La evolución y el cerebro de un animal prehistórico

Los biólogos sospechaban que el desarrollo de la mandíbula ha desempeñado una influencia determinante en la historia evolutiva humana, pero hasta ahora no se había podido estudiar fósiles que demostraran esta afirmación. Un equipo internacional de científicos sugiere que la reorganización del encéfalo y de los órganos sensoriales podría aclarar el éxito evolutivo de los vertebrados (animales dotados de espina dorsal). Presentado en la revista Nature, el estudio indaga en el encéfalo de un pez agnato fosilizado de hace 400 millones de años que se considera un punto evolutivo intermedio entre los vertebrados con y sin mandíbula. La investigación recibió fondos del Séptimo Programa Marco (7PM) de la Unión Europea.

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os investigadores, procedentes de China, Francia, Suiza y Reino Unido, estudiaron la estructura craneal de un fósil primitivo de pez agnato perteneciente a los galeaspidos utilizando rayos X de alta energía en la Fuente de Luz Suiza del Instituto Paul Scherrer (PSI, Suiza). Su trabajo sacó a la luz la forma del encéfalo del animal y de sus órganos sensoriales.

El profesor Marco Stampanoni, del PSI y coautor del estudio, explicó: «Utilizamos un acelerador de partículas denominado sincrotrón como fuente de rayos X para realizar microscopia tridimensional no destructiva de la muestra. Ésta nos permitió obtener un modelo informático perfecto del fósil que podíamos seccionar de la forma que mejor quisiéramos sin dañar el fósil en modo alguno. De otro modo no habríamos logrado permiso para estudiar el fósil.»

«Pudimos observar las rutas de todas las venas, nervios y arterias que irrigaban el encéfalo de estos increíbles ejemplares», explicó Gai Zhi-kun, de la Universidad de Bristol (Reino Unido) y del Instituto de Paleoantropología y Paleontología de Vertebrados (IVPP, China) y autor principal del estudio. «Presentaban un encéfalo similar al de los tiburones actuales pero sin mandíbulas. Fuimos capaces de mostrar que el encéfalo de los vertebrados se reorganizó antes del origen evolutivo de las mandíbulas.»

En relación a los resultados obtenidos en el estudio, el profesor Philip Donoghue, de la Facultad de Ciencias de la Tierra de la Universidad de Bristol y coautor del estudio, aclaró: «En la en la fase embrionaria de los vertebrados vivos, las mandíbulas se desarrollan a partir de células madre que migran desde la parte posterior del encéfalo y hacia abajo entre las fosas nasales en desarrollo. Esto no ocurre ni puede ocurrir en los vertebrados sin mandíbula vivos pues poseen un órgano nasal único que sencillamente estorba.»

Según los investigadores, sus descubrimientos han proporcionado las respuestas necesarias.

«Estos suponen los primeros datos confirmados de los pasos que condujeron al origen evolutivo de los vertebrados con mandíbula», afirmó el profesor Min Zhu del IVPP «y el fósil aporta una prueba sólida como una roca».

Uno de los obstáculos para la resolución de este rompecabezas evolutivo era que no se disponía de la tecnología necesaria . Según el profesor Philippe Janvier del Museo Nacional de Historia Natural de Paris (Francia): «Esta investigación llevaba décadas a la espera de una tecnología que nos permitiera observar el interior de los fósiles sin dañarlos.» Indica que los investigadores implicados, a pesar de sus distintos trasfondos científicos, no hubieran podido realizar este trabajo y obtener resultados si no hubiesen colaborado.