Nuevos hallazgos en un placodermo devónico de 400 millones de años de antigüedad arrojan luz sobre la estructura y la función de la mandíbula en gnatostomados basales

Un nuevo estudio de la Universidad Nacional de Australia (ANU por sus siglas en inglés) sobre un fósil de pez de 400 millones de años ha encontrado una estructura de mandíbula que forma parte del linaje evolutivo vinculado a los seres humanos.

El fósil proviene de calizas antiguas alrededor del lago Burrinjuck, a 50 kilómetros al noroeste de Canberra. El área es rica en fósiles de conchas y corales, y además también contiene excepcionales cráneos de unos peces acorazados extinguidos llamados placodermos.

La coinvestigadora y estudiante de doctorado de la ANU Yuzhi Hu, explicó cómo este ejemplar de cráneo y hueso coronal fue el mejor preservado de un placodermo jamás encontrado.

El fósil revela, en intrincados detalles, la estructura de la mandíbula de este antiguo pez, que es parte del linaje evolutivo que finalmente llevó a los seres humanos”, dijo la Sra. Hu de la Escuela de Investigación de Ciencias de la Tierra de la ANU.

La articulación de la mandíbula en este antiguo pez todavía se encuentra en el cráneo humano, pero ahora es parte del oído medio”.

La coinvestigadora y estudiante de doctorado de la ANU Yuzhi Hu con una impresión 3D del fósil de pez de hace 400 millones de años de 6 veces el tamaño original. Imagen: Stuart Hay, ANU

El equipo utilizó instalaciones de tomografía computarizada de alta resolución en la ANU para investigar la estructura interna del cráneo y el hueso coronal y produjeron impresiones 3D de alta resolución para volver a ensamblar los elementos de la mandíbula, una técnica nunca antes utilizada en vertebrados fósiles.

La Sra. Hu analizó los datos de la tomografía computarizada para revelar un conjunto completo de cartílagos de mandíbula interna por primera vez en un placodermo, con estructuras que rodean la articulación de la mandíbula que son diferentes a todas las interpretaciones realizadas con anterioridad.

La increíble preservación del fósil nos permite rastrear los surcos que llevan el suministro de sangre a las mandíbulas y el cerebro”, dijo.

El co-investigador Dr. Gavin Young, del Departamento de Matemáticas Aplicadas de la Escuela de Física e Ingeniería de la ANU, dijo que incluso de puede deducir la dirección del flujo sanguíneo para algunas de las arterias principales.

Las arterias carótidas de los seres humanos y otros mamíferos traen sangre a través del cuello para suministrar oxígeno a la cabeza”, dijo.

La intersección de las ranuras en el suelo de la fosa braquial en el fósil de Burrinjuck muestra que la sangre fluía en la dirección opuesta en el equivalente de la arteria carótida externa, que suministra sangre a la mandíbula y la cara en los seres humanos”.

Este era el principal suministro de sangre oxigenada a la arteria carótida interna, que forma una ranura distinta que conduce a una abertura a través de la cual entraba en la cavidad cerebral”.

Los placodermos extintos han sido tradicionalmente considerados como una rama lateral evolutiva, hasta el reciente descubrimiento de los placodermos maxilares chinos, un grupo fósil investigado en Beijing por la autora Jing Lu antes de llegar a la ANU.

El maxilar es el hueso que forma la mandíbula superior en los seres humanos”, dijo la Dra. Lu del Departamento de Matemáticas Aplicadas dentro de la Escuela de Investigación de Física e Ingeniería de la ANU.

Los fósiles de peces chinos tienen este hueso, lo que muestra una relación mucho más cercana a la ascendencia humana de lo que se pensaba anteriormente. No obstante, otras estructuras internas aparentemente estaban hechas de cartílago y no están claramente preservadas, a diferencia del cráneo de Burrinjuck”.

La Dra. Lu dijo que muy pocos fósiles preservaron semejantes detalles intrincados como para permitir la reconstrucción de animales extintos. “El fósil australiano nos ayuda a interpretar estos aspectos en los maxilares de los placodermos chinos”, dijo.

Gracias a la colaboración internacional, estamos haciendo grandes progresos para elaborar la secuencia de innovaciones evolutivas clave en el origen de los vertebrados con mandíbula”.

Referencia: New findings in a 400 million-year-old Devonian placoderm shed light on jaw structure and function in basal gnathostomes. Yuzhi Hu., Et al.

Fuente: Que fuerte es la ciencia

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