Según los autores de este último artículo, los placodermos se encontraban entre los primeros vertebrados con mandíbula, cuya evolución implicó cambios significativos en la estructura esquelética y la anatomía blanda. Debido a que la preservación de tejido blando es tan rara en el registro fósil, las muestras recolectadas en la Formación Gogo (y ahora alojadas en las colecciones públicas del Museo de Australia Occidental y el Museo de Victoria) podrían contener pistas sobre cómo ocurrió esta transición, específicamente , cómo la región de la cabeza y el cuello cambió para acomodar las mandíbulas.

«Lo realmente excepcional de los peces Gogo es que sus tejidos blandos se conservan en tres dimensiones», dijo el coautor Per Ahlberg de la Universidad de Uppsala. «La mayoría de los casos de preservación de tejidos blandos se encuentran en fósiles aplanados, donde la anatomía blanda es pequeña». más que una mancha en la roca. También somos muy afortunados porque las modernas técnicas de escaneo nos permiten estudiar estos frágiles tejidos blandos sin destruirlos. Hace un par de décadas, el proyecto hubiera sido imposible».

Los paleontólogos recolectaron las muestras dividiendo las concreciones de piedra caliza en el campo y luego pegando las piezas rotas para transportarlas. Los investigadores pudieron escanear las muestras intactas utilizando haces de neutrones y radiación de sincrotrón. Luego, construyeron imágenes en 3D de los tejidos blandos conservados en su interior en función de las diferentes densidades de minerales depositados por bacterias y la matriz de roca circundante.

El resultado: el primer modelo 3D de un corazón complejo y plano en forma de S con dos cámaras distintas. El equipo también tomó imágenes de un estómago de paredes gruesas con intestinos intactos y un hígado, separado del corazón; también notaron la ausencia de pulmones. El hígado fosilizado era bastante grande y probablemente ayudó a que los peces se mantuvieran a flote, según los autores. Es la primera vez que los científicos han podido ver la disposición de los órganos dentro de un primitivo pez con mandíbula.

«Como paleontóloga que ha estudiado fósiles durante más de 20 años, me sorprendió mucho encontrar un corazón en 3D bellamente conservado en un ancestro de 380 millones de años», dijo la coautora Kate Trinajstic, paleontóloga de vertebrados de la Universidad de Curtin. . “A menudo se piensa en la evolución como una serie de pequeños pasos, pero estos antiguos fósiles sugieren que hubo un salto mayor entre los vertebrados sin mandíbula y con mandíbula. Estos peces literalmente tienen el corazón en la boca y debajo de las branquias, al igual que los tiburones de hoy”.

DOI: Ciencia, 2022. 10.1126/science.abf3289 (Acerca de los DOI).

Imagen del listado por Yasmine Phillips/Universidad de Curtin