Cómo los peces acorazados desarrollaron estrategias para triturar presas hace 385 millones de años

Un equipo de la Universidad de Flinders determinó que los placodermos, peces acorazados que habitaron los arrecifes del actual norte de Australia Occidental, desarrollaron 2 mecanismos distintos para aplastar o perforar a sus presas hace 385 millones de años.

Los investigadores del estudio publicado en Scientific Reports llegaron a esa conclusión mediante simulaciones informáticas y modelos tridimensionales de mandíbulas fósiles.

El análisis abarcó 8 especies de estos vertebrados tempranos, que vivieron en un ecosistema marino del Devónico, período conocido como la “era de los peces”, según el artículo divulgado en Phys.org.

Las primeras mandíbulas combinaron distintas formas según la dieta

Los placodermos fueron los primeros vertebrados que desarrollaron mandíbulas y dientes, hace más de 400 millones de años. Sin embargo, sus piezas bucales eran diferentes de las de animales actuales: no poseían un único hueso mandibular, sino placas óseas pares sostenidas por cartílago.

La doctora Alice Clement, becaria del programa ARC Future Fellow, señaló que estos animales “experimentaron con una extraordinaria variedad de formas de mandíbula y partes masticatorias durante la evolución temprana de los vertebrados”.

Para la investigadora, esa diversidad permite estudiar la especialización de las primeras estructuras bucales. El trabajo buscó establecer cómo se relacionaban la forma del cráneo, el tipo de alimentación y el tamaño relativo de depredadores y presas.

La hipótesis inicial partía de una observación habitual que Clement explicó: “Sabemos que los animales que se alimentan de alimentos duros suelen desarrollar mandíbulas más fuertes y superficies de trituración más anchas y planas, pero eso no es exactamente lo que encontramos en este análisis”.

Los modelos digitales compararon distintas especies

El doctor Rex Mitchell, primer autor de la investigación, y sus colegas aplicaron un análisis de elementos finitos a modelos digitales de huesos mandibulares fósiles. Esta técnica permite calcular cómo una estructura soporta fuerzas en diferentes puntos; en este caso, sirvió para recrear la presión de una mordida.

Después, el equipo comparó la resistencia obtenida en las simulaciones con la complejidad de la superficie con la que mordía cada especie. Las placas podían adoptar desde formas planas, apropiadas para aplastar, hasta bordes cortantes con salientes parecidos a dientes.

El estudio halló que los placodermos más pequeños y los más grandes tenían las estructuras bucales más resistentes entre las especies revisadas. La coincidencia, sin embargo, no implicaba que procesaran el alimento de la misma manera.

Austin Fitzpatrick, estudiante de doctorado y coautor, resumió el resultado: “Tanto los animales más pequeños como los más grandes habían desarrollado mandíbulas fuertes, pero habían resuelto el problema de procesar alimentos más duros de maneras completamente diferentes”.

El tamaño de las presas condicionó la forma de morder

Las especies de menor tamaño podían tragar organismos acorazados pequeños y aplastarlos entre placas masticatorias amplias, planas y con pocos relieves. Ese sistema les permitía pulverizar la presa completa antes de ingerirla.

En cambio, los peces más grandes se enfrentaban a animales con caparazones que no podían engullir de una sola vez y, por ese motivo, requerían fragmentarlos previamente. Sus mandíbulas presentaban superficies elevadas, complejas y provistas de estructuras semejantes a dientes.

La especie de mayor tamaño incluida en la investigación tenía piezas dentales alineadas sobre una cresta ósea. El estudio las compara con cabezas de armas medievales perforantes, como martillos de guerra y hachas de asta, por su capacidad para atravesar una cubierta resistente antes de romperla.

Los autores proponen que esta diferencia está vinculada con la proporción entre el cuerpo del depredador y el de su presa. Las piezas bucales de los antiguos vertebrados más grandes habrían perforado la armadura y dividido el alimento en fragmentos ingeribles, mientras que las especies pequeñas aplicaban presión sobre organismos que podían caber enteros en su boca.

Los fósiles de Gogo aportan datos sobre la evolución humana

Los especímenes proceden de la Formación Gogo, en Australia Occidental, un yacimiento que conserva restos de antiguos ambientes marinos. El profesor emérito John Long, también coautor, trabaja en ese lugar desde hace 40 años y halló parte de los fósiles utilizados en el análisis.

La formación ha sido investigada durante décadas e incluye colaboraciones con las comunidades locales Gooniyandi y Gogo. Sus restos permiten reconstruir las relaciones ecológicas de un arrecife que existió durante el Devónico.

Desde 2013, los ejemplares prehistóricos se vinculan de forma directa con la línea evolutiva que conecta a los peces con los humanos. Long sostuvo que “comprender los placodermos es fundamental para desvelar los orígenes del plan corporal humano”.