Rara fluctuación de dientes fósiles de opiniones antiguas de China sobre la evolución de vertebrados

Un equipo internacional de investigadores ha descubierto los restos de un pez dentado de 439 millones de años que indican que los ancestros de los modernos osteictios (rayas y peces de aletas grasas) y condrictios (tiburones y rayas) surgieron mucho antes de lo que se pensaba.

Resultados relacionados han sido publicados en templar la naturaleza El 28 de septiembre.

Un sitio remoto en la provincia de Guizhou, en el sur de China, que contiene cadenas de estratos sedimentarios del lejano período Silúrico (hace unos 445 a 420 millones de años), ha producido asombrosos descubrimientos de fósiles, incluidos dientes aislados que han sido identificados como pertenecientes a una nueva especie (Qianodus doubleis ) Vertebrados mandibulares primitivos. Llamado así por el nombre antiguo de Guizhou en los tiempos modernos, Qianodus poseía extraños elementos dentales parecidos a un caracol que llevaban múltiples generaciones de dientes agregados a lo largo de la vida del animal.

Las espirales de dientes (o tiras) de Qianodus resultaron ser uno de los fósiles menos comunes recuperados del sitio. Son elementos pequeños que rara vez alcanzan los 2,5 mm y por lo tanto deben ser estudiados bajo aumento con luz visible e irradiación de rayos X.

Una característica notable de las migas era que tenían un par de filas de dientes colocados en un área central elevada desde la base de las almohadillas. Estos llamados dientes primarios muestran un aumento gradual de tamaño hacia la parte interna (lingual) de la duramadre. Lo que hace que las ampollas de Qianodus sean tan inusuales en comparación con las de otros vertebrados es el aparente desplazamiento entre las dos filas de dientes primarios. También se observa una disposición similar de filas de dientes adyacentes en los dientes de algunos tiburones modernos, pero no se ha identificado previamente en la pasta de dientes de especies fósiles.

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El descubrimiento indica que los grupos conocidos de vertebrados con mandíbulas de la llamada «edad de los peces» (hace 420 a 460 millones de años) en realidad surgieron hace unos 20 millones de años.

«Qianodus nos proporciona la primera evidencia concreta de dientes y extensiones de mandíbula de este crítico período temprano de la evolución de los vertebrados», dijo LI Qiang de la Universidad Normal de Qujing.

En contraste con los dientes de los tiburones modernos que mudan constantemente, los investigadores creen que las almohadillas de los dientes de Qianodus permanecieron en la boca y aumentaron de tamaño a medida que el animal crecía. Esta explicación explica el agrandamiento gradual de los dientes de reemplazo y el ensanchamiento de la base de la mandíbula como respuesta al aumento continuo del tamaño de la mandíbula durante el desarrollo.

Para los investigadores, la clave para reconstruir el crecimiento de las burbujas eran dos muestras en una etapa temprana de formación, fácilmente identificables por sus tamaños significativamente más pequeños y menos dientes. Una comparación con las ampollas maduras más numerosas ha proporcionado a los paleontólogos una visión poco común de la mecánica evolutiva de los dientes de los primeros vertebrados. Estas observaciones indican que los dientes primarios fueron los primeros en formarse, mientras que la adición de los dientes laterales (adicionales) ocurrió más tarde en la evolución.

«A pesar de sus características distintivas, los diales dentales en realidad se han reportado en varios linajes gondrichtianos y ostectianos extintos», dijo Plamen Andreev, autor principal del estudio. «Algunos de los primeros cartilaginosos incluso construyeron sus dientes completamente a partir de flores muy juntas».

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Los investigadores afirman que este también fue el caso con Qianodus. Llegaron a esta conclusión después de examinar pequeñas mariposas (1-2 mm de largo) de la nueva especie con radiación de sincrotrón, un proceso de exploración tomográfica que utiliza rayos X de alta energía de un acelerador de partículas.

«Nos sorprendió descubrir que las filas de dientes de burbujas tenían un desplazamiento claro hacia la izquierda o hacia la derecha, lo que indica posiciones diferentes a las de la mandíbula rami», dijo el profesor ZHU Min del Instituto de Paleontología y Paleoantropología de Vertebrados de la Academia de Ciencias de China.

Estas observaciones están respaldadas por un árbol filogenético que identifica a Qianodus como un pariente cercano de los grupos extintos de condrictios dentados basados ​​en verticilos.

«Nuestra línea de tiempo modificada para el origen de los principales grupos de vertebrados con mandíbula es consistente con la opinión de que su diversificación inicial ocurrió a principios del período Silúrico», dijo el profesor ZHU.

El descubrimiento de Qianodus proporciona evidencia concreta de vertebrados dentados, parecidos a tiburones, decenas de millones de años más antiguos de lo que se pensaba. El análisis genético presentado en el estudio define a Qianodus como un animal primitivo condrictio, lo que significa que los peces con mandíbula ya eran bastante diversos en el Silúrico Inferior y aparecieron poco después de la evolución de la mineralización esquelética en los linajes ancestrales de vertebrados sin mandíbula.

«Esto pone en duda los modelos evolutivos actuales para el surgimiento de importantes innovaciones en vertebrados, como dientes, mandíbulas y apéndices dobles», dijo Evan Sansom, coautor del estudio de la Universidad de Birmingham.

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