Un fósil de 525 millones de años desafía cómo evolucionó el cerebro

Los fósiles de una pequeña criatura marina que murió hace más de quinientos millones de años pueden obligar a reescribir libros de texto sobre cómo evolucionó el cerebro.

Un estudio publicado en Science brinda la primera descripción detallada de Cardiodictyon catenulum, un animal con forma de gusano preservado en rocas en la provincia sureña china de Yunnan. Con menos de 1,5 centímetros de largo y descubierto inicialmente en 1984, el fósil había ocultado un secreto crucial hasta ahora: un sistema nervioso delicadamente conservado, incluido un cerebro.

«Hasta donde sabemos, este es el cerebro fosilizado más antiguo que conocemos hasta ahora», dijo en un comunicado Nicholas Strausfeld, profesor de Neurociencia de la Universidad de Arizona, y coautor del trabajo.

Cardiodictyon pertenecía a un grupo extinto de animales conocidos como lobopodios acorazados, que abundaban al principio de un período conocido como el Cámbrico, cuando prácticamente todos los linajes de animales principales aparecieron en un tiempo extremadamente corto, hace entre 540 y 500 millones de años. Los lobopodianos probablemente se movían en el fondo del mar usando múltiples pares de patas suaves y rechonchas que carecían de las articulaciones de sus descendientes, los euartrópodos, que en griego significa «pie articulado real». Los parientes vivos más cercanos de los lobopodios en la actualidad son los gusanos de terciopelo que viven principalmente en Australia, Nueva Zelanda y América del Sur.

Los fósiles de Cardiodictyon revelan un animal con un tronco segmentado en el que se repiten disposiciones de estructuras neuronales conocidas como ganglios. Esto contrasta marcadamente con su cabeza y cerebro, los cuales carecen de evidencia de segmentación.

«Esta anatomía fue completamente inesperada porque las cabezas y los cerebros de los artrópodos modernos y algunos de sus ancestros fosilizados se han considerado segmentados durante más de cien años», dijo Strausfeld.

Según el estudio, el hallazgo resuelve un largo y acalorado debate sobre el origen y la composición de la cabeza de los artrópodos, el grupo más rico en especies del mundo en el reino animal. Los artrópodos incluyen insectos, crustáceos, arañas y otros arácnidos, además de algunos otros linajes como milpiés y ciempiés.

Evolución por separado

Desde la década de 1880, los biólogos notaron la apariencia claramente segmentada del tronco típica de los artrópodos, y básicamente lo extrapolaron a la cabeza. Así se llegó a suponer que la cabeza es una prolongación anterior de un tronco segmentado. Pero Cardiodictyon muestra que la cabeza temprana no estaba segmentada, ni tampoco su cerebro, lo que sugiere que el cerebro y el sistema nervioso central probablemente evolucionaron por separado.

Cardiodictyon era parte de la fauna de Chengjiang, un famoso depósito de fósiles en la provincia de Yunnan descubierto por el paleontólogo Xianguang Hou. Los cuerpos suaves y delicados de los lobopodios se han conservado bien en el registro fósil, pero aparte de Cardiodictyon, ninguno ha sido examinado en busca de cabeza y cerebro, posiblemente porque los lobopodios son generalmente pequeños. Las partes más destacadas de Cardiodictyon eran una serie de estructuras triangulares en forma de silla de montar que definían cada segmento y servían como puntos de unión para pares de piernas. Esos se habían encontrado en rocas aún más antiguas que datan del advenimiento del Cámbrico.

En su nuevo estudio, los autores no solo identificaron el cerebro de Cardiodictyon, sino que también lo compararon con los de fósiles conocidos y de artrópodos vivos, incluidas arañas y ciempiés. Combinando estudios anatómicos detallados de los fósiles de lobopodios con análisis de patrones de expresión génica en sus descendientes vivos, concluyen que se ha mantenido un patrón compartido de organización cerebral desde el Cámbrico hasta hoy.