Las manchas de tinta encontradas en fósiles de criaturas parecidas a insectos de 500 millones de años pueden ser tejidos cerebrales simétricos bellamente conservados. El hallazgo de fósiles puede ayudar a calmar una acalorada controversia científica: la cuestión de si los cerebros pueden fosilizarse.
Los científicos descubrieron estas manchas en los fósiles del artrópodo Alalcomenaeus un animal que comparte su filo con insectos modernos, arañas y crustáceos. Los animales vivieron durante el período Cámbrico, que tuvo lugar hace unos 543 millones y 490 millones de años, y lucían un exoesqueleto resistente que se fosilizó bien. Pero los tejidos blandos del cerebro y los nervios de la criatura a menudo se deterioraron y, por lo tanto, desaparecieron del registro fósil.
Ahora, un nuevo estudio, publicado el 11 de diciembre en la revista Proceedings of the Royal Society B, describe no uno sino dos Alalcomenaeus fósiles completos con cerebros y todos sus adornos.
"Lo que estamos tratando en el registro fósil son circunstancias excepcionales. Esto no es común, esto es súper, súper raro", dijo el coautor Javier Ortega-Hernández, un paleobiólogo de invertebrados de la Universidad de Harvard y curador del Museo de Comparativa de Harvard. Zoología. Anteriormente, los paleontólogos solo se habían identificado Alalcomenaeus Se pensó que el espécimen tenía tejido nervioso, pero el hallazgo se encontró con escepticismo. Con dos especímenes más en la mano, los científicos ahora pueden estar seguros de que el tejido nervioso puede ser fosilizado y encontrado en fósiles excepcionales de artrópodos cámbricos, dijo Ortega-Hernández.
Debate de larga data
Además de Ortega-Hernández y su equipo, solo un puñado de investigadores informaron haber encontrado tejido nervioso fosilizado en artrópodos del período Cámbrico. En un artículo de 2012, los científicos describieron la primera evidencia de un cerebro artrópodo fosilizado, en una pequeña criatura llamada Fuxianhuia protensa. Aunque ampliamente cubierto en los medios, el informe atrajo críticas.
"Dijeron, 'Basura, muchas tonterías'", dijo Nicholas Strausfeld, profesor de regentes en el departamento de neurociencia de la Universidad de Arizona y coautor del estudio de 2012, así como varios otros sobre características cerebrales en artrópodos Algunos paleontólogos argumentaron que, según nuestra comprensión de cómo se descomponen los animales, los especímenes manchados que Strausfeld y otros desenterraron no podrían contener tejido nervioso, dijo Strausfeld. Algunos teorizaron que las manchas cerebrales deben ser una extraña casualidad de fosilización o lechos de bacterias fosilizadas, conocidas como biopelículas.
Pero ahora, el nuevo estudio de Ortega-Hernández y sus colegas sirve como "una validación realmente agradable de trabajos anteriores", dijo Strausfeld a Live Science. "Ha dejado descansar muchas objeciones de la gente".
En su estudio, Ortega-Hernández y sus coautores descubrieron un nuevo Alalcomenaeus fósil enterrado en Utah dentro de una región de depresiones geológicas conocida como la Gran Cuenca Americana. Los autores notaron manchas simétricas a lo largo de la línea media de la criatura que se parecían a las estructuras del sistema nervioso que se encuentran en algunos artrópodos modernos, incluidos los cangrejos herradura, las arañas y los escorpiones. "El sistema nervioso y el intestino se cruzan entre sí, lo cual es realmente funky pero común en los artrópodos hoy en día", dijo Ortega-Hernández a Live Science.
Las manchas también contenían niveles detectables de carbono, un elemento clave en el tejido nervioso. Las manchas oscuras también se conectaron a los cuatro ojos del animal, como se esperaría del tejido del sistema nervioso. Tras verificar todos estos criterios, Ortega-Hernández dijo que podía informar con confianza que encontró tejido nervioso fosilizado en la nueva muestra.
Pero para verificar sus hallazgos, los autores también examinaron un segundo Alalcomenaeus fósil de la gran cuenca estadounidense. Originalmente desenterrado en la década de 1990, el espécimen lucía manchas y rastros de carbono similares al fósil recién descubierto. Además, ambos fósiles de la Gran Cuenca coincidieron con las descripciones de otro espécimen que Strausfeld encontró en China. Los tres fósiles fueron encontrados enterrados en depósitos similares, lo que indica que un proceso de preservación único permitió que toda su materia cerebral se fosilizara, dijo Ortega-Hernández.
Contra argumentos
Aunque Ortega-Hernández y sus colegas verificaron y revisaron su trabajo, los autores "generalmente tienen que ser cautelosos al afirmar haber encontrado un cerebro fósil genuino", Jianni Liu, profesora del Early Life Institute en el Departamento de Geología en Northwest University en Xi'an, China, le dijo a Live Science en un correo electrónico. Liu argumenta que las manchas manchadas que se ven en los fósiles del Cámbrico podrían ser un "efecto ligeramente aleatorio del proceso de descomposición" en lugar de restos de materia cerebral.
En un estudio de 2018, Liu y sus colegas examinaron alrededor de 800 especímenes fosilizados y descubrieron que casi el 10% contenía manchas de tinta en la región de la cabeza. Los autores revisaron estudios previos sobre la descomposición de los animales y encontraron que el tejido nervioso tiende a descomponerse rápidamente, pero las bacterias intestinales pueden quedarse y "producen las llamadas biopelículas como radiantes que se parecen un poco a las partes del sistema nervioso", escribió Liu.
Varios paleontólogos, incluido Strausfeld, señalaron que Liu no examinó los fósiles que supuestamente contenían tejido cerebral, y que la falta de evidencia primaria marca una "deficiencia importante" en su estudio. Además, los especímenes que Liu examinó contenían manchas asimétricas en lugar de simétricas, lo que significa que de todos modos no habrían sido interpretadas como tejido cerebral, dijo Strausfeld.
Además, los estudios de descomposición a menudo miden la descomposición de los tejidos en el agua, mientras que los fósiles enterrados interactúan con una multitud de productos químicos transportados en el sedimento a su alrededor, dijo Ortega-Hernández. Por ejemplo, algunos estudios sugieren que una combinación de arcilla y agua inicia un proceso de "curtido químico" que endurece los tejidos blandos del cuerpo, de manera similar a cómo los químicos particulares pueden transformar la piel de vaca flexible en cuero, dijo Ortega-Hernández.
Se debe hacer más trabajo para aclarar el papel del sedimento en la preservación de fósiles, pero a partir de ahora, una amplia evidencia sugiere que los restos de artrópodos sometidos a una presión intensa se solidifican con el tiempo, dijo Strausfeld. El cerebro y los nervios dentro del animal se aplanan en el proceso, y debido a que el tejido nervioso contiene mucha grasa, las estructuras repelen el agua y "tienen cierta resistencia contra la descomposición", dijo.
A pesar de la evidencia a su favor, Ortega-Hernández, Strausfeld y sus colegas pueden necesitar desenterrar muchos más trozos cerebrales de artrópodos para convencer a los detractores de que los cerebros antiguos pueden fosilizarse.
"Apreciamos los esfuerzos de los autores para justificar sus resultados como tejido nervioso genuino, pero seguimos escépticos mientras los datos provienen de solo dos fósiles", dijo Liu. "Los nuevos datos siempre son bienvenidos, pero como notamos anteriormente, estaríamos más convencidos si las características anatómicas aparecieran de forma consistente en varias muestras de forma independiente".
