Durante los últimos 500 millones de años, los vertebrados han evolucionado hacia una impresionante variedad de formas, desde colibríes hasta elefantes, desde ranas toro hasta tiburones martillo, sin mencionar nuestra peculiar especie de mono erguido. Pero detrás de toda esta diversidad, los vertebrados comparten algunas características importantes.

Todos tenemos una columna vertebral formada por vértebras, por ejemplo, junto con un cráneo que alberga un cerebro. Compartimos estas características porque todos descendemos de un ancestro común: un pez que nadó en los mares del Cámbrico.

Pero cuando los paleontólogos miran hacia atrás en el tiempo, la historia se vuelve confusa. Los primeros fósiles de animales revelan una colección de extrañas criaturas con cuerpos intrigantes y apéndices desconocidos. «Parecían bestias extrañas», dijo Jakob Vinther, paleontólogo de la Universidad de Bristol.

En un para estudiar Publicado el martes, el Dr. Vinther y sus colegas ofrecieron una teoría provocativa sobre cómo algunas de estas aberraciones nos dieron origen. En el centro de su argumento se encuentra una criatura con forma de cinta, de unos centímetros de largo, que vivió hace 508 millones de años. Los paleontólogos han discutido durante décadas sobre ese antiguo nadador, conocido como Pikaia. Ahora, el Dr. Vinther y sus colegas sostienen que los investigadores anteriores se engañaron al mirar a Pikaia al revés.

Pikaia salió a la luz en 1910, entre una gran cantidad de fósiles de animales antiguos que Charles Walcott, un paleontólogo estadounidense, descubrió en las Montañas Rocosas canadienses. Walcott concluyó que Pikaia era un poliqueto o gusano marino, señalando los apéndices cortos y carnosos que colgaban del extremo frontal del cuerpo. Los poliquetos vivos tienen apéndices similares en todo el cuerpo, que utilizan para nadar o gatear.

Pero casi siete décadas después, Simon Conway Morris, un paleontólogo británico, argumentó que Pikaia no era un gusano. Señalando los haces de músculos que recorrían todo el cuerpo del animal, propuso que Pikaia era, en cambio, un pariente cercano de los vertebrados. «Puede que el pikaia no esté muy alejado de los peces ancestrales», afirma. el escribio en 1979.

Pikaia se ha convertido en una celebridad en los círculos paleontológicos. En su libro de 1989 “Wonderful Life”, el biólogo evolutivo de Harvard Stephen Jay Gould lo elogió como “el primer miembro registrado de nuestra ascendencia inmediata”.

Pero muchos otros expertos se mostraron escépticos. Señalaron algunos características extrañas de Pikaia identificada posteriormente por el Dr. Conway Morris y Jean-Bernard Caron de la Universidad de Toronto. Lo más misterioso era un tubo ancho que recorría la parte posterior del cuerpo del animal, donde se podría esperar que hubiera un cordón nervioso en un vertebrado. Conway Morris y Caron lo apodaron «órgano trasero», pero no tenían idea de lo que hacía.

«Este icónico 'ancestro de los vertebrados' sigue siendo un enigma», dijo el paleontólogo francés Philippe Janvier. el escribio en 2015.

Unos años más tarde, después de encontrar algunos fósiles parecidos a vertebrados en Groenlandia, el Dr. Vinther decidió observar más de cerca a Pikaia para comparar. Mientras inspeccionaba una fotografía de alta resolución en su computadora, vio algo extraño en el órgano dorsal. Tenía manchas que el Dr. Vinther reconoció como sedimentos de aguas profundas.

La única forma en que el sedimento pudo haber entrado en Pikaia fue si el órgano dorsal tuviera una abertura hacia el exterior del cuerpo del animal. En los vertebrados, el único órgano que se ajusta a esta descripción es el tracto digestivo.

Luego, el Dr. Vinther invirtió la imagen en su pantalla de modo que el órgano dorsal ahora recorría el vientre del animal en lugar de su espalda. Con este cambio, el resto de la anatomía de Pikaia pareció encajar también. Una línea a través del fósil que el Dr. Conway Morris y el Dr. Caron habían identificado como un vaso sanguíneo apareció ahora donde debería haber estado un cordón nervioso.

“Pensé: 'Eso tiene mucho más sentido'”, recordó el Dr. Vinther.

En los años siguientes, el Dr. Vinther y sus colaboradores encontraron más rastros de sistema nervioso en Pikaia. Rastrearon el nuevo cordón nervioso hasta la cabeza, donde vieron indicios de lo que podría ser un cerebro diminuto. También encontraron nervios que se ramificaban desde el cerebro y se extendían para formar un par de tentáculos que brotaban de la cabeza del animal.

Los investigadores ahora imaginan a Pikaia como un animal que nada libremente y busca partículas de comida para comer. Aparentemente no tenía ojos, sino que usaba sus tentáculos para sondear su entorno.

En cuanto a los apéndices que alguna vez se pensó que colgaban de la cabeza de Pikaia, los investigadores ahora ven que se extienden por encima de ella. Es posible que fueran protuberancias branquiales emplumadas, que Pikaia utilizaba para extraer oxígeno del agua.

Luego, los investigadores compararon Pikaia con su nueva anatomía con otros fósiles inusuales que se ha sugerido que están relacionados con los vertebrados. Terminaron con un árbol genealógico nuevo y controvertido.

Giovanni Mussini, paleontólogo de la Universidad de Cambridge y miembro del equipo de investigación, sostiene que Pikaia y todos los vertebrados evolucionaron a partir de criaturas verdaderamente extrañas llamadas vetulicolianos. La mitad delantera del cuerpo era una cesta gigante que contenía agua y trozos de comida suspendidos, mientras que la mitad trasera era una cola musculosa que terminaba en el ano del animal.

Según la teoría, los vetulicólicos desarrollaron una cola más grande y más fuerte, mientras que su canasta se redujo a una boca y una garganta pequeñas, que albergaban branquias.

Mussini y sus colegas proponen que los ancestros más recientes de los vertebrados se convirtieron en nadadores aún mejores. A diferencia de Pikaia, extendían sus colas más allá de sus intestinos, una característica que se encuentra en todos los peces, así como en los vertebrados terrestres con cola. Incluso más tarde, los primeros protopeces desarrollaron cartílago alrededor de su cerebro, produciendo los primeros cráneos. Más tarde aún, desarrollaron esqueletos completos.

«No es tanto un Big Bang como un pez maduro», dijo Mussini. «El plan del cuerpo de los vertebrados probablemente tomó mucho más tiempo de lo que pensábamos».

Karma Nanglu, paleontóloga de Harvard que no participó en el nuevo estudio, dijo que era concebible que fuera necesario invertir Pikaia. “En paleontología suceden cosas cada vez más locas”, dijo.

Si bien poner a Pikaia patas arriba puede haber resuelto algunos misterios, también creó otros nuevos. Los animales con tentáculos sensoriales suelen tenerlos brotando en la parte superior de la cabeza. En la reconstrucción de Mussini y Vinther, surgen desde abajo. También es raro que las branquias externas se enrollen sobre la cabeza de un animal.

«Me resulta más difícil imaginarlo nadando en el fondo del mar», dijo Nanglu.

El Dr. Nanglu tuvo aún más dificultades para aceptar que nuestros antepasados ​​eran vetulicolianos malhablados. Los fósiles de animales son difíciles de interpretar e inspiran muchos argumentos. Algunos vetulicolianos tienen una serie de agujeros a los lados de la canasta, por ejemplo, que algunos investigadores creen que son los precursores de las branquias. Pero otros piensan que la similitud es sólo una coincidencia.

Aún así, Nanglu se quitó el sombrero ante el equipo de investigación por ser lo suficientemente valiente como para volver a un debate que comenzó hace generaciones. “Esto abre una nueva área de debate en lugar de cerrar el libro”, afirmó.