Investigaciones revelan que los fósiles de peces dan pistas sobre la evolución del cráneo

Un fósil de pez que data de hace unos 455 millones de años proporciona nueva información sobre cómo se desarrolló el cráneo de los vertebrados. Mediante tomografía computarizada, los investigadores han reconstruido en tres dimensiones la cabeza fosilizada del pez prehistórico Eriptychius americanus. Como resultado, su cerebro no estaba protegido por una cápsula craneal cerrada, sino que estaba rodeado únicamente por placas cartilaginosas que no habían crecido juntas. Esto significa que la cabeza del pez prehistórico se diferencia de todas las estructuras del cráneo conocidas hasta ahora en vertebrados vivos o extintos.

Una característica importante de los vertebrados es su cráneo, que protege el delicado cerebro. Pero, ¿cómo se desarrolló esta capa protectora hecha de hueso o cartílago? Esta pregunta ha sido hasta ahora difícil de responder. En casi todos los vertebrados modernos, incluidos los humanos, las partes individuales del cráneo están fusionadas. El llamado neurocráneo, la estructura que rodea el cerebro, está formado por una única unidad. Sólo en las bocas redondas, un grupo primitivo de vertebrados que incluye lampreas y mixinos, el neurocráneo consta de una estructura cartilaginosa abierta.

Muestra de museo reexaminada

Sin embargo, aún se desconoce en gran medida cómo la estructura cartilaginosa simple de las bocas redondas se transformó en un cráneo cerrado durante la evolución temprana de los vertebrados. «El registro fósil ofrece pocos vínculos entre los dos estados, ya que la anatomía craneal de los primeros vertebrados muestra grandes brechas filogenéticas y temporales», explican Richard Dearden de la Universidad de Birmingham en el Reino Unido y sus colegas. Para llenar este vacío, ahora han examinado con más detalle un espécimen de museo de uno de los primeros vertebrados conocidos.

“Utilizando tomografía computarizada, reconstruimos en tres dimensiones el enigmático pez sin mandíbula Eriptychius americanus”, informan los investigadores. El ejemplar procede de Harding Sandstone en Colorado, Estados Unidos, y data de hace 455 millones de años. «A primera vista, Eryptychius no es el fósil más bonito», dice Dearden. «Sin embargo, utilizando técnicas de imagen modernas, pudimos demostrar que conserva algo único: la cabeza de vertebrado conservada en tres dimensiones más antigua del registro fósil».

A diferencia de cualquier cráneo de vertebrado conocido

Las investigaciones muestran que el cráneo del pez fósil estaba formado por un conjunto simétrico de placas cartilaginosas. «Estos rodean la parte anterior de las órbitas laterales, la boca terminal, los bulbos olfatorios y la glándula pineal», escribe el equipo. “Sin embargo, el cartílago no está fusionado en una única unidad neurocraneal. Esto sugiere que esta característica se desarrolló sólo más tarde en la evolución de los vertebrados”. Al mismo tiempo, el cráneo del fósil se diferencia notablemente de la estructura cartilaginosa abierta de las bocas redondas actuales. «El neurocráneo revela así una anatomía que difiere de la de todos los vertebrados descritos anteriormente», escriben los investigadores.

En términos de desarrollo del cráneo, el pez prehistórico Eriptychius americanus ocupa una posición evolutiva intermedia entre los peces redondos y los vertebrados modernos. El fósil llena un vacío de 100 millones de años en el registro fósil de cráneos de vertebrados. «Estos son hallazgos extremadamente interesantes que podrían arrojar luz sobre cómo los vertebrados primitivos protegieron sus cerebros en la historia evolutiva temprana», dice Ivan Sansom, colega de Dearden. “Eriptychius americanus parece ser la primera evidencia de una serie de cartílagos que separan el cerebro del resto de la cabeza. Este estudio destaca la importancia de las colecciones de los museos y el uso de nuevas técnicas para explorarlas».

Fuente: Richard Dearden (Universidad de Birmingham, Reino Unido) et al., Nature, doi: 10.1038/s41586-023-06538-y

© forschung.de – Elena Bernard