Un nuevo estudio de geociencias muestra fósiles del Triásico que revelan los orígenes de los anfibios vivos

Un equipo de paleontólogos de Virginia Tech, dirigido por el candidato a doctorado Ben Kligman, descubrió los primeros fósiles de cecilias de la era Triásica, los más antiguos conocidos de su tipo, en Arizona. El hallazgo ayuda a llenar un enorme vacío de aproximadamente 90 millones de años en el registro histórico de las cecilias donde no se habían encontrado fósiles previamente, lo que desconcierta a los científicos.

25 de enero de 2023

gusano de ilustración

El más pequeño de los fósiles recién encontrados puede cambiar lo que los paleontólogos saben sobre nuestra historia.

Un equipo de paleontólogos de Virginia Tech y EE. UU. El Parque Nacional del Bosque Petrificado, entre otros, ha descubierto el primer fósil ceciliano "inconfundible" de la era Triásica, los fósiles cecilianos más antiguos conocidos, extendiendo así el registro de este pequeño anfibio excavador en aproximadamente 35 millones de años. El hallazgo también llena un vacío de al menos 87 millones de años en el registro fósil histórico conocido de la criatura parecida a un anfibio.

El fósil fue co-descubierto por primera vez por Ben Kligman, un estudiante de doctorado en el Departamento de Geociencias, parte de la Facultad de Ciencias de Virginia Tech, en el Parque Nacional del Bosque Petrificado de Arizona durante una excavación en 2019. Nombrado por Kligman como Funcusvermis gilmorei, el fósil extiende la historia de las cecilias 35 millones de años hasta el período Triásico, hace aproximadamente 250 millones a 200 millones de años.

Antes de este nuevo estudio, publicado hoy en la revista Nature, solo se conocían 10 apariciones de cecilias fósiles, que se remontan al Período Jurásico Temprano, hace unos 183 millones de años. Sin embargo, estudios previos de ADN estimaron que los orígenes evolutivos de las cecilias se remontan a las eras Carbonífera o Pérmica, hace unos 370 millones a 270 millones de años, según Kligman, marcando esa brecha de 87 millones de años. Sin embargo, no se habían encontrado tales fósiles.

"El descubrimiento de los fósiles cecilianos más antiguos destaca la naturaleza crucial de la nueva evidencia fósil. Muchas de las preguntas más importantes en paleontología y evolución no se pueden resolver sin fósiles como este", dijo Kligman, quien descubrió previamente un 220 millones de años de edad. especie de cinodonte o mamífero madre, un precursor de los mamíferos modernos. "Los cecilianos fósiles son extraordinariamente raros y se encuentran accidentalmente cuando los paleontólogos buscan fósiles de otros animales más comunes. Nuestro descubrimiento de uno fue totalmente inesperado y transformó la trayectoria de mis intereses científicos".

hombre con piqueta

El descubrimiento de los fósiles fue realizado en 2019 por Kligman y el estudiante en prácticas del Parque Nacional del Bosque Petrificado Xavier Jenkins, ahora un Ph.D. estudiante de la Universidad Estatal de Idaho, mientras el dúo procesaba sedimentos fosilíferos del parque apodado Thunderstorm Ridge a través de un microscopio. Funcusvermis se encontró en una capa de la Formación Chinle que data de hace aproximadamente 220 millones de años, cuando Arizona estaba ubicado cerca del ecuador en la parte central del supercontinente Pangea, dijo Kligman. Esta región en ese momento estaba sujeta a un clima cálido y húmedo. Hoy, Arizona todavía hace calor, pero tiene poca humedad.

"Ver la primera mandíbula bajo el microscopio, con su distintiva doble fila de dientes, me dio escalofríos en la espalda", dijo Kligman. "Inmediatamente supimos que era un ceciliano, el fósil de ceciliano más antiguo jamás encontrado, y un descubrimiento único en la vida".

Antes de este hallazgo, la brecha de 87 millones de años en el registro fósil ocultaba la historia evolutiva temprana de las cecilias, lo que llevó a un debate de décadas entre los científicos sobre las relaciones de las cecilias con sus parientes anfibios, ranas y salamandras.

"Funcusvermis extiende el patrón ecuatorial húmedo de ocurrencia visto en todas las cecilianas vivas y fósiles conocidas, lo que sugiere que la historia biogeográfica de las cecilianas se ha guiado por la restricción a estos entornos ecológicos, probablemente debido a restricciones fisiológicas relacionadas con la humedad, y restringida por la deriva de placas continentales dentro y fuera de la zona ecuatorial húmeda después de la fragmentación de Pangea", dijo Kligman.

