Un cerebro fósil antiguo revela el origen de las cabezas de los animales tempranos

El estudio se centró en dos tipos de antepasados de artrópodos , un trilobita de cuerpo blando y una extraña criatura parecida a un submarino. Los investigadores encontraron que una cobertura dura, llamada «sclerite» anterior, y características como las del ojo en la parte delantera de sus cuerpos se conectan a través de trazos nerviosos procedentes de la parte delantera del cerebro, que se corresponde con cómo se controla la visión en los artrópodos modernos.

Los nuevos resultados también permitieron nuevas comparaciones con anomalocarídidos, un grupo de grandes depredadores nadadores de la época, y se encontraron similitudes fundamentales entre el «sclerite» anterior y una placa en la parte superior de la cabeza anomalocarídidos, lo que sugiere que tenían un origen común .

Aunque está ampliamente aceptado que los anomalocarídidos son antepasados de los primeros artrópodos , sus cuerpos son en realidad muy diferentes. Gracias a los cerebros conservados de estos fósiles, ahora es posible reconocer el «sclerite» anterior como un puente entre la cabeza de los anomalocarídidos y la de los artrópodos articulados más familiares.

«El “sclerite” anterior se ha perdido en los artrópodos modernos, probablemente fusionándose con otras partes de la cabeza durante la historia evolutiva del grupo », explica Javier Ortega-Hernández, investigador postdoctoral del Departamento de Ciencias de la Tierra de Cambridge. «Lo que estamos viendo en estos fósiles es una de las principales medidas de transición entre las criaturas como los gusanos con cuerpos blandos y los artrópodos con exoesqueletos duros y extremidades articuladas. Éste es un periodo de transformación crucial», afirma este autor del estudio.

Ortega-Hernández observó que los puntos brillantes en la parte delantera de los cuerpos, que son, de hecho, fotorreceptores simples, están incrustados en el «sclerite» anterior. Los fotorreceptores están conectados a la parte frontal del cerebro fosilizado, muy parecido a la disposición en los artrópodos modernos. Con toda probabilidad estos antiguos cerebros procesan la información como en los artrópodos actuales y fueron cruciales para la interacción con el medio ambiente, la detección de los alimentos y escapar de los depredadores.

Durante la explosión cámbrica, un periodo de rápida innovación evolutiva hace unos 500 millones de años, cuando la mayoría de los principales grupos de animales emergen en el registro fósil, comenzaron a aparecer los primeros artrópodos con exoesqueletos duros y extremidades articuladas. Antes de este periodo, la mayoría de la vida animal en la Tierra consistía en enigmáticas criaturas de cuerpo blando que se parecían a las algas o las medusas.

Estos fósiles, de las colecciones del Museo Real de Ontario en Toronto, Canadá, y la Institución Smithsonian en Washington, Estados Unidos, se originaron de Burgess Shale , en el oeste de Canadá , una de las fuentes más ricas del mundo de fósiles del periodo.

Como el cerebro y otros tejidos blandos están esencialmente hechos de sustancias parecidas a las grasas , su búsqueda como fósiles es extremadamente rara, lo que hace difícil la comprensión de su historia evolutiva. Incluso en Burgess Shale, uno de los pocos lugares en la Tierra donde las condiciones son las idóneas para permitir una excepcionalmente buena preservación de los fósiles del Cámbrico, la búsqueda de tejido cerebral fosilizado es muy poco común.

De hecho, éste es el cerebro más completo que se encuentra en un fósil de Burgess Shale . «Las cabezas se han vuelto más complejas con el tiempo -describe Ortega-Hernández, miembro del Emmanuel College-. Pero lo que estamos viendo aquí es una respuesta a la pregunta de cómo los artrópodos cambiaron sus cuerpos de blandos a duros. Nos da una mejor comprensión de los orígenes y la historia de la evolución compleja de este exitoso grupo».