Fósiles de 500 millones de años resuelven el antiguo rompecabezas de la evolución de la vida en la Tierra

Reconstrucción artística de Gangtoucunia aspera tal como habría aparecido en el suelo del mar Cámbrico, hace aproximadamente 514 millones de años. Al individuo en primer plano se le ha quitado parte del esqueleto para mostrar el pólipo blando dentro del esqueleto. Crédito: Reconstrucción por Xiaodong Wang

Los científicos finalmente han resuelto el antiguo rompecabezas de la evolución de la vida en la Tierra al revelar cómo eran los primeros animales en desarrollar esqueletos. Este descubrimiento fue posible gracias a una colección excepcionalmente bien conservada de fósiles encontrados en la provincia oriental china de Yunnan. Los resultados de la investigación fueron publicados el 2 de noviembre en una revista científica. Actas de la Royal Society B.

Hace alrededor de 550-520 millones de años, en un evento llamado Explosión Cámbrica, los primeros animales en construir esqueletos duros y duraderos aparecieron repentinamente en el registro fósil en un abrir y cerrar de ojos geológicos. Muchos de estos primeros fósiles son simples tubos huecos que varían en longitud desde unos pocos milímetros hasta muchos centímetros. Sin embargo, se desconocía casi por completo qué tipo de animal componían estos esqueletos, ya que no conservaban las partes blandas necesarias para identificarlos como pertenecientes a los principales grupos de animales que aún están vivos.

Espécimen fósil (izquierda) y diagrama (derecha) de Gangtoucunia aspera conserva tejidos blandos, incluidos el intestino y el tentáculo. Crédito: Luke Parry y Guangxu Zhang

Cuatro muestras Gangtoucunia aspera Los tejidos blandos aún intactos, incluidos los intestinos y las piezas bucales, se incluyen en la nueva colección de fósiles de 514 millones de años. Estos indican que esta especie tenía una boca bordeada por un anillo de tentáculos lisos y no ramificados de unos 5 mm (0,2 pulgadas) de largo. Es probable que los usaran para morder y atrapar presas, como pequeños artrópodos. Los fósiles también muestran esto Gangtukuni tenía un intestino ciego (abertura en un solo extremo), dividido en cavidades internas que llenaban la longitud del tubo.

Estas son características que se encuentran hoy en día solo en las medusas modernas, las anémonas y sus parientes cercanos (conocidos como cnidarios), organismos cuyas partes blandas son extremadamente raras en el registro fósil. El estudio muestra que estos animales simples estuvieron entre los primeros en desarrollar los esqueletos duros que constituyen la mayor parte del registro fósil conocido.

Según los investigadores. Gangtukuni se habría parecido a los modernos pólipos de escifozoos de la medusa, con una estructura tubular rígida anclada a una matriz subyacente. La boca del tentáculo podría extenderse fuera del tubo, pero podría retraerse dentro del tubo para evitar a los depredadores. Sin embargo, a diferencia de los pólipos de las medusas vivas, el tubo Gangtukuni estaba hecho de fosfato de calcio, el mineral duro que forma nuestros propios dientes y huesos. El uso de este material para construir esqueletos se ha vuelto menos común en los animales con el tiempo.

Una foto de primer plano de la región de la boca de Gangtoucunia aspera muestra los tentáculos que se habrían utilizado para capturar presas. Crédito: Luke Parry y Guangxu Zhang

Autor correspondiente Dr. Luke Parry, Departamento de Ciencias de la Tierra,[{» attribute=»»>University of Oxford, said: “This really is a one-in-million discovery. These mysterious tubes are often found in groups of hundreds of individuals, but until now they have been regarded as ‘problematic’ fossils, because we had no way of classifying them. Thanks to these extraordinary new specimens, a key piece of the evolutionary puzzle has been put firmly in place.”

The new specimens clearly demonstrate that Gangtoucunia was not related to annelid worms (earthworms, polychaetes and their relatives) as had been previously suggested for similar fossils. It is now clear that Gangtoucunia’s body had a smooth exterior and a gut partitioned longitudinally, whereas annelids have segmented bodies with transverse partitioning of the body.

The fossil was found at a site in the Gaoloufang section in Kunming, eastern Yunnan Province, China. Here, anaerobic (oxygen-poor) conditions limit the presence of bacteria that normally degrade soft tissues in fossils.

Fossil specimen of Gangtoucunia aspera preserving soft tissues, including the gut and tentacles (left and middle). The drawing at the right illustrates the visible anatomical features in the fossil specimens. Credit: Luke Parry and Guangxu Zhang

PhD student Guangxu Zhang, who collected and discovered the specimens, said: “The first time I discovered the pink soft tissue on top of a Gangtoucunia tube, I was surprised and confused about what they were. In the following month, I found three more specimens with soft tissue preservation, which was very exciting and made me rethink the affinity of Gangtoucunia. The soft tissue of Gangtoucunia, particularly the tentacles, reveals that it is certainly not a priapulid-like worm as previous studies suggested, but more like a coral, and then I realised that it is a cnidarian.”

Although the fossil clearly shows that Gangtoucunia was a primitive jellyfish, this doesn’t rule out the possibility that other early tube-fossil species looked very different. From Cambrian rocks in Yunnan province, the research team has previously found well-preserved tube fossils that could be identified as priapulids (marine worms), lobopodians (worms with paired legs, closely related to arthropods today), and annelids.

Co-corresponding author Xiaoya Ma (Yunnan University and University of Exeter) said: “A tubicolous mode of life seems to have become increasingly common in the Cambrian, which might be an adaptive response to increasing predation pressure in the early Cambrian. This study demonstrates that exceptional soft-tissue preservation is crucial for us to understand these ancient animals.”

Reference: “Exceptional soft tissue preservation reveals a cnidarian affinity for a Cambrian phosphatic tubicolous enigma” by Guangxu Zhang, Luke A. Parry, Jakob Vinther and Xiaoya Ma, 2 November 2022, Proceedings of the Royal Society B Biological Sciences.
DOI: 10.1098/rspb.2022.1623