Lograron reconstruir digitalmente los órganos de un pez de 400 millones de años con un fósil de 1,25 centímetros

Un equipo internacional de científicos ha logrado reconstruir digitalmente el corazón, el cerebro y las aletas de un pez extinto sin mandíbulas que habitó los océanos hace más de 400 millones de años llamado Norselaspis. El avafnce, presentado por la Universidad de Chicago y publicado en la revista Nature, revela características anatómicas avanzadas en una criatura que hasta ahora se consideraba primitiva, lo que desafía las ideas tradicionales sobre la evolución de los vertebrados.

El hallazgo se basa en un fósil de Norselaspis descubierto en 1969 durante una expedición al archipiélago ártico noruego de Spitsbergen. El fósil, de apenas 1,25 centímetros de longitud —equivalente a una uña de un humano adulto aproximadamente— y conservado en un fragmento de arenisca, permaneció décadas almacenado hasta que un equipo liderado por Michael Coates de la Universidad de Chicago y el paleobiólogo Tetsuto Miyashita, del Museo de Ciencias Naturales de Canadá, pudo analizarlo en profundidad.

El análisis se realizó en el Instituto Paul Scherrer de Suiza, donde se utilizó microtomografía de rayos X de sincrotrón para escanear la muestra capa por capa. Tras miles de horas de reconstrucción digital, los investigadores obtuvieron imágenes tridimensionales que mostraron huesos, órganos y musculatura preservados con un nivel de detalle nunca antes visto en fósiles de esta antigüedad.

Por qué es un cambio en el estudio de la evolución de los vertebrados

El estudio, publicado en Nature, detalla que, aunque el Norselaspis carecía de mandíbulas, ya había desarrollado un corazón potente y vasos sanguíneos ensanchados, estructuras que hasta ahora se creía que solo existían en peces con mandíbulas. Miyashita explicó que, en términos comparativos, “Norselaspis tenía el corazón de un tiburón bajo la piel de una lamprea”, un pez similar a una anguila. Además, el equipo identificó siete músculos que controlaban los ojos del animal, uno más que en los humanos, y unos oídos internos de tamaño desproporcionado. “Si el Norselaspis estuviera a nuestra escala, sus orejas internas serían del tamaño de un aguacate y su corazón sería tan grande como un melón cantalupo”, ilustró Miyashita en declaraciones recogidas por la Universidad de Chicago.

Las aletas del Norselaspis también resultaron notables. Eran anguladas y se ubicaban detrás de las branquias, lo que permitía al pez realizar maniobras rápidas como giros, paradas y aceleraciones. Sin embargo, dada la ausencia de mandíbulas y dientes, los investigadores consideran que estas adaptaciones no estaban destinadas a la caza, sino a la evasión de depredadores. Esta interacción entre especies con y sin mandíbulas habría impulsado una explosión de diversidad en los océanos primitivos.

Coates, en el comunicado de la Universidad de Chicago, señaló que “cuando las mandíbulas evolucionaron en este contexto, se produjo una combinación fundamental de sistemas sensoriales, de natación y de alimentación, que finalmente condujo a la extraordinaria variedad y abundancia de peces del Devónico”.

Revisión de la cronología evolutiva y contexto histórico del fósil

El descubrimiento de Norselaspis no solo aporta nuevos datos sobre la anatomía de los peces sin mandíbulas, sino que también obliga a revisar la cronología aceptada de la evolución de los vertebrados. Tradicionalmente, se pensaba que la aparición de mandíbulas precedió al desarrollo de extremidades y otras estructuras complejas. Sin embargo, el fósil analizado muestra que algunas de estas características ya existían antes de la aparición de las mandíbulas. Coates subrayó la importancia de este tipo de hallazgos al afirmar que “nos han faltado instantáneas del registro fósil que nos ayudarían a ordenar los eventos clave para reconstruir el patrón y la dirección del cambio”.

El contexto histórico del fósil añade otra capa de interés al estudio. Tras su hallazgo en 1969, el cráneo de Norselaspis permaneció décadas en un archivo paleontológico hasta que los avances tecnológicos permitieron su análisis detallado. La utilización de la microtomografía de rayos X de sincrotrón resultó fundamental para revelar la estructura interna del fósil sin dañarlo, permitiendo a los científicos crear un “atlas digital” de la criatura. Miyashita destacó que, gracias a esta tecnología, “ahora conocemos a Norselaspis con mayor detalle anatómico que muchos peces vivos”.

El análisis anatómico también llevó a los investigadores a replantear teorías sobre la evolución de los hombros y el cuello en los vertebrados. Observaron que un nervio conectado al hombro del Norselaspis estaba separado de los nervios que llegaban a las branquias, lo que sugiere que los hombros de los tetrápodos evolucionaron como una nueva estructura vinculada al cuello, separando el torso de la cabeza. Mientras que la mayoría de los peces sin mandíbulas presentaban torsos que se prolongaban hasta la cabeza, los vertebrados con mandíbulas desarrollaron cuello y garganta. El Norselaspis, según los autores del estudio en Nature, representa una forma intermedia, comparable a un humano cuyos brazos se extendieran desde detrás de las mejillas.

A pesar de estos avances, los científicos reconocen que aún no se comprende completamente qué factores desencadenaron la formación de las mandíbulas. El caso de Norselaspis demuestra que la evolución de los vertebrados fue un proceso complejo, con múltiples etapas y adaptaciones inesperadas.

El recorrido evolutivo de los vertebrados, lejos de ser una transición directa, estuvo marcado por ramificaciones y soluciones anatómicas diversas, como ilustra el propio Miyashita al señalar que la transformación de un depredador de fondo en un cazador dominante no fue un proceso lineal ni sencillo.