Fósiles de 500 millones de años resuelven un misterio centenario sobre la evolución de la vida en la Tierra

Reconstrucción artística de Gangtoucunia aspera tal como habría aparecido en vida en el lecho marino del Cámbrico, hace unos 514 millones de años. Se extrae parte del esqueleto del individuo en primer plano para mostrar el tumor blando dentro del esqueleto. Crédito: Reconstrucción por Xiaodong Wang

Los científicos finalmente han podido resolver un misterio centenario sobre la evolución de la vida en la Tierra, revelando cómo eran los primeros animales que hicieron esqueletos. Este descubrimiento fue posible gracias a la excepcionalmente bien conservada colección de fósiles que se descubrió en la provincia oriental de Yunnan, China. Los resultados de la investigación fueron publicados el 2 de noviembre en la revista científica Actas de la Royal Society B.

Durante un evento llamado Explosión Cámbrica hace unos 550-520 millones de años, los primeros animales que construyeron esqueletos resistentes y fuertes 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 varios centímetros. Sin embargo, se desconocía casi por completo el tipo de animal que hizo estos esqueletos, ya que carecen de la preservación de las partes blandas necesarias para identificarlos como pertenecientes a los principales grupos de animales que aún viven en la actualidad.

Espécimen fósil (izquierda) y diagrama esquemático (derecha) de tejidos blandos preservados de Gangtoconia aspera, incluidos el intestino y los tentáculos. Crédito: Luke Parry y Guangxu Zhang

cuatro muestras de Gangtokonya aspera Con los tejidos blandos aún intactos, incluidos los intestinos y las partes de la boca, se incluyó en el nuevo grupo de 514 millones de años de fósiles. Estos revelan que esta especie tenía una boca rodeada por un anillo de garras lisas y sin ramificar de unos 5 mm (0,2 pulgadas) de largo. Es probable que estos se usaran para picar y capturar presas, como pequeños artrópodos. Las excavaciones también muestran que Gangtokunya Tenía un intestino ciego (abierto solo en un extremo), dividido en cavidades internas, llenando la longitud del tubo.

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

Según los investigadores, Gangtokunya Se habría parecido a una medusa escifozoaria moderna, con una estructura tubular rígida fijada a un sustrato básico. La boca del tentáculo se extendía fuera del tubo, pero podría haberse retraído dentro del tubo para evitar a los depredadores. A diferencia de los pólipos de las medusas vivas, el tubo Gangtokunya Hecho de fosfato de calcio, un mineral duro que forma nuestros dientes y huesos. El uso de estos materiales para construir esqueletos se ha vuelto más raro entre los animales con el tiempo.

Una vista de primer plano de la boca de la Tuconia aspera de la pandilla que muestra los tentáculos que podrían haber sido utilizados para atrapar presas. Crédito: Luke Parry y Guangxu Zhang

El autor correspondiente Dr. Luke Barry, 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