Los cecilianos modernos son anfibios sin extremidades con cuerpos cilíndricos con un cráneo compacto en forma de bala que les ayuda a excavar bajo tierra. Ahora hogar exclusivo de América del Sur y Central, África y el sur de Asia, las cecilias pasan sus vidas excavando en la hojarasca o en el suelo en busca de presas como gusanos e insectos. Esta existencia subterránea ha dificultado el estudio de las cecilias para los científicos. Kligman, irónicamente, describe a las cecilianas modernas como un "títere de calcetín sin ojos con el cuerpo de un gusano".

hueso bajo el microscopio

Funcusvermis en realidad comparte características esqueléticas más relacionadas con los primeros fósiles de ranas y salamandras, lo que refuerza la evidencia de un origen compartido y una estrecha relación evolutiva entre las cecilias y estos dos grupos. Funcusvermis también comparte características esqueléticas con un antiguo grupo de anfibios conocidos por los paleontólogos como temnospóndilos disorofoides. Kligman agrega: "A diferencia de las cecilias vivas, Funcusvermis carece de muchas adaptaciones asociadas con excavar bajo tierra, lo que indica una adquisición más lenta de características asociadas con un estilo de vida subterráneo en las primeras etapas de la evolución de las cecilias".

Ahora, aquí está la parte divertida: el nombre del género 'Funcusvermis' se inspiró en la canción "Funky Worm" de Ohio Players de 1972 de su álbum Pleasure, una canción favorita de los autores que a menudo se escuchaba mientras excavaban fósiles en Thunderstorm Ridge. 'Funcus' se deriva de la forma latinizada de la palabra inglesa Funky para la forma alegre y rítmica de la música dance, mientras que 'vermis' se deriva de la palabra latina para gusano. (Por cierto, es una canción excelente. Gusano instantáneo, por así decirlo).

El nombre de la especie, gilmorei, honra a Ned Gilmore, gerente de colecciones de la Academia de Ciencias Naturales de la Universidad Drexel de Filadelfia. (Kligman es de Filadelfia y se ofreció como voluntario en la colección húmeda de herpetología de Gilmore cuando era estudiante de pregrado. "Fue un mentor importante que ayudó a inspirar mi interés en los fósiles y los anfibios", dijo Kligman).

Los coautores del estudio incluyen a Michelle Stocker, profesora asistente, y Sterling Nesbitt, profesor asociado, en el Departamento de Geociencias de Virginia Tech y miembros del Centro de Cambio Global que forma parte del Instituto de Ciencias de la Vida Fralin. Otros autores incluyen a Adam Marsh, paleontólogo principal; Matthew Smith, curador del museo; y William Parker, jefe de ciencia y gestión de recursos, todos en el Parque Nacional del Bosque Petrificado; y Bryan Gee, becario postdoctoral en el Museo y Departamento de Biología Burke de la Universidad de Washington.

"Como dice la canción del mismo nombre, es el gusano más divertido del mundo", bromeó Marsh.

Stocker agregó: "Lo que recolectamos realmente determina lo que podemos decir sobre qué animales estaban presentes, cuántos de ellos había y cómo se veían. Sin usar estos métodos para la recolección y el análisis de fósiles, estaríamos perdiendo la oportunidad de saberlo". muchos aspectos importantes de este ecosistema Triásico. Ahora que tenemos una imagen de búsqueda de qué huesos buscar y cómo buscarlos, será emocionante ver qué otras localidades fósiles conservan estos primeros lisanfibios".

Nesbitt dijo que hallazgos como este pueden restablecer el tablero de juego en paleontología, en el mejor sentido de la frase. "Este hallazgo demuestra claramente que algunos fósiles que apenas se pueden ver pueden cambiar en gran medida nuestra comprensión de grupos enteros que se pueden ver hoy", dijo.

En el Parque Nacional del Bosque Petrificado, donde se encontró el descubrimiento inicial en 2019, se recuperaron las mandíbulas inferiores de al menos 70 individuos de Funcusvermis hasta el verano de 2022, lo que convierte al área en "el lecho óseo productor de cecilias fósil más abundante jamás descubierto". dijo Kligman.

Solo se han encontrado un puñado de huesos de Funcusvermis, incluidas las mandíbulas superior e inferior, una vértebra y parte de una pata trasera, dijo Kligman. Todos los huesos encontrados estaban desarticulados, no como esqueletos completos. Sin esqueletos completos, Kligman y sus colegas investigadores no pueden determinar exactamente la longitud del cuerpo de Funcusvermis, pero las inferencias de elementos aislados, como la mandíbula inferior de menos de un cuarto de pulgada de largo, indican que Funcusvermis era un animal diminuto.

"Desde su descubrimiento en 2017, el sitio Thunderstorm Ridge ha producido un conjunto diverso de más de 60 animales que van desde tiburones de agua dulce hasta dinosaurios", dijo Kligman. "Varias otras especies nuevas descubiertas en este sitio han sido descritas recientemente. Muchas otras especies nuevas de este sitio están actualmente bajo estudio y se publicarán en los próximos años".

En otras palabras, espere más cambios de lo que saben los paleontólogos sobre la historia de los fósiles.

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