“No podía creer lo que estaba viendo”: descubriendo la pieza faltante del rompecabezas de la evolución en rocas de 130 millones de años

Los científicos han descubierto la pieza que faltaba del rompecabezas evolutivo en rocas de 130 millones de años. Este descubrimiento surge como resultado de la cooperación internacional. Facultad de Ciencias, Universidad de Lisboa (Portugal) está involucrado.

aunque Vertebrados Al ser un componente dominante de los ecosistemas contemporáneos de aguas profundas, no ha habido evidencia fósil de peces de aguas profundas de más de 50 millones de años. Ahora, el reciente descubrimiento de fósiles excepcionalmente raros proporciona la evidencia más antigua conocida de peces de aguas profundas. Esto hace retroceder la línea de tiempo de la colonización de las profundidades marinas unos asombrosos 80 millones de años.

Los resultados fueron publicados recientemente en la revista procedimientos de la Academia Nacional de Ciencias.

“Cuando encontré los fósiles por primera vez, no podía creer lo que estaba viendo”, afirma la paleontóloga Andrea Bacon, líder de este estudio e investigadora de la Universidad de Génova (Italia). Fue él quien descubrió fósiles de peces en el noroeste de los Apeninos, cerca de Piacenza, Módena y Livorno (Italia).

Los salmonetes producen un orificio de alimentación en el fondo marino poco profundo del mar de Liguria. El nuevo estudio informa estructuras idénticas de sedimentos del Cretácico en los Apeninos del norte de Italia. Los resultados indican que los pozos de alimentación fósiles son la evidencia más antigua de vertebrados de aguas profundas. Crédito: Andrea Bacon

La razón de este asombro es la lejana edad de los fósiles, que es un millón de años anterior a cualquier otra evidencia de la existencia de peces de aguas profundas. Los fósiles recién descubiertos se remontan a la Era Temprana período cretáceo (Hace 130 millones de años). “Los nuevos fósiles muestran actividad de peces en el fondo marino que se remonta a la época de los dinosaurios, a miles de metros de profundidad”, añade Andrea Baucon.

Utilizando fotogrametría, los científicos proporcionaron un mapa de elevación adornado con fotografías de los cráteres y las rutas de alimentación de los fósiles. Esta evidencia representa la evidencia más antigua de vertebrados de aguas profundas. Crédito: Girolamo Lo Russo

Los fósiles recién descubiertos son raros e inusuales. Incluyen fósiles en forma de cuenco producidos por peces antiguos que se alimentaban, así como el camino sinuoso formado por la cola del pez nadador, que atraviesa el fondo marino fangoso. Estos fósiles arqueológicos no incluyen fósiles corporales como huesos de pescado, pero sí registran comportamientos antiguos. Como tales, los fósiles de los Apeninos representan un punto crítico en el espacio y el tiempo. Es el punto en el que los peces abandonaron la plataforma continental y colonizaron un nuevo entorno hostil, situado lejos de su hábitat original.

A miles de metros bajo la superficie del océano Tetis, un antiguo océano que existió hace entre 250 y 50 millones de años y es precursor del actual mar Mediterráneo, los peces de aguas profundas más antiguos enfrentaron duras condiciones ambientales en comparación con sus aguas poco profundas. orígenes del agua. La oscuridad total, las temperaturas casi gélidas y las enormes presiones limitan la supervivencia de estos pioneros abisales.

El vídeo muestra una quimera nadando sobre los sedimentos en la fosa de Kermadec (profundidad: 1.544 metros) y luego hundiendo su boca en el sedimento para alimentarse. En el nuevo estudio, los científicos estudiaron el comportamiento de los peces modernos para comprender los comportamientos asociados con los fósiles de vertebrados de aguas profundas más antiguos. Crédito: Thomas Linley, Alan Jamieson

Condiciones tan extremas requieren adaptaciones para la vida en las profundidades marinas, innovaciones evolutivas tan importantes como las que permitieron la colonización de la tierra y el aire, como alas y extremidades, por ejemplo.

Los fósiles recién descubiertos representan no sólo los peces de aguas profundas más antiguos, sino también los vertebrados de aguas profundas más antiguos. La evolución de los vertebrados (animales verticales) ha estado marcada por cambios de hábitat desde orígenes marinos poco profundos a ambientes terrestres, aéreos y de aguas profundas. La invasión de las profundidades marinas es la transformación del hábitat menos comprendida debido al bajo potencial de fosilización asociado con las profundidades marinas.

“Los nuevos fósiles arrojan luz sobre un capítulo misterioso de la historia de la vida en la Tierra”, comenta Carlos Neto de Carvalho, investigador del Instituto Dom Luiz de la Facultad de Ciencias de la Universidad de Lisboa (Ciências ULisboa) (Portugal).

Mapa de elevación de la losa de roca de arriba, que preserva la evidencia más antigua de vertebrados de aguas profundas. La codificación de colores está relacionada con la altitud, con colores más cálidos a mayores altitudes. Crédito: Girolamo Lo Russo

Los fósiles de los Apeninos están obligando a los científicos a reconsiderar los factores que pueden haber llevado a la colonización de las profundidades marinas por parte de los vertebrados. Los autores sugieren que el catalizador fue el aporte sin precedentes de materia orgánica que se produjo entre el Paleolítico Superior jurásico El período Cretácico Inferior. La disponibilidad de alimentos en las profundidades del mar fomenta la aparición de gusanos en el fondo del mar, que a su vez atraen a los peces, que utilizan comportamientos específicos para exponerlos a ellos.

En este estudio, los investigadores recurrieron a los mares actuales para comprender el comportamiento de los fósiles y estudiar el comportamiento de los peces modernos en sus entornos. Los científicos han explorado las profundidades del Océano Pacífico para estudiar las quimeras, también conocidas como tiburones fantasma, en su hábitat.

Los nuevos fósiles coinciden con las estructuras producidas por los peces modernos que se alimentan rascando el fondo del mar o exponiendo a sus presas que habitan en el fondo mediante succión. Esto recuerda a los Neoteleostei, el grupo de vertebrados que incluye a las medusas y los peces lagarto modernos.

Quimeras nadando sobre sedimentos en la fosa de Kermadec en el Océano Pacífico (profundidad: 1544 m). En el nuevo estudio, los científicos estudiaron el comportamiento de los peces modernos de aguas profundas para comprender el mecanismo de formación de los fósiles arqueológicos del período Cretácico. Los hallazgos revelan la evidencia más antigua de vertebrados de aguas profundas. Crédito: Thomas Linley, Alan Jamieson

“Contrariamente a la creencia popular, los sedimentos del fondo marino profundo están llenos de restos fósiles de vida antigua, pero normalmente de pequeños organismos que viven más arriba en la columna de agua como el fitoplancton o el zooplancton”, explica Mario Cachao, coautor de esta investigación. Estudio e investigador del Instituto Dom Luís, Ciências ULisboa.

“Sin embargo, descubrir e interpretar evidencia directa de la actividad orgánica de vertebrados impresos y geológicamente preservados en tales depósitos, después de haber sido deformados tectónicamente y expuestos como la cordillera de los Apeninos del norte, y que fueron emplazados en su mayoría durante los tiempos geológicos del Mioceno y Plioceno. – es decir, casi desde “hace 20 millones de años, este es un hallazgo extremadamente raro”.

Los fósiles recién descubiertos pueden representar el primer paso importante en los orígenes de la biodiversidad moderna de los vertebrados de las profundidades marinas. Los ecosistemas modernos de aguas profundas tienen sus raíces en los fósiles de los Apeninos y están experimentando un importante cambio de hábitat en la historia del océano. “Nuestros descubrimientos de fósiles reevalúan la situación El ritmo de la colonización de vertebrados de las profundidades marinas. Los fósiles recién descubiertos contienen evidencia clave Sobre los comienzos mismos “La evolución de los vertebrados de las profundidades marinas tiene profundas implicaciones tanto para la Tierra como para las ciencias de la vida”, resume Andrea Baucon.

Referencia: “La evidencia más antigua de vertebrados de aguas profundas” por Andrea Boccone, Annalisa Ferretti, Chiara Fiorone, Luca Pandolfi, Enrico Serbagli, Armando Piccinini, Carlos Neto de Carvalho, Mario Cachao, Thomas Linley, Fernando Muñiz, Zane Belastegui, Alan Jamieson . , Girolamo Lo Russo, Filippo Guerrini, Sara Ferrando y Emantes Pride, 5 de septiembre de 2023, procedimientos de la Academia Nacional de Ciencias.
doi: 10.1073/pnas.2306164120

El estudio fue el resultado de la colaboración de investigadores afiliados a instituciones científicas de Italia (Universidades de Génova, Módena y Reggio Emilia, Padua, Pisa, Parma; Museo de Historia Natural de Piacenza; Museo Natural del Tirol del Sur), Portugal (Geoparque Global Naturtigo de la UNESCO; Universidad de Lisboa), Inglaterra (Universidad de Newcastle), España (Universidades de Sevilla y Barcelona), Australia (Universidad de Australia Occidental), Escocia (Universidad de Aberdeen).