Karma Nanglu dice que su animal favorito es cualquiera en el que esté trabajando. Pero su último tema puede ocupar el primer lugar por un tiempo : un fósil de 500 millones de años del maravillosamente extraño grupo de invertebrados marinos, los tunicados.
« Este animal es un descubrimiento tan emocionante como algunas de las cosas que encontré cuando me colgué de un acantilado de una montaña o salté de un helicóptero. Es igual de genial », dijo Nanglu, investigador postdoctoral en el Departamento de Biología Evolutiva y Orgánica. en la Universidad de Harvard.
En un nuevo estudio en Nature Communications, Nanglu y sus coautores describen el nuevo fósil, llamado Megasiphon thylakos, que revela que los tunicados ancestrales vivían como adultos estacionarios que se alimentaban por filtración y probablemente sufrieron una metamorfosis a partir de una larva parecida a un renacuajo.
Los tunicados son criaturas verdaderamente extrañas que vienen en todas las formas y tamaños con una amplia variedad de estilos de vida. La forma básica de un tunicado adulto es típicamente similar a un barril con dos sifones que se proyectan desde su cuerpo. Uno de los sifones aspira agua con partículas de comida a través de la succión, lo que permite que el animal se alimente utilizando un dispositivo de filtro interno similar a una canasta. Después de que el animal se alimenta, el otro sifón expulsa el agua.
Hay dos linajes principales de tunicados, ascidiaceans (a menudo llamados « ascidias ») y appendicularias. La mayoría de las ascidiaceans comienzan sus vidas con el aspecto de un renacuajo y móviles, luego se transforman en un adulto en forma de barril con dos sifones. Viven su vida adulta pegados al fondo marino. Por el contrario, los apendicularios conservan el aspecto de un renacuajo a medida que crecen hasta convertirse en adultos y nadan libremente en las aguas superiores.
« Esta idea de que comienzan como una larva con aspecto de renacuajo que, cuando está lista para desarrollarse, básicamente le da un cabezazo a una roca, se pega a ella y comienza a metamorfosearse reabsorbiendo su propia cola para transformarse en este ser con dos sifones es simplemente impresionante, « , dice Nanglu.
Curiosamente, los tunicados son los parientes más cercanos de los vertebrados, que incluyen peces, mamíferos e incluso humanos. Es difícil imaginar cómo esta criatura de aspecto extraño podría estar relacionada con los vertebrados si no fuera por ese comienzo de renacuajo. La estrecha relación de Tunicate con los vertebrados hace que estudiarlos sea fundamental para comprender nuestros propios orígenes evolutivos. Desafortunadamente, no es fácil de hacer ya que los tunicados están casi completamente ausentes de todo el registro fósil, con solo un puñado de fósiles que aparecen de manera convincente como miembros del grupo.
Con tan pocos fósiles, los científicos se basaron principalmente en lo que se podía aprender de las especies modernas de tunicados. Debido a que nadie conocía la morfología y la ecología del último ancestro común de los tunicados, los científicos solo podían plantear la hipótesis de que se trataba de un animal béntico con dos sifones, como las ascidiaceans, o un animal de natación libre como los apendicularians.
M. thylakos tenía todas las características básicas de un tunicado de ascidiacean, un cuerpo en forma de barril y dos crecimientos prominentes en forma de sifón. Pero la característica que más llamó la atención del equipo fueron las bandas oscuras que subían y bajaban por el cuerpo del fósil.
Las imágenes de alta potencia de M. thylakos permitieron a los investigadores realizar una comparación lado a lado con una ascidiacea moderna. Los investigadores utilizaron secciones diseccionadas del tunicado moderno Ciona para identificar la naturaleza de las bandas oscuras de Megasiphon. Las comparaciones revelaron notables similitudes entre los músculos de Ciona, que permiten que el tunicado abra y cierre sus sifones, y las bandas oscuras observadas en el fósil de 500 millones de años.
« La morfología de Megasiphon nos sugiere que el estilo de vida ancestral de los tunicados involucraba a un adulto inmóvil que se alimentaba por filtración con sus grandes sifones », dijo Nanglu. « Es tan raro encontrar no solo un fósil tunicado, sino uno que proporcione una visión única e incomparable de los primeros orígenes evolutivos de este enigmático grupo ».
M. thylakos es el único fósil de tunicado definitivo con preservación de tejidos blandos que se ha descubierto hasta la fecha. Es el más antiguo de su tipo que se origina en la Formación Marjum del Cámbrico medio en Utah. El fósil fue reconocido como un tunicado por el investigador asociado de los coautores, Rudy Lerosey-Aubril, y el profesor Javier Ortega-Hernández (ambos en el Departamento de Biología Orgánica y Evolutiva) mientras visitaban el Museo de Historia Natural de Utah (UMNH) en 2019.
« El fósil nos llamó la atención de inmediato », dijo Ortega-Hernández, « aunque trabajamos principalmente con artrópodos del Cámbrico, como los trilobites y sus parientes de cuerpo blando, la estrecha similitud morfológica de Megasiphon con los tunicados modernos fue simplemente demasiado sorprendente como para pasarla por alto, y Inmediatamente supe que el fósil tendría una historia interesante que contar ».
Los fósiles de la Formación Marjum datan de poco después de la Explosión Cámbrica, uno de los eventos evolutivos más significativos en la historia de la Tierra que ocurrió hace aproximadamente 538 millones de años. Durante este tiempo los grupos de animales más importantes aparecieron en el registro fósil por primera vez cambiando radicalmente los ecosistemas marinos. Los tunicados, sin embargo, están notablemente ausentes en las rocas del Cámbrico a pesar de que son diversos y abundantes en los océanos modernos.
Hay muchos sitios de fósiles del Cámbrico con una conservación excepcional en los Estados Unidos, pero estos a menudo se pasan por alto en comparación con los de Burgess Shale en Canadá y Chengjiang en China. « El descubrimiento de Megasiphon ilustra perfectamente por qué Javier y yo hemos estado realizando trabajo de campo en Utah durante los últimos diez años », dijo Lerosey-Aubril. « Los estratos de Marjum tienen toda nuestra atención en este momento, ya que sabemos que conservan fósiles de grupos de animales, como tunicados o medusas de peine, que están casi completamente ausentes del registro fósil del Cámbrico ».
Las estimaciones del reloj molecular sugieren que las ascidiaceans se originaron hace 450 millones de años. Sin embargo, con 500 millones de años, M. thylakos proporciona la visión más clara de la anatomía de los tunicados antiguos y su historia evolutiva más temprana. Significativamente, M. thylakos proporciona evidencia de que la mayor parte del plan corporal moderno de los tunicados ya se estableció poco después de la Explosión Cámbrica.
« Dada la excepcional calidad de conservación y la edad del fósil, podemos decir bastante sobre la historia evolutiva de los tunicados », dijo Nanglu. « Este es un hallazgo increíble, ya que prácticamente no teníamos evidencia concluyente de los modos de vida ancestrales de este grupo antes de esto ».
Después de recolectar cientos de nuevos fósiles nuevamente esta primavera, los investigadores están convencidos de que la Formación Marjum solo ha comenzado a revelar sus secretos.
Los autores desean extender un agradecimiento especial a C. Levitt-Bussian y RB Irmis por su asistencia durante las visitas al Museo de Historia Natural de Utah (NHMU) y por facilitar el estudio de los especímenes alojados en esta institución. Y a la Oficina de Administración de Tierras, en particular a SE Foss y G. McDonald, por depositar el holotipo de Megasiphon en la NHMU y brindar asistencia curatorial